【文章內(nèi)容簡介】 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，且黃燈燃亮時間為東西、南北兩干道的公共停車時間。設東西道比南北 道的車流量大，指示燈燃亮的方案如表 2。 60S 5S 80S 5S ?? 東西道 紅燈亮 黃燈亮 綠燈亮 黃燈亮 ?? 南北道 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 黃燈亮 ?? 11 表 2 說明： （ 1）當東西方向為紅燈，此道車輛禁止通行，東西道行人可通過；南北道為綠燈，此道車輛通過，行人禁止通行。時間為 60 秒。 （ 2）黃燈閃爍 5 秒，警示車輛和行人 紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。 （ 3）當東西方向為綠燈，此道車輛通行；南北方向為紅燈，南北道車輛禁止通過，行人通行。時間為 80 秒。 東西方向車流大 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)設定紅綠燈初始值。 、 系統(tǒng)硬件設計 選用設備： 8031 單 片機一片， 8255 并行通用接口芯片一片， 74LS07兩片， 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。 、 系統(tǒng)總框圖如下 ： 圖 6 、 交通燈硬件線路圖 見附錄一 、 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 PA 口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況；由 8255 的 PC 口顯示每個燈的燃亮時間。 12 (3)8051 通過 設置 各個信號等的燃亮時間、通過 8031 設置，綠、紅時間分別為 60 秒、 80 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 .牌位 0 就對系統(tǒng)進行初始化，為 1 系統(tǒng)就開始工作。 （ 5） 紅燈倒計時 時間， 當有車輛闖紅燈時，啟動蜂鳴器進行報警， 3S 后然后恢復正常。 （ 6）增加 每次綠燈時間 車流量檢測的功能 ，并且通過查詢 端口的電平是否為低，開關按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車流量，直到下一次綠燈時間重新記入。 （ 7）綠燈時間倒計時完畢，重新循環(huán)。 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(nèi)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(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)值設定為 C 和計數(shù)初值設定為 TC 可得到如下計算通式： TC=M— C 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 、 計算公式 T=（ M－ TC） T 計數(shù) 或ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計數(shù) T 計數(shù) 是單片機時鐘周期Ｔ ＣＬＫ 的１２倍；ＴＣ為定時初值如單片機的主脈沖頻率為Ｔ ＣＬＫ １２ＭＨ Z ，經(jīng)過１２分頻 方式０ ＴＭＡＸ＝ 213 ＊１微秒＝８．１９２毫秒 方式１ ＴＭＡＸ＝ 216 ＊１微秒＝６５．５３６毫秒 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Ｔ 0 定時５０毫秒．這樣每當Ｔ 0 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， 13 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。 、 相應程序代碼 （１）主程序 定時器需定時５０毫秒，故Ｔ 0 工作于方式１。 初值： ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計數(shù) ＝２ １６ －５０ ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, 01H 。 令Ｔ 0 為定時器方式１ MOV TH0, 3CH 。裝入定時器初值 MOV TL0, BOH 。 MOV IE, 82H 。開Ｔ 0 中斷 SEBT TＲ O ；啟動Ｔ 0 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 ＢＲＴ 0 ＯＲＧ 00ＢＨ ＢＲＴＯ： DJNZ Ｒ 0，ＮＥＸＴ AJMP TIME 。 跳轉(zhuǎn)到時間及信 號燈顯示子程序 DJNZ：ＭＯＶ Ｒ 0，＃１４Ｈ ；恢復Ｒ 0 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 8031 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 DJNZ R4,DE2 RET DELAY1:MOV R6,0 延時 125ms 子程序 MOV R5,0 DE1: DJNZ R5,$ DJNZ R6,DE1 14 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 為一個雙重循壞 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 口也有它的第二功能。因此，8031 通常需要擴展。由于我們用外部輸入設定紅綠燈倒計時初值、數(shù)碼管的輸出顯示、紅綠黃信號燈的顯示都要用到一個 I/O 端口，顯然 8031 的端口是不夠，需要擴展。 擴展的方法有兩種：（ 1）借用外部 RAM 地址來擴展 I/O 端口；（ 2）采用I/O 接口新片來擴充。我們用 8255 并行接口信片來擴展 I/O 端口。 、 顯示原理 ： 當定時器定時為 1 秒，時程序跳轉(zhuǎn)到時間顯示及信號燈顯示子程序，它將依次顯示信號燈時間 ，同時一直顯示信號燈的顏色， 這時在返回定時子程序定時一秒，在顯示黃燈的下一個時間，這樣依次把所有的燈色的時間顯示完后在重新給時間計數(shù)器賦初值 ，重新進入循環(huán)。 、 8255 PA 口輸出信號接信號燈 ： 由于發(fā)光二極管為共陽極接法，輸出端口為低電平，對應的二極管發(fā)光，所以可以用置位方法點亮紅，綠，黃發(fā)光二極管。 、 8255 輸出信號與數(shù)碼管的連接 ： 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)光二極管是否點量而顯示不同的字形如 SP， g,f,e,d,c,b,a 管角上加上７ＦＨ所以 ＳＰ上為０ 伏，不亮其余為ＴＴＬ高電平，全亮則顯示為８ 采用共陰級連接 : 其中 PC0\PB0a, PC1\PB1b, PC2\PB2c, PC3\PB3d, PC4\PB4e, PC5\PB5f, PC6\PB6g 15 PC7\PB7 SP 接地 顯示數(shù)值 dop g f e d c b a 驅(qū)動代碼（ 16 進制） 0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 2 0 1 0