【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為高電平（接 VCC 端） ，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。F1ash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，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(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 MCS—51 的中斷源8051 有 5 個(gè)中斷源，它們是兩個(gè)外中斷 INT0（ ）和 INT1（）、兩個(gè)片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器溢出中斷 TF0 和 TF1，一個(gè)是片內(nèi)串行口中斷 TI 或 RI，這幾個(gè)中斷源由TCON 和 SCON 兩個(gè)特殊功能寄存器進(jìn)行控制,其中 5 個(gè)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(shí) /計(jì)數(shù)器 0 000BH外中斷 1 0013H定時(shí) /計(jì)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(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)：有特殊車輛要通過(guò)時(shí)就要進(jìn)行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況保護(hù)好，當(dāng)中斷執(zhí)行后再恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，包括信號(hào)燈和時(shí)間顯示電路。（２）中斷打開(kāi)和中斷關(guān)閉：為了使特殊車輛通行按一下打開(kāi)中斷開(kāi)關(guān)就可以打開(kāi)中斷，關(guān)閉中斷開(kāi)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(guò)，南北方向轉(zhuǎn)換為綠燈，東西方向?yàn)榧t燈；如果東西方向有特殊車輛要求通過(guò)，東西方向轉(zhuǎn)換為綠燈，南北方向?yàn)榧t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(hào)回到中斷前狀態(tài)，顯示時(shí)間也和中斷前一樣。 系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)要求的具體功能，可以選用 AT89C51 單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12 個(gè)發(fā)光二極管分成 4 組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號(hào)燈指示模塊，8 個(gè) LED 東西南北各兩個(gè)構(gòu)成倒計(jì)時(shí)顯示模塊，若干按鍵組成時(shí)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(jī)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(shí)鐘電路，REST 引腳接上復(fù)位電路， 與 對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行片選， 即 INT0 緊急情況處理按鍵， 即 INT1 接時(shí)間調(diào)整中斷按鍵。 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)上電或手動(dòng)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(shí)間值的個(gè)位和十位分別送顯 P0 口，在此同時(shí)用軟件方法計(jì)時(shí) 1 秒，到達(dá) 1s 就要將時(shí)間值減 1，刷新 LED 數(shù)碼管。時(shí)間到達(dá)一個(gè)狀態(tài)所要全部時(shí)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(shí)間值，當(dāng)然，還要開(kāi)啟兩個(gè)外部中斷，其一為緊急情況處理中斷，一旦信號(hào)有效，即 K3 鍵為低電平時(shí)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(shí)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(duì)時(shí)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(jī)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(jià)格低、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽(yáng)和共陰之分。以八段共陽(yáng)管為例，它有 8 個(gè)發(fā)光二極管(比七段多一個(gè)發(fā)光二極管，用來(lái)顯示 dP，即點(diǎn))，每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起，如圖 所示。這樣，一個(gè) LED 數(shù)碼管就有 I 根位選線和8 根段選線，要想顯示一個(gè)數(shù)值，就要分別對(duì)它們的高低電平來(lái)加以控制。為方便起見(jiàn)，本文主要討論共陽(yáng)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(guò)同名管腳上所加電平的高低來(lái)控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)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(yáng)極連接驅(qū)動(dòng)代碼，代碼表如下表 5 所示。表 5 驅(qū)動(dòng)代碼表顯示數(shù)值 dp,g,f,e,d,c,b,a 驅(qū)動(dòng)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(guò)調(diào)用程序給定的秒值經(jīng)過(guò)特定計(jì)算算出需要顯示的個(gè)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(gè)方位上的一對(duì) 2 為顯示器。四個(gè)方位上總共用 8 個(gè) LED 接在單片機(jī)的 IO 口上。雖然路口不一樣，但是顯示的時(shí)間在數(shù)字上是一樣的，所以兩邊連接的 IO 口是對(duì)稱的。