【文章內(nèi)容簡介】 為高電平（接 VCC 端） ，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。F1ash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程電壓 Vcc。XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 MCS—51 的中斷源8051 有 5 個中斷源，它們是兩個外中斷 INT0（ ）和 INT1（）、兩個片內(nèi)定時/計數(shù)器溢出中斷 TF0 和 TF1，一個是片內(nèi)串行口中斷 TI 或 RI，這幾個中斷源由TCON 和 SCON 兩個特殊功能寄存器進(jìn)行控制,其中 5 個中斷源的程序入口地址如表 4 所示：表 3 中斷源程序入口中斷源的服務(wù)程序入口地址中斷源 入口地址外中斷 0 0003H定時 /計數(shù)器 0 000BH外中斷 1 0013H定時 /計數(shù)器 0 001BH串行口中斷 0023H 交通燈中的中斷處理流程（１）現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復(fù)：有特殊車輛要通過時就要進(jìn)行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況保護好，當(dāng)中斷執(zhí)行后再恢復(fù)現(xiàn)場，包括信號燈和時間顯示電路。（２）中斷打開和中斷關(guān)閉：為了使特殊車輛通行按一下打開中斷開關(guān)就可以打開中斷，關(guān)閉中斷開關(guān)就關(guān)閉中斷。（３）中斷服務(wù)程序：有中斷產(chǎn)生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務(wù)，中斷服務(wù)程序就是執(zhí)行中斷處理的具體內(nèi)容：即如果南北方向有特殊車輛要求通過，南北方向轉(zhuǎn)換為綠燈，東西方向為紅燈；如果東西方向有特殊車輛要求通過，東西方向轉(zhuǎn)換為綠燈，南北方向為紅燈。（４） 中斷返回：執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，必然要返回，即回交通燈信號回到中斷前狀態(tài)，顯示時間也和中斷前一樣。 系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理實現(xiàn)本設(shè)計要求的具體功能，可以選用 AT89C51 單片機及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12 個發(fā)光二極管分成 4 組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號燈指示模塊，8 個 LED 東西南北各兩個構(gòu)成倒計時顯示模塊，若干按鍵組成時間設(shè)置和緊急按鈕。 系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成本系統(tǒng)以單片機為核心，系統(tǒng)硬件電路由狀態(tài)燈，LED 顯示，按鍵，組成。其具體的硬件電路總圖如圖 所示。其中 P0 用于送顯兩片 LED 數(shù)碼管，P1 用于控制紅綠黃發(fā)光二極管，XTAL1 和XTAL2 接入晶振時鐘電路，REST 引腳接上復(fù)位電路， 與 對數(shù)碼管進(jìn)行片選， 即 INT0 緊急情況處理按鍵， 即 INT1 接時間調(diào)整中斷按鍵。 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)上電或手動復(fù)位之后，系統(tǒng)先顯示狀態(tài)燈及 LED 數(shù)碼管，將狀態(tài)碼值送顯 P1口，將要顯示的時間值的個位和十位分別送顯 P0 口，在此同時用軟件方法計時 1 秒，到達(dá) 1s 就要將時間值減 1，刷新 LED 數(shù)碼管。時間到達(dá)一個狀態(tài)所要全部時間，則要進(jìn)行下一狀態(tài)判斷及銜接，并裝入次狀態(tài)的相應(yīng)狀態(tài)碼值以及時間值，當(dāng)然，還要開啟兩個外部中斷，其一為緊急情況處理中斷，一旦信號有效，即 K3 鍵為低電平時進(jìn)入中斷服務(wù)子程序，東西南北路口的紅燈全亮禁止全部通行，再按一下Ｋ３鍵，中斷結(jié)束返回。