【文章內(nèi)容簡介】 RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存 編程和程序校驗(yàn)的控制信號。 （ 2） 控制線：共 4 根 RST—— 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器 周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 EA /VPP—— 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。 FLASH 存儲器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 PSEN —— 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89S52 由外部程序存儲器取指令 （或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖 存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。對 FLASH 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR） 14 區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。 74LS373 的引腳功能 八 D 鎖存器 (3S,鎖存允許輸入有回環(huán)特性 ) 簡要說明 : 373 為三態(tài)輸出的八 D 透明鎖存器 ,共有 54S373 和 74LS373 兩種線路結(jié)構(gòu)型式， 其主要電器特性 的典型值如下 (不同廠家具體值有差別 ): 型號 tPd PD 54S373/74S373 7ns 525mW 引腳圖 54LS373/74LS373 17ns 120mW 373 的輸出端 O0~O7 可直接與總線相連。 當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時(shí)， O0~O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時(shí)， O0~O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響 。 當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時(shí)， O 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時(shí)， O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和 15 直流噪聲抗擾度被改善 400mV。 引出端符號： D0～ D7 數(shù)據(jù)輸入端 OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效） LE 鎖存允許端 O0~O7 輸出端 真值表： Dn LE OE On H H L H L H L L X L L Q0 X X H 高阻態(tài) 發(fā)光二極管 硬件特點(diǎn) 發(fā)光二極管簡稱 為 LED。由鎵（ Ga）與砷（ AS）、磷（ P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。發(fā)光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應(yīng)接電源正極。有的發(fā)光二極管的兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。 發(fā)光二極管 與小白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點(diǎn)是：工作電壓很低（有的僅一點(diǎn) 16 幾伏）；工作電流很?。ㄓ械膬H零點(diǎn)幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊 和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調(diào)制通過的電流強(qiáng)弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強(qiáng)弱。由于有這些特點(diǎn)，發(fā)光二極管在一些光電控制設(shè)備中用作光源，在許多電子設(shè)備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用 7 條條狀的發(fā)光管組成 7 段式半導(dǎo)體數(shù)碼管，每個(gè)數(shù)碼管可顯示 0～ 9 十個(gè)數(shù)目字。 LED 發(fā)光數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) LED 數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成 8 字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是 8 個(gè)。這些段分別由字母 a,b,c,d,e,f,g,dp 來表示。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的 2 個(gè) 8 數(shù)碼管 字樣了。如：顯示一個(gè)“ 2”字，那么應(yīng)當(dāng)是 a 亮 b 亮 g 亮 e 亮 d 亮 f 不亮 c 不亮 dp 不亮。 LED 數(shù)碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有 寸、 1 寸等不同的尺寸。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個(gè)發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個(gè)發(fā)光二極管的管壓降為 左右，電流不超過 30mA。發(fā)光二極管的陽極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱為共陰數(shù)碼管。常用 LED 數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是 0、 A、 B、C、 D、 E、 F。 led 數(shù)碼管（ LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“ 8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。 led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于 3 位“ +1”型。位數(shù)有半位， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 8， 10 位等等 ....， led 數(shù)碼管根據(jù) LED 的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解 LED 的這些特性，對編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。 17 LED 數(shù)碼管引腳定義 LM7805 的 硬件 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 三端穩(wěn)壓集成 電路 lm7805。電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的 lm78 系列和負(fù)電壓輸出的 lm79系列。