如圖 所示，其中 A，B 分別是 P0，P1 的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。圖 7 LED 連接圖 發(fā)光二極管根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，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(gè)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(duì)稱分布的，如下圖 8 所示。圖 8 信號(hào)燈的連接 按鍵控制本設(shè)計(jì)設(shè)置了有 5 個(gè)鍵：K1 鍵 ,K2 鍵 ，K3 鍵 ，K4 鍵 ，K5 鍵，每個(gè)按鍵一端接地，另一端接對(duì)應(yīng)的 P3 端口。低電平有效，當(dāng)按鍵按下端口接地，單片機(jī)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(jì) 程序主體設(shè)計(jì)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(shí)間調(diào)整程序等。整個(gè)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(kāi)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(dòng)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(jì)說(shuō)明：該智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)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(gè)循環(huán)周期在還剩5s 時(shí)，正在通行路口的黃燈同時(shí)點(diǎn)亮并開(kāi)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(shí) 定時(shí)器原理定時(shí)器工作的基本原理其實(shí)就是給初值，讓它不斷加 1 直至減完為模值，這個(gè)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(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，即所要求的計(jì)數(shù)值設(shè)定為 C，把計(jì)數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計(jì)算通式：TC=MC式中，M 為計(jì)數(shù)器模值。計(jì)數(shù)值并不是目的，目的是時(shí)間值，設(shè)計(jì) 1 次的時(shí)間，即定時(shí)器計(jì)數(shù)脈沖的周期為 T0，它是單片機(jī)系統(tǒng)主頻周期的 12 倍，設(shè)要求的時(shí)間值為 T，則有 C=T／T0。計(jì)算通式變?yōu)椋篢=（M －TC ）T0模值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式 0 時(shí) M 為 8192；在方式 1 時(shí) 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(shí)。如單片機(jī)的主脈沖頻率為12MHZ，經(jīng)過(guò) 12 分頻后，若采用方式０最大延時(shí)只有 毫秒，采用方式１最大延時(shí)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(huì)耽擱程序流程，顯然不可行。相反，時(shí)間計(jì)時(shí)方面卻不可能只用計(jì)數(shù)器，因?yàn)轱@然１秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們還必須采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題。 軟件延時(shí)原理MCS51 的工作頻率為 12MHZ，機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的 12 倍，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)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(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)確定 1 秒的時(shí)間，但同時(shí)由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指令執(zhí)行時(shí)間可以忽略不計(jì)。 中斷原理本系統(tǒng)主要使用了外部中斷，中斷信號(hào)有引腳 INT0 和 INT1 輸入，低電平有效，CPU每個(gè)時(shí)鐘周期都會(huì)檢測(cè) INT0 和 INT1 上的信號(hào)，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(qǐng)求信號(hào)，可由用戶通過(guò)設(shè)置 TCON 中 IT0 和 IT1 位的狀態(tài)來(lái)實(shí)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(jì)采用電平方式，IE0 為其中斷標(biāo)志位，有中斷信號(hào)則置位，中斷服務(wù)子程序響應(yīng)后，IE0 自動(dòng)清零。IE 中的 EA 為允許中斷的總控制位，為 1 開(kāi)啟，EX0 為外部中斷允許控制位，為 1開(kāi)啟。在優(yōu)先級(jí)的允許下，一旦有外部中斷信號(hào)產(chǎn)生，單片機(jī) CPU 首先保護(hù)斷點(diǎn)，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(shí) CPU 會(huì)從堆棧中取保存的斷點(diǎn)地址，送回 PC，程序再正常執(zhí)行。 子程序模塊設(shè)計(jì) 狀態(tài)燈顯示及判斷在本設(shè)計(jì)中，實(shí)際控制的燈只有 6 個(gè)，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(hào)中是 P1 端口 8 個(gè)引腳值對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制碼。用于顯示發(fā)光二極管時(shí)，部分程序如下： 。東西紅，南北綠，計(jì)時(shí)時(shí)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(jì)時(shí)顯示LED 計(jì)時(shí)每 1 秒都要刷新 1 次，采用的是動(dòng)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(gè)位放在 51H 中，設(shè)置 7 段 LED 顯