其二為通行時間調(diào)整中斷，若 K4 按鍵有效，進(jìn)入相應(yīng)的中斷子程序，對時間進(jìn)行調(diào)整，此后再按 K4 鍵則中斷結(jié)束返回。?WPBVGND9865東/TEXIxALO+fgedcbaQ圖 5 基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)電路圖 其它硬件介紹及連接 八段 LED 數(shù)碼管LED 顯示屏作為大型顯示設(shè)備的一種，具有亮度高、價格低、壽命長、維護簡便等優(yōu)點。LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽和共陰之分。以八段共陽管為例，它有 8 個發(fā)光二極管(比七段多一個發(fā)光二極管，用來顯示 dP，即點)，每個發(fā)光二極管的陽極連在一起，如圖 所示。這樣，一個 LED 數(shù)碼管就有 I 根位選線和8 根段選線，要想顯示一個數(shù)值，就要分別對它們的高低電平來加以控制。為方便起見，本文主要討論共陽八段 LED 數(shù)碼顯示管，其他類形的顯示管與其類似。圖 6 LED 數(shù)碼管LED 燈的顯示原理:通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點亮而顯示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a 全亮顯示為８，采用共陽極連接驅(qū)動代碼，代碼表如下表 5 所示。表 5 驅(qū)動代碼表顯示數(shù)值 dp,g,f,e,d,c,b,a 驅(qū)動代碼0 11010000 C0H1 11111001 F9H2 10100100 A4H3 10110000 B0H4 10011001 99H5 10010010 92H6 10000010 82H7 11111000 F8H8 10000000 80H9 10010000 90H相應(yīng)在程序軟件上，可以通過調(diào)用程序給定的秒值經(jīng)過特定計算算出需要顯示的個位和十位，然后有 DPTR 調(diào)取 LEDMAP 的代碼。LED8 段數(shù)碼管的設(shè)置為每個方位上的一對 2 為顯示器。四個方位上總共用 8 個 LED 接在單片機的 IO 口上。雖然路口不一樣，但是顯示的時間在數(shù)字上是一樣的，所以兩邊連接的 IO 口是對稱的。如圖 所示，其中 A，B 分別是 P0，P1 的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。圖 7 LED 連接圖 發(fā)光二極管根據(jù)本設(shè)計的特點，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。每個方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共 4 組。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對稱分布的，如下圖 8 所示。圖 8 信號燈的連接 按鍵控制本設(shè)計設(shè)置了有 5 個鍵：K1 鍵 ,K2 鍵 ，K3 鍵 ，K4 鍵 ，K5 鍵，每個按鍵一端接地，另一端接對應(yīng)的 P3 端口。低電平有效，當(dāng)按鍵按下端口接地，單片機捕獲到低電平，從而知道相應(yīng)的輸入信息。5 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計 程序主體設(shè)計流程全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊：鍵盤設(shè)置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，LED 顯示程序緊停程序，中斷服務(wù)子程序，紅綠燈時間調(diào)整程序等。整個軟件程序方面主要分兩大部分：主程序部分和中斷處理程序。流程圖如圖 9 所示。開始系統(tǒng)初始化東西亮綠燈，南北亮紅燈調(diào)顯示子程序（動態(tài)顯示）東西，南北方向換向東西黃燈閃爍，南北亮紅燈燈中斷處理子程序處理返回 圖 9 系統(tǒng)總流程圖設(shè)計說明：該智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用的是順序執(zhí)行并反復(fù)循環(huán)的方法。智能交通燈控制系統(tǒng)在正常工作的情況下，每 20s 循環(huán)變化一次。每個循環(huán)周期在還剩5s 時，正在通行路口的黃燈同時點亮并開始閃爍，以提醒路人上的行人及車輛，交通燈即將發(fā)生變化。在此期間若中斷按鍵按下則轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序進(jìn)行相關(guān)操作。 