【文章內容簡介】 端必須接地。 在編程時， EA/Vpp 腳還需加上 21V 的編程電壓。 [2] 8255 芯片簡介 8255 可編程并行接口芯片簡介 : 8255 可編程并行接口芯片有三個輸入輸出端口，即 A 口、 B口和 C口，對應于引腳 PA7～ PA0、 PB7～ PB0 和 PC7～ PC0。其內部還有一個控制寄存器，即控制口。通常A 口、 B 口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。 C 口作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成 4位的端口，每個端口包含一個 4位鎖存器。它們分別與端口 A／Ｂ配合使用，可以用作控制信號輸出或作為狀態(tài)信號輸入。 8255 可編程并行接口芯片方式控制字格式說明 : 8255 有兩種控制命令字；一個是方式選擇控制字；另一個是 C 口按位置位／復位控制字。其中 C口按位置位／復位控制字方式使用較為繁難，說明也較冗長，故在此不作敘述，需要時用戶可自行查找有關資料。 方式控制字格式說明如表 1： 表 1 方式控制字格式說明 D7：設定工作方式標志， 1 有效。 D D5： A口方式選擇 0 0 — 方式 0 0 1 — 方式 1 1 — 方式 2 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 單片機概述及芯片簡介 8 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明 : 方式 0：基本輸入／輸出方式。適用于三個端口中的任何一個。每一個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 A 口或 B 口的 8 位 外設線用作輸入或輸出，C 口的 4 條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡信號和中斷請求信號。 方式 2 ：雙向總線方式。只有 A口具備雙向總線方式， 8 位外設線用作輸入或輸出，此時 C口的 5條線用作通訊聯(lián)絡信號和中斷請求信號。 其他器件 數(shù)共陰極的七段數(shù)碼管。如圖 5 圖 5 數(shù)共陰極的七段數(shù)碼管 VT 為雙向晶閘管，當門極為高電平時晶閘管導通，該支路指示燈亮；當門極為低電平時晶閘管關斷， 該支路指示燈滅。 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 控制器硬件系統(tǒng)設計 9 2 控制器硬件系統(tǒng)設計 交通管理的方案論證 A、 B 兩干道交于一個十字路口，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，且黃燈燃亮時間為 A、 B 兩干道的公共停車時間。設 A 道比 B道的車流量大，指示燈燃亮的方案如表 2。 表 2 指示燈燃亮的方案 此表 2說明： （ 1）當為黃燈時 A、 B 兩道同時為黃燈；以提示行人或車輛下一個燈色即將到來 時間 3 秒。 （ 2）當 A 到為紅燈， A 道車輛禁止通行， A 道行人可通過； B 道為綠燈， B 道車輛通過，行人禁止通行。時間為 60 秒。 （ 3）當 A道綠燈， A 道車輛通行； B 道為紅燈， B 道車輛禁止通過，行人通行。時間為 80 秒。 A道車流大 通行時間長。 （ 4）這樣如上表的時間和紅、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)車流量動態(tài)設定。 系統(tǒng)硬 件設計 選用設備： 8051 單 片機一片， 8255 并行通用接口芯片一片， 74LS07 兩片， MAX692‘看門狗’一片，共陰極的七段數(shù)碼管兩個雙向晶閘管若干， 7805 三端穩(wěn)壓電源一個，紅、黃、綠交通燈各兩個，開關鍵盤、連線若干。 3 60 3 80 3 60 ?? 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 ?? 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 控制器硬件系統(tǒng)設計 10 2． 2． 1 系統(tǒng)總框圖如下 圖 6： 圖 6 系統(tǒng)總框圖 鍵盤設置時間參數(shù) 8051 系統(tǒng)處理 鎖存 8255A 擴展 CPU 的并行接口 交通燈 顯示時間 看門狗 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 控制器硬件系統(tǒng)設計 11 2． 2． 2 交通燈控制線路圖 如圖 7： 圖 7 交通燈控制線路圖 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 控制器硬件系統(tǒng)設計 12 系統(tǒng)工作原理 （ 1） 開關鍵盤輸入交通燈初始時間，通過 8051單片機 P1 輸入到系統(tǒng)。 （ 2） 由 8051單片機的定時器每秒鐘通過 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 口顯示每個燈的燃亮時間。 （ 3） 8051通過設置各個信號等的燃亮時間、通過 8051設置，黃、綠、紅時間依次為 3秒、 60 秒、 3 秒、 80 秒、 3 秒循環(huán)由 8051 的 P0口向 8255 的數(shù)據(jù)口輸出。 （ 4） 通過 8051單片機的 位來控制系統(tǒng)是工作或設置初值，當 為 0就對系統(tǒng)進行初始化，為 1 系統(tǒng)就開始工作。 （ 5） 8255PA 口用于輸出時間的個位， PB口用于輸出時間的十位，由 747S07 驅動芯片驅動； 而 PC 口用于輸出各個燈的情況，它的末段連接雙向晶閘管采用 220V交流電壓驅動。 （ 6）在交通控制程序中加入看門狗指令，當系統(tǒng)出現(xiàn)異?？撮T狗將發(fā)出溢出中斷。通過專用端口輸入到 MAX692 看門狗芯片的 WDI 引角引起 RESET 復位信號復位系統(tǒng)。 [3] 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 控制器的軟件設計 13 3 控制器的軟件設計 每秒鐘的設定 延時方法可以有兩種一中是利用 MCS51內部定時器才生溢出中斷來確定 1 秒的時間，另一種是采用軟 延時的方法。 計數(shù)器硬件延時 計數(shù)器初值計算 定時器工作時必須給計數(shù)器送計數(shù)器初值，這個值是送到 TH 和 TL中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全 1到全 0 時自動產生溢出中斷請求。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值設定為 C和計數(shù)初值設定為 TC 可得到如下計算通式： TC=MC式中， M 為計數(shù)器摸值，該值和計數(shù)器工作方式有關。在方式 0時 M為 213 ；在方式1 時 M的值為 216；在方式 2和 3為 28。 [4] 計算公式 T=（ M－ TC） T計數(shù) 或 TC＝ MT／ T計數(shù) T 計數(shù)是單片機時鐘周 期 TCLK 的 12 倍；ＴＣ為定時初值 如單片機的主脈沖頻率為 TCLK12MHZ ，經過 12分頻 方式 0 TMAX＝ 213 *1 微秒＝ 毫秒 方式 1 TMAX＝ 216 *1 微秒＝ 毫秒 顯然１秒鐘已經超過了計數(shù)器的最大定 時間，所以我們只有采用定時器和軟件相結合的辦法才能解決這個問題。 １秒的方法 我們采 用在主程序中設定一個初值為 20的軟件計數(shù)器和使 T0 定時 50毫秒。這樣每當 T0 到 50毫秒時 CPU 就響應它的溢出中斷請求，進入他的中斷服務子程序。在中斷服務子程序中， CPU 先 使軟件計數(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間顯示程序。 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 控制器的軟件設計 14 （１）主程序 定時器需定時 50 毫秒，故 T0 工作于方式１。 初值： TC=MT／ T計數(shù) ＝ 21650ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, 01H 。 令 T0 為定時器方式１ MOV TH0, 3CH 。裝入定時器初值 MOV TL0, BOH 。 MOV IE, 82H 。開 T0 中斷 SEBT TR0 ；啟動 T0 計數(shù)器 MOV RO, 14H 。軟件計數(shù)器賦初值 LOOP: SJMP $ ；等待中斷 （２）中斷服務子程序 ORG 000BH AJMP BRT0 ORG 000BH BRTO： DJNZ R0， NEXT AJMP TIME 。 跳轉到時間及信號燈顯示子程序 DJNZ： MOV R0，＃ 14H ；恢復 R0 值 MOV TH0, 3CH 。重裝入定時器初值 MOV TL0, BOH 。 MOV IE, 82H RET1 END 軟件延時 MCS51 的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 8051 單片機的工作頻率為 6MHZ。機器周期與主頻有關，機器周期是主頻的 12 倍，所以一個機器周期的時間為 12*（ 1/6M）=2us。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。 具體的延時程序分析： DELAY:MOV R4,08H 延時 1 秒子程序 DE2:LCALL DELAY1 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 控制器的軟件設計 15 DJNZ R4,DE2 RET DELAY1:MOV R6,0 延時 125ms 子程序 MOV R5,0 DE1: DJNZ R5,$ DJNZ R6,DE1 RET MOV RN， DATA 字節(jié)數(shù)數(shù)為 2 機器周期數(shù)為 1 所以此指令的執(zhí)行時間為 2ms 。 DELAY1 為 一 個 雙 重 循 環(huán) 循 環(huán) 次 數(shù) 為 256*256=65536 所 以 延 時 時 間=65536*2=131072us 約為 125us 。 DELAY R4 設置的初值為 8 主延時程序循環(huán) 8次，所以 125us*8= 1 秒。 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。 時間及信號燈的顯示 8051 并行口的擴展 8051 雖然有 4個 8 位 I/O 端口 ,但真正能提供借用的只有 P1 口 ,因為 P2 和 P0 口通常用于傳送外部傳送地址和數(shù)據(jù) ,P3