基于單片機(jī)的交通燈控制器的研究與設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-23 17:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每個(gè)端口包含一個(gè)4位鎖存器。它們分別與端口A／Ｂ配合使用，可以用作控制信號(hào)輸出或作為狀態(tài)信號(hào)輸入。8255可編程并行接口芯片方式控制字格式說(shuō)明:8255有兩種控制命令字；一個(gè)是方式選擇控制字；另一個(gè)是C口按位置位／復(fù)位控制字。其中C口按位置位／復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說(shuō)明也較冗長(zhǎng)，故在此不作敘述，需要時(shí)用戶可自行查找有關(guān)資料。方式控制字格式說(shuō)明如表1： 表1D7D6D5D4D3D2D1D0 D7：設(shè)定工作方式標(biāo)志，1有效。 DD5：A口方式選擇 0 0 —方式0 0 1 —方式1 1 —方式2 D4：A口功能 （1=輸入，0=輸出） D3：C口高4位功能 （1=輸入，0=輸出） D2：B口方式選擇 （0=方式0，1=方式1） D1：B口功能 （1=輸入，0=輸出）D0：C口低4位功能 （1=輸入，0=輸出） 8255可編程并行接口芯片工作方式說(shuō)明: 方式0：基本輸入／輸出方式。適用于三個(gè)端口中的任何一個(gè)。每一個(gè)端口都可以用作輸入或輸出。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。 方式1：選通輸入／輸出方式。這時(shí)A口或B口的8位外設(shè)線用作輸入或輸出，C口的4條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。 方式2 ：雙向總線方式。只有A口具備雙向總線方式，8位外設(shè)線用作輸入或輸出，此時(shí)C口的5條線用作通訊聯(lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。 其他器件共陰極的七段數(shù)碼管。如圖5 圖5數(shù)碼管示意圖 VT為雙向晶閘管，當(dāng)門(mén)極為高電平時(shí)晶閘管導(dǎo)通，該支路指示燈亮；當(dāng)門(mén)極為低電平時(shí)晶閘管關(guān)斷，該支路指示燈滅。4 控制器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)A、B兩干道交于一個(gè)十字路口，各干道有一組紅、黃、綠三色的指示燈，指揮車輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈燃亮?xí)r間為A、B兩干道的公共停車時(shí)間。設(shè)A道比B道的車流量大，指示燈燃亮的方案如表2。表2 360380360……A道黃燈亮紅燈亮黃燈亮綠燈亮黃燈亮紅燈亮……B道黃燈亮綠燈亮黃燈亮紅燈亮黃燈亮綠燈亮……此表2說(shuō)明：（1）當(dāng)為黃燈時(shí) A、B兩道同時(shí)為黃燈；以提示行人或車輛下一個(gè)燈色即將到來(lái) 時(shí)間 3秒。 （2）當(dāng)A到為紅燈，A 道車輛禁止通行，A 道行人可通過(guò)；B 道為綠燈，B 道車輛通過(guò)，行人禁止通行。時(shí)間為60秒。 （3）當(dāng)A道綠燈，A 道車輛通行；B 道為紅燈，B 道車輛禁止通過(guò)，行人通行。時(shí)間為80秒。 A道車流大 通行時(shí)間長(zhǎng) （4）這樣如上表的時(shí)間和紅、綠、黃出現(xiàn)的順序依次出現(xiàn)這樣行人和車輛就能安全暢通的通行。 （5）此表可根據(jù)車流量動(dòng)態(tài)設(shè)定選用設(shè)備8031單片機(jī)一片選用設(shè)備：8031彈片機(jī)一片，8255并行通用接口芯片一片，74LS07兩片，MAX692“看門(mén)狗”一片，共陰極的七段數(shù)碼管兩個(gè)雙向晶閘管若干，7805三端穩(wěn)壓電源一個(gè)，紅、黃、綠交通燈各兩個(gè)，開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)、連線若干。4．2．1 系統(tǒng)總框圖如下： 圖6 系統(tǒng)總框圖4．2．2 交通燈控制線路圖 圖7 交通燈控制線路圖4．2．3 系統(tǒng)工作原理(1)開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)輸入交通燈初始時(shí)間，通過(guò)8031單片機(jī)P1輸入到系統(tǒng)(2)由8031單片機(jī)的定時(shí)器每秒鐘通過(guò)P0口向8255的數(shù)據(jù)口送信息，由8255的PC 口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況；由8255的PA、PB口顯示每個(gè)燈的燃亮?xí)r間。(3)8031通過(guò) 設(shè)置 各個(gè)信號(hào)等的燃亮?xí)r間、通過(guò)8031設(shè)置，黃、綠、紅時(shí)間依次為3秒、60秒、3秒、80秒、3秒循環(huán)由8031的 P0口向8255的數(shù)據(jù)口輸出。(4)，為1系統(tǒng)就開(kāi)始工作。(5)8255PA口用于輸出時(shí)間的個(gè)位，PB口用于輸出時(shí)間的十位，由74LS07驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)；．而PC口用于輸出各個(gè)燈的情況，它的末段連接雙向晶閘管采用220V交流電壓驅(qū)動(dòng)。(6)在交通控制程序中加入看門(mén)狗指令，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常看門(mén)狗將發(fā)出溢出中斷。通過(guò)專用端口輸入到MAX692看門(mén)狗芯片的WDI 引角引起RESET復(fù)位信號(hào)復(fù)位系統(tǒng)5．系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)延時(shí)方法可以有兩種一中是利用MCS51內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來(lái)確定1秒的時(shí)間，另一種是采用軟延時(shí)的方法。 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)值是送到TH和TL中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全1到全0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為T(mén)C 可得到如下計(jì)算通式： TC=MC式中，M為計(jì)數(shù)器摸值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)M為213 ；在方式1時(shí)M的值為216；在方式2和3為28 計(jì)算公式 T=（M－TC）T計(jì)數(shù) 或TC＝M－T／T計(jì)數(shù) T計(jì)數(shù)是單片機(jī)時(shí)鐘周期TＣＬＫ的12倍；TC為定時(shí)初值如單片機(jī)的主脈沖頻率為T(mén)ＣＬＫ12MHZ ，經(jīng)過(guò)12分頻方式０ TMAX＝213?。?微秒＝方式１ TMAX＝216 ＊1微秒＝ 顯然１秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題． １秒的方法 我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為20的軟件計(jì)數(shù)器和使T0定時(shí)50毫秒．這樣每當(dāng)T0到50毫秒時(shí)CPU就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中，CPU先使軟件計(jì)數(shù)器減1，然后判斷它是否為零。為零表示1秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。(1)主程序 定時(shí)器需定時(shí)50毫秒，故T0工作于方式1?！〕踔担骸 C＝M－T／ T計(jì)數(shù) ＝2１６?。?0ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, 01H 。 令T0為定時(shí)器方式１ MOV TH0, 3CH 。裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, BOH 。 MOV IE, 82H 。開(kāi)T0中斷 SEBT TRO
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