理論基礎(chǔ)知識 定時器原理定時器工作的基本原理其實就是給初值，讓它不斷加 1 直至減完為模值，這個初值是送到 TH 和 TL 中的。它是以加法記數(shù)的，并能從全 1 到全 0 時自動產(chǎn)生溢出中斷請求。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值，即所要求的計數(shù)值設(shè)定為 C，把計數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計算通式：TC=MC式中，M 為計數(shù)器模值。計數(shù)值并不是目的，目的是時間值，設(shè)計 1 次的時間，即定時器計數(shù)脈沖的周期為 T0，它是單片機系統(tǒng)主頻周期的 12 倍，設(shè)要求的時間值為 T，則有 C=T／T0。計算通式變?yōu)椋篢=（M －TC ）T0模值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式 0 時 M 為 8192；在方式 1 時 M 的值為 65536；在方式 2 和 3 為 256。就此可以算出各種方式的最大延時。如單片機的主脈沖頻率為12MHZ，經(jīng)過 12 分頻后，若采用方式０最大延時只有 毫秒，采用方式１最大延時也只有 毫秒。這就是為什么掃描周期為 50ms 的原因，若使用軟件則會耽擱程序流程，顯然不可行。相反，時間計時方面卻不可能只用計數(shù)器，因為顯然１秒鐘已經(jīng)超過了計數(shù)器的最大定時間，所以我們還必須采用定時器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個問題。 軟件延時原理MCS51 的工作頻率為 12MHZ，機器周期與主頻有關(guān)，機器周期是主頻的 12 倍，所以一個機器周期的時間為 12*（1/12MHZ）=1us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定 1 秒的時間，但同時由于單片機的運行速度很快其他的指令執(zhí)行時間可以忽略不計。 中斷原理本系統(tǒng)主要使用了外部中斷，中斷信號有引腳 INT0 和 INT1 輸入，低電平有效，CPU每個時鐘周期都會檢測 INT0 和 INT1 上的信號，8051 允許外部中斷以電平方式或負(fù)邊沿方式兩種中斷方式輸入中斷請求信號，可由用戶通過設(shè)置 TCON 中 IT0 和 IT1 位的狀態(tài)來實現(xiàn)。以 IT0 為例，IT0=0，為電平觸發(fā)方式，IT0=1，為負(fù)邊沿觸發(fā)方式，本設(shè)計采用電平方式，IE0 為其中斷標(biāo)志位，有中斷信號則置位，中斷服務(wù)子程序響應(yīng)后，IE0 自動清零。IE 中的 EA 為允許中斷的總控制位，為 1 開啟，EX0 為外部中斷允許控制位，為 1開啟。在優(yōu)先級的允許下，一旦有外部中斷信號產(chǎn)生，單片機 CPU 首先保護斷點，PC 值進(jìn)棧，然后執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，執(zhí)行完后，用 RETI 指令返回，此時 CPU 會從堆棧中取保存的斷點地址，送回 PC，程序再正常執(zhí)行。 子程序模塊設(shè)計 狀態(tài)燈顯示及判斷在本設(shè)計中，實際控制的燈只有 6 個，即：東西紅燈，東西綠燈，東西黃燈，南北紅燈，南北綠燈，南北黃燈。定義 IO 端口如下，其中均是低電平有效。H_RED BIT H_YELLOW BIT H_GREEN BIT L_RED BIT L_ YELLOW BIT L_ GREEN BIT 共有 4 鐘狀態(tài)：東西紅燈亮，南北綠燈亮（0F3H） ；東西紅燈亮，南北黃燈亮（0F5H） ；東西綠燈亮，南北紅燈亮（0DEH） ；東西黃燈亮，南北紅燈亮（0EEH） 。括號中是 P1 端口 8 個引腳值對應(yīng)的十六進(jìn)制碼。用于顯示發(fā)光二極管時，部分程序如下： 。東西紅，南北綠，計時時間為 20s MOV P1,0F3H MOV 60H,61HA1: MOV R1,50A2: ACALL BCD ACALL DISPCLK DJNZ R1,A2 MOV A,60H MOV R0,60H ADD A,99H DA A MOV 60H,A CJNE R0,05H,A1 LED 倒計時顯示LED 計時每 1 秒都要刷新 1 次，采用的是動態(tài)顯示，首先將 R4 除以 10H，整數(shù)即十位放在 50H 中，余數(shù)即個位放在 51H 中，設(shè)置 7 段 LED 顯