顧名思義，三端 IC 是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管， TO 220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有 lm9013 樣子的 TO92封裝。用 lm78/lm79 系列三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓 IC 型號中的 lm78 或 lm79 后面的數(shù)字代表該三端 集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 lm7806 表示輸出電壓為正 6V， lm7909 表示輸出電壓為負(fù) 9V。 因?yàn)槿斯潭煞€(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用 。 控制單元設(shè)計(jì) 流程分析 由表 1 分析可知，東西方向和南北方向信號燈控制是中心對稱的， 即無論是主干道還是支干道兩側(cè)系統(tǒng)對同方向的信號燈控制是同步的，當(dāng)南北方向紅燈亮?xí)r，東西方向綠燈亮。 18 交通燈與單片機(jī)之間的控制關(guān)系 1R 1Y 1G 1R 1Y 1G 南北紅燈 南北黃燈 南北綠燈 東西紅燈 東西黃燈 東西綠燈 控制板設(shè)計(jì) 本論文設(shè)計(jì)的交通信號燈控制系統(tǒng)方案以 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)由電源轉(zhuǎn)換電路、晶振電路、復(fù)位電路、按鍵選擇工作模式電路、道路顯示電路組成。如圖 所示。 圖 基于 AT89S52 單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)框圖 AT89S52 單片機(jī) 復(fù)位電路 晶振電路 按鍵電路 驅(qū)動電路 驅(qū)動電路 A道ＬＥＤ顯示 電路 Ｂ道ＬＥＤ顯示 電路 電源電路 19 控制電路模塊和電路設(shè)計(jì) 控制電路模塊 主控制器是 AT89S52， P1口控制南北及東西的通行燈， P0口及 —— 口用于四組 3 位 LED 計(jì)時(shí)器的控制，特種車輛通過 時(shí)使用外中斷 1 口（ ）。 道口交通燈指示采用高亮度紅綠雙色發(fā)光二極管。 道口通行剩余時(shí)間采用 7 段 LED 發(fā)光數(shù)碼管顯示，采用共陽數(shù)碼管，如用單片機(jī)吸收電流驅(qū)動，列掃描驅(qū)動使用三極管。 自動道口燈在特種車輛到來時(shí)能自動關(guān)閉所有綠燈，讓特種車通過。設(shè)計(jì)中采用紅外發(fā)生器作為特種車的發(fā)信器，使用實(shí)時(shí)中斷來響應(yīng)特種車的通行要求。 由于整個(gè)系統(tǒng)采用的電源電壓只需 +5V 電壓，所以采用不可調(diào)的 3 端穩(wěn)壓器件，用常用的 LM7805 就可以滿足系統(tǒng)的電源要求。 控制電路設(shè)計(jì) 本論文中設(shè)計(jì)了四種工作模式 :正常情況、恢復(fù)模式、南北方向忙模式、東西方向忙模式、緊急情況模式，分別對應(yīng)按鍵 Sl、按鍵 S按鍵 S按鍵 K2。用 12 只發(fā)光二極管模擬交通信號燈，以 AT89S52 單片機(jī)的 P1 口控制這 12 只發(fā) 20 光二極管， 由于單片機(jī)帶負(fù)載能力有限， 因此，在 P1 口與發(fā)光二極管之間用 74LS373 作驅(qū)動電路， P1 口輸出低電平時(shí)，信號燈亮；輸出高電平時(shí)，信號燈滅。在正常情況和交通繁忙時(shí)， A、 B 兩車道的 6 只信號燈的控制狀態(tài)有 5 種形式，即 P1 口控制功能及相應(yīng)控制碼如表 11 所 示。這里可以分別以按鍵 SS2 模擬 A、 B 道的車輛檢測信號，開關(guān) S1 按下時(shí)， A 車道放行；開關(guān) S2 按下時(shí)，B 車道放行；按下開關(guān) K2 后，產(chǎn)生中斷請求信號（低電平有效） ,通過外部中斷0 向 CPU 發(fā)出中斷請求；因此產(chǎn)生外部中斷 0 中斷的條件應(yīng)是： INT0 =S1+S2 采用中斷加查詢擴(kuò)展法，可以判斷出要求放行的是 A 車道（按下開關(guān) S1）還是 B 車道（按下開關(guān) S2）。以按鍵 K2 模擬緊急車輛通過開關(guān)，當(dāng) K2 為高電平時(shí)屬正常情況，當(dāng) K2為低電平時(shí)，屬非正常情況，直接將 K2信號接至 INT1（ ）腳即可實(shí)現(xiàn)外部中斷 0 中斷。 控制狀態(tài) P1 口 控制碼 未用 未用 B 道綠燈 B 道黃燈 B 道紅燈 A 道綠燈 A 道黃燈 A 道紅燈 A 道放行， B道禁止 F3H 1 1 1 1 0 0 1 1 A 道警告， B道禁止 F5H 1 1 1 1 0 1 0 1 21 A 道禁止， B道放行 DEH 1 1 0 1 1 1 1 0 A 道禁止， B道警告 EEH 1 1 1 0 1 1 1 0 A 道禁止， B道禁止 F6H 1 1 1 1 0 1 1 0 表 交通信號燈與控制狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系 四 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 說明 此系統(tǒng)采用自上而下的設(shè)計(jì)方法、進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；對緊急車輛通過的處理，則采用中斷的方法，由中斷處理程序處理。說明 :=0 表示 A（東西）道有車通過； =1，表示 A（東西）道無車通過， =0 表示 B（南北）道有車通過；=1，表示 B（南北）道無車通過。 主程序采用查詢方式定時(shí)，由 R1 寄存器確定調(diào)用 5s 延時(shí)子程序的次數(shù)，從而獲取交通 燈的 黃燈閃爍 時(shí)間 和緊急情況下特殊車輛的通過時(shí)間 。 其中 A（東西）道和 B（南北）道總延時(shí)時(shí)間分別采用 R4 和 R5 寄存器 ，從而獲取 60s 的延時(shí)時(shí)間。 有車車道放行的中斷服務(wù)程序首先要保護(hù)現(xiàn)場，因需用到延時(shí)子程序和 口 和 口，故需保護(hù)的寄存器有 R P C，保護(hù)現(xiàn)場時(shí)還需關(guān)中斷， 22 以防止高優(yōu)先級中斷（緊急車輛通過所產(chǎn)生的中斷）出現(xiàn)導(dǎo)致程序混亂。 開中斷，由軟件查詢 口和 口，判別哪一道有車，再根據(jù)查詢情況執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)。待交通燈信號出現(xiàn)后，保持 5s 的延時(shí)，然后，關(guān)中斷，恢復(fù)現(xiàn)場 ，再開中斷，返回主程序。 緊急車輛出現(xiàn)時(shí)的中斷服務(wù)程序也需保護(hù)現(xiàn)場，但無須關(guān)中斷（因其為高優(yōu)先級中斷）， 保護(hù)累加器 ACC，標(biāo)志寄存器 PSW， P1 口。 然后執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)，待交通燈信號出現(xiàn)后延時(shí) 5s，確保緊急車輛通過交叉路口，然后，恢復(fù)現(xiàn)場，返回主程序。 系統(tǒng)主程序流程圖如圖 所示： 23 Y N N N N 開始 允許外部中斷 A 道放行時(shí)間送 R4 計(jì)數(shù)器 A 道亮綠燈， B 道亮紅燈 設(shè)置 F0=0 延時(shí) 5 秒 判斷 R41=0 A 道有車 B 道有車 A 道亮黃燈， B 道仍亮紅燈 延時(shí) 5 秒 B 道放行時(shí)間送 R5 計(jì)數(shù)器 B 道亮綠燈， A 道仍亮紅燈 設(shè)置 F0=0 延時(shí) 5 秒 判斷 R41=0 A 道有車 B 道有車 A 道亮黃