【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 晶振。 RST/Vpd（ 9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V 電源的正負(fù)端。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中， 7 P0 端口（ 32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應(yīng)功能管腳相連接， 13 腳定義為 IR 輸入端， 10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分 別連接 N1 的 SDAS（ 18 腳）和 SCLS（ 19 腳）端口， 12 腳 .27 腳及 28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板 CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。 在 AT89C51 片內(nèi)存儲(chǔ)器中， 80HFFH 共 128 個(gè)單元為特殊功能寄存器（ SFE）， SFR 的地址空間映象如表 2 所示。 并非所有的地址都被定義，從 80H— FFH 共 128 個(gè)字節(jié)只有一部分被定義，還有相當(dāng)一部分沒(méi)有定義。對(duì)沒(méi)有定義的 單元讀寫(xiě)將是無(wú)效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫(xiě)入的數(shù)據(jù)也將丟失。 不應(yīng)將數(shù)據(jù)“ 1” 寫(xiě)入未定義的單元，由于這些單元在將來(lái)的產(chǎn)品中可能賦予新的功能，在這種情況下，復(fù)位后這些單 元數(shù)值總是“ 0”。 AT89C51 除了與 AT89C51 所有的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 和定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 外，還增加了一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2。定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的控制和狀態(tài)位位于 T2CON（參見(jiàn)表 3）T2MOD（參見(jiàn)表 4），寄存器對(duì)（ RCAO2H、 RCAP2L）是定時(shí)器 2 在 16 位捕獲方式或 16 位自動(dòng)重裝載方式下的捕獲 /自動(dòng)重裝載寄存器。 AT89C51 有 256 個(gè)字節(jié)的內(nèi)部 RAM， 80HFFH 高 128 個(gè)字節(jié)與特殊功能寄存 器（ SFR）地址是重疊的，也就是高 128 字節(jié)的 RAM 和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它們是分開(kāi)的。 當(dāng)一條指令訪問(wèn) 7FH 以上的內(nèi)部地址單元時(shí)，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問(wèn)高 128 字節(jié) RAM 還是訪問(wèn)特殊功能寄存器。如果指令是直接尋址方式則為訪問(wèn)特殊功能寄存器。 主要功能特性 : 1. 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 2. 8k 可反復(fù)擦寫(xiě) (大于 1000 次） Flash ROM； 3. 32 個(gè)雙向 I/O 口； 8 4. 256x8bit 內(nèi)部 RAM； 5. 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷； 6. 時(shí)鐘頻率 024MHz； 7. 2 個(gè)串行中斷，可編程 UART 串行通道； 8. 2 個(gè)外部中斷源，共 8 個(gè)中斷源； 9. 2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線， 3 級(jí)加密位； ，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能； 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 圖 1 AT89C51 引腳圖 I 3. 交通燈的研究思路 概述： 這個(gè) 設(shè)計(jì) 是利用單片機(jī)最小系統(tǒng) 來(lái) 設(shè)計(jì)交通燈，單片機(jī) 的 最小系統(tǒng)包括 ：復(fù)位電路 、 外部晶振 、 低位地址鎖存等。 此 課程應(yīng) 具有 的功能是： 使得十字路口的紅 ， 綠燈交替點(diǎn)亮；在燈色交換時(shí)，綠燈閃爍再黃燈亮提醒。 并且設(shè)有主干道綠燈時(shí)間較長(zhǎng)，以及緊急停車(chē)按鈕，能夠應(yīng)對(duì)各種突發(fā)狀況， 最終完成課題。 需求分析 ： 交通燈是我們?nèi)粘Ｉ?出行經(jīng)常見(jiàn)到的， 是必不可少的，隨著城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ,城市道路資源不足和機(jī)動(dòng)車(chē)輛的數(shù)量與日俱增 ,并引發(fā)很多交通問(wèn)題。 這篇設(shè)計(jì)根據(jù)城市交通的特點(diǎn)和可能 面臨的交通問(wèn)題 ,提出基于交通燈控制的 管理系統(tǒng)。 一個(gè)能夠根據(jù)實(shí)際情況來(lái)更改規(guī)則的交通燈將會(huì)能夠更為有效地處理 各種交通問(wèn)題。 設(shè)計(jì)思想： 由于自身的切身體會(huì)，某些道路的主干道車(chē)輛較多每次需要通行的需求量很大可是綠燈時(shí)間卻與支干道一樣，很多車(chē)輛或行人來(lái)不及穿過(guò)馬路，可是支干道卻時(shí)間有余，沒(méi)有充分的利用到交通燈的時(shí)間設(shè)置而導(dǎo)致交通擁堵。