【文章內容簡介】 晶振。 RST/Vpd（ 9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V 電源的正負端。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設計中， 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 腳定義為握手信號功能端口，連接主板 CPU 的相應功能端，用于當前制式的檢測及會聚調整狀態(tài)進入的控制功能。 在 AT89C51 片內存儲器中， 80HFFH 共 128 個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 個字節(jié)只有一部分被定義，還有相當一部分沒有定義。對沒有定義的 單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。 不應將數(shù)據(jù)“ 1” 寫入未定義的單元，由于這些單元在將來的產(chǎn)品中可能賦予新的功能，在這種情況下，復位后這些單 元數(shù)值總是“ 0”。 AT89C51 除了與 AT89C51 所有的定時 /計數(shù)器 0 和定時 /計數(shù)器 1 外，還增加了一個定時 /計數(shù)器 2。定時 /計數(shù)器 2 的控制和狀態(tài)位位于 T2CON（參見表 3）T2MOD（參見表 4），寄存器對（ RCAO2H、 RCAP2L）是定時器 2 在 16 位捕獲方式或 16 位自動重裝載方式下的捕獲 /自動重裝載寄存器。 AT89C51 有 256 個字節(jié)的內部 RAM， 80HFFH 高 128 個字節(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的。 當一條指令訪問 7FH 以上的內部地址單元時，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問高 128 字節(jié) RAM 還是訪問特殊功能寄存器。如果指令是直接尋址方式則為訪問特殊功能寄存器。 主要功能特性 : 1. 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 2. 8k 可反復擦寫 (大于 1000 次） Flash ROM； 3. 32 個雙向 I/O 口； 8 4. 256x8bit 內部 RAM； 5. 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷； 6. 時鐘頻率 024MHz； 7. 2 個串行中斷，可編程 UART 串行通道； 8. 2 個外部中斷源，共 8 個中斷源； 9. 2 個讀寫中斷口線， 3 級加密位； ，軟件設置睡眠和喚醒功能； 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應不同產(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 設計 是利用單片機最小系統(tǒng) 來 設計交通燈，單片機 的 最小系統(tǒng)包括 ：復位電路 、 外部晶振 、 低位地址鎖存等。 此 課程應 具有 的功能是： 使得十字路口的紅 ， 綠燈交替點亮；在燈色交換時，綠燈閃爍再黃燈亮提醒。 并且設有主干道綠燈時間較長，以及緊急停車按鈕，能夠應對各種突發(fā)狀況， 最終完成課題。 需求分析 ： 交通燈是我們日常生活 出行經(jīng)常見到的， 是必不可少的，隨著城市社會經(jīng)濟的發(fā)展 ,城市道路資源不足和機動車輛的數(shù)量與日俱增 ,并引發(fā)很多交通問題。 這篇設計根據(jù)城市交通的特點和可能 面臨的交通問題 ,提出基于交通燈控制的 管理系統(tǒng)。 一個能夠根據(jù)實際情況來更改規(guī)則的交通燈將會能夠更為有效地處理 各種交通問題。 設計思想： 由于自身的切身體會，某些道路的主干道車輛較多每次需要通行的需求量很大可是綠燈時間卻與支干道一樣，很多車輛或行人來不及穿過馬路，可是支干道卻時間有余，沒有充分的利用到交通燈的時間設置而導致交通擁堵。這樣的交通燈很不合理，導致了多余資源的浪費 本課程設計是基于 AT89C51 設計的紅綠交通燈。用 AT89C5 74LS244 與電阻 、 開關 、 LED 等組成單片機的最小系統(tǒng) 。 為了能夠適應現(xiàn)今交通如此發(fā)達的城市，而要擁有能夠處理應急事件的能力，這樣的交通燈才能夠更好的服務于人民 。 設計要求： II (1).主 、 支干道交替通行， 主 干道每次 通行時間均為 30 秒 ， 支干道每次 通行時間均為 20 秒 ； (2).綠燈亮時表示可以通行，紅燈亮時表示禁止通行 ，紅綠燈之間的轉換通過黃燈來實現(xiàn)。 (3).每次綠燈變紅燈時，黃燈先 閃 5 秒（此時另一干道上的紅燈不變）； (4).十字路口要求有數(shù)字顯示，作為時間提示，以便人們更直觀地把握時間 。 (5).能夠控制交通燈僅放行東西、或南北、或者緊急停車，來處理各種緊急狀況。 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 30 秒。 (2)． 黃燈閃爍 3 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 20 秒。 (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。 III 4. 交通燈的仿真實現(xiàn) protues 仿真軟件 Protues 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術有限公司）。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應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、代碼調試 到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，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，調入已編譯好的目標代碼文件，可以在 PROTUES的原理圖中看到模擬的實物運行狀態(tài)和過程。 PROTUES 不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達到的效果。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件高度對應。這在相當程度上替代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調試、運行結果等。 課程設計、畢業(yè)設計是學生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。由于 PROTUES 提供了實驗室無法相比的大量的元 器件庫，提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺 。 隨著科技的發(fā)展，“計算機仿真技術”已成為許多設計部門重要的前期設計手段。它具有設計靈活，結果、過程的統(tǒng)一的特點。可使設計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風險。相信在單片機開發(fā)應用中 PROTUES 也能茯得愈來愈廣泛的應用。 IV 工作原理 采用單片機的 I/O 口 P1 口直接和交通燈連接，控制程序放在 AT89C51 單片機的 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 的控制，由于交通燈是共陽級連接且與電源相連，因此 I/O 口輸出低電平時，與之相連的相應指示燈會亮， I/O 口輸出高電平時，相應的指示燈會滅。遇到特殊情況時，由人工控制信號以中斷方式輸入單片機，無特殊情況時，中斷引腳 INT1 為高電平，不產(chǎn)生中斷請求，單片機執(zhí)行主程序，有特殊情況的時候，中斷引腳采用人工方法接地為低電平，產(chǎn)生中斷請求，單片機執(zhí)行中斷服務程序，處理特殊情況，處理完以后，中斷引腳變?yōu)楦唠娖?，按復位鍵返回，繼續(xù)執(zhí)行主 程序 實現(xiàn)過程 選取元器件 一枚 AT89C51 單片機 一枚 74LS244 芯片 9 個 led 指示燈 2 個數(shù)字顯示管 ，進行大致位置的排布。 在設計中利用軟件程序延時的方法來控制紅（綠）的亮的時間 。利用