這樣的交通燈很不合理，導(dǎo)致了多余資源的浪費(fèi) 本課程設(shè)計(jì)是基于 AT89C51 設(shè)計(jì)的紅綠交通燈。用 AT89C5 74LS244 與電阻 、 開(kāi)關(guān) 、 LED 等組成單片機(jī)的最小系統(tǒng) 。 為了能夠適應(yīng)現(xiàn)今交通如此發(fā)達(dá)的城市，而要擁有能夠處理應(yīng)急事件的能力，這樣的交通燈才能夠更好的服務(wù)于人民 。 設(shè)計(jì)要求： II (1).主 、 支干道交替通行， 主 干道每次 通行時(shí)間均為 30 秒 ， 支干道每次 通行時(shí)間均為 20 秒 ； (2).綠燈亮?xí)r表示可以通行，紅燈亮?xí)r表示禁止通行 ，紅綠燈之間的轉(zhuǎn)換通過(guò)黃燈來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (3).每次綠燈變紅燈時(shí)，黃燈先 閃 5 秒（此時(shí)另一干道上的紅燈不變）； (4).十字路口要求有數(shù)字顯示，作為時(shí)間提示，以便人們更直觀地把握時(shí)間 。 (5).能夠控制交通燈僅放行東西、或南北、或者緊急停車(chē)，來(lái)處理各種緊急狀況。 交通燈管理系統(tǒng)功能 表 1： 交通燈管理系統(tǒng)電路原理圖 30 秒 5 秒 30 秒 ???? 東西方向燈 紅燈 黃燈 綠燈 ???? 南北方向燈 綠燈 紅燈 紅燈 ???? 從上表中我們可以很容易的看出： (1)． 當(dāng)東西方向?yàn)榧t燈，此道車(chē)輛禁止通行，東西道行人可通過(guò)；南北道為綠燈，此道車(chē)輛通過(guò)，行人禁止通行。時(shí)間為 30 秒。 (2)． 黃燈閃爍 3 秒，警示車(chē)輛和行人紅 .綠燈的狀態(tài)即將切換。 (3)． 當(dāng)東西方向?yàn)榫G燈，此道車(chē)輛通行；南北方向?yàn)榧t燈，南北道車(chē)輛禁止通過(guò)，行人通行，時(shí)間為 20 秒。 (4)． 這樣如上表的時(shí)間和紅 .綠 .黃出現(xiàn)的順序依次出現(xiàn)這樣行人和車(chē)輛就能安全暢通的通行。 III 4. 交通燈的仿真實(shí)現(xiàn) protues 仿真軟件 Protues 軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 Proteus 是世界上著名的EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試 到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和MSP430 等， 2020 年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 在 PROTUES繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件，可以在 PROTUES的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。 PROTUES 不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。 課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于 PROTUES 提供了實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的元 器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái) 。 隨著科技的發(fā)展，“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計(jì)部門(mén)重要的前期設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過(guò)程的統(tǒng)一的特點(diǎn)?？墒乖O(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信在單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用中 PROTUES 也能茯得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。 IV 工作原理 采用單片機(jī)的 I/O 口 P1 口直接和交通燈連接，控制程序放在 AT89C51 單片機(jī)的 ROM 中，在十字路口的紅、黃、綠交通 燈中， A 道上的兩組同色燈蟬聯(lián)在一起， B 道的兩組同色燈也彼此互聯(lián)，受單片機(jī) 的控制，由于交通燈是共陽(yáng)級(jí)連接且與電源相連，因此 I/O 口輸出低電平時(shí)，與之相連的相應(yīng)指示燈會(huì)亮， I/O 口輸出高電平時(shí)，相應(yīng)的指示燈會(huì)滅。遇到特殊情況時(shí)，由人工控制信號(hào)以中斷方式輸入單片機(jī)，無(wú)特殊情況時(shí)，中斷引腳 INT1 為高電平，不產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，單片機(jī)執(zhí)行主程序，有特殊情況的時(shí)候，中斷引腳采用人工方法接地為低電平，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，單片機(jī)執(zhí)行中斷服務(wù)程序，處理特殊情況，處理完以后，中斷引腳變?yōu)楦唠娖?，按?fù)位鍵返回，繼續(xù)執(zhí)行主 程序 實(shí)現(xiàn)過(guò)程 選取元器件 一枚 AT89C51 單片機(jī) 一枚 74LS244 芯片 9 個(gè) led 指示燈 2 個(gè)數(shù)字顯示管 ，進(jìn)行大致位置的排布。 在設(shè)計(jì)中利用軟件程序延時(shí)的方法來(lái)控制紅（綠）的亮的時(shí)間 。利用