【文章內(nèi)容簡介】 ，實現(xiàn)二級中斷嵌套。 （一） 框圖設計 基于 AT89C51 單片機的交通信號控制系統(tǒng)由電源電路、單片機主控電路、按鍵控制電路和道路顯示電路幾部分組成，框圖如圖 所示。 （二）知識點 通過學習和查閱資料，本項目需掌握和了解如下知識 : +5 V 電源原理及設計。 單片機復位電路工作原理及設計。 按鍵電路工作原理及設計 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 10 驅(qū)動電路 74 LS07 的特性及使用 。 LED 的特性及使用。 單片機匯編語言及程序設計。 （三）硬件設計 用 12 只發(fā)光二極管模擬交通信號燈，以 AT89 C51 單片機的 P0 控制這 12只發(fā)光二極管，由于單片機帶負載的能力有限，因此，在 P0 口與發(fā)光二極管之間用 74 L507 作驅(qū)動電路， P0 口輸出低電平時，信號燈亮 。輸出高電平時，信號燈滅。在正常情況和交通繁忙時， A, B 兩車道的 6 只信號燈的控制狀態(tài)有 5種形式，即 P0口控制功能及相應控制碼如表 所示。 表 交通信號與控制狀態(tài)對應關系 分別以按鍵 K1, K2 模擬 A,B 車道的車輛檢測信號， 開關 K1按下時， A 車道放行 。開關 K2 按下時， B車道放行 。開關 K1 和 K2的控制信號經(jīng)異或取反后，產(chǎn)生中斷請求信號 (低電平有效 )，通過外部中斷 1向 CPU發(fā)出中斷請求 。因此產(chǎn)生外部中斷 1中斷的條件應是 : ，可用集成塊 74 LS266(如無74LS266，可用 74LS86 與 74 LS04 組合代替 )來實現(xiàn)。 采用中斷加查詢擴展法，可以判斷出要求放行的是 A車道 (按下開關 K1)還是 B 車道 (按下開關 K2) 以按鍵 K3 模擬緊急車輛通過開關，當 K3 為高電平時屬正常情況，當 K3 為低電平時，屬緊急車輛通過的情況，直接將 K0 信 號接至 ( P3. 2)腳即可實現(xiàn)中斷 0中斷。 （四）元件清單 基于 AT89C51 單片機的交通信號燈控制系統(tǒng)元件清單 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 11 表 交通信號控制系統(tǒng)元件清單軟件設計 序號 元件名稱 規(guī)格 數(shù)量 用途 價格（單價） 1 51單片機 AT89S51 1個 控制核心 11元 2 晶振 12MHz 立式 1個 晶振電路 2元 3 集成電路 74LS86 1個 按鍵電路 140 元 74LS04 1個 按鍵電路 5元 74LS07 1個 LED 驅(qū)動 2元 4 按鍵 4個 按鍵電路 元 5 電 解電容 22uF/10V 1個 復位電路 1元 6 瓷片電容 30uF 瓷片電容 2個 晶振電路 元 7 電阻 1kΩ 4個 復位電路 1元 電阻 300Ω 12個 LED 限流 3元 8 LED 紅、黃、綠各 4個 12個 紅、黃、綠燈 元 9 電源 5V/ 1個 提供 +5V 8元 主程序采用查詢方式定時，由 R2 寄存器調(diào)用 延時子程序的次數(shù)，從而獲取交通燈的各種時間。子程序采用定時器 1 方式 1 查詢定時，定時器定時50ms， R3 寄存器確定 50 ms 循環(huán) 10次，從而獲 得 s 的延時時間。 有車車道放行的中斷服務程序首先要保護現(xiàn)場，因需要用到延時子程序和P0 口，故需保護的寄存器有 R3 , P0 , TH1 和 TL1，保護現(xiàn)場時還需關中斷，以防止高優(yōu)先級中斷 (緊急車輛通過產(chǎn)生的中斷 )出現(xiàn)導致程序混亂。 開中斷，由軟件查詢 和 口，判別哪一車道，再根據(jù)查詢情況執(zhí)行相應的服務。待交通燈信號出現(xiàn)后，保持 15s 的延時，然后，關中斷，恢復現(xiàn)場，再開中斷，返回主程序。 緊急車輛出現(xiàn)時的中斷服務程序也需要保護現(xiàn)場，但無須關中斷 (因其為高優(yōu)先級中斷 )，然后執(zhí)行相應的服務，待交 通燈信號出現(xiàn)后延時 20 s，確保緊急車輛通過交叉路口，然后，恢復現(xiàn)場，返回程序。 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 12 （五）程序流程圖 交通信號燈模擬控制系統(tǒng)程序流程圖 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 13 圖 交通信號燈模擬控制系統(tǒng)程序流程圖 （六）程序清單 交通燈信號燈模擬控制系統(tǒng)程序清單如下 : ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INTT0 ORG 0013H LJMP INTT1 ORG 0100H MAIN: MOV SP,50H SETB PX0 MOV TCON,00H MOV TMOD,10H 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 14 MOV IE,85H LOOP: MOV P0,0F3H MOV R1,45 DIP1: ACALL DELAY DJNZ R1,DIP1 MOV R1,03 WAN1: CPL ACALL DELAY DJNZ R1,WAN1 MOV P0,0F5H MOV R1,02 YL1: ACALL DELAY DJNZ R1,YL1 MOV P0,0DEH MOV R1,30 DIP2: ACALL DELAY DJNZ R1,DIP2 MOV R1,03 WAN2: CPL ACALL DELAY DJNZ R1,WAN2 MOV P0,0EEH MOV R1,02 YL2: ACALL DELAY DJNZ R1,YL2 AJMP LOOP INTT0: PUSH P0 PUSH TH1 PUSH TL1 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 15 MOV P0,0F6H MOV R2,10 DEY0: ACALL DELAY DJNZ R2,DEY0 POP TH1 POP TL1 POP P0 RETI INTT1: CLR EA PUSH P0 PUSH TH1 PUSH TL1 SETB EA JB ,BOP MOV P0,0FDH SJMP DEL1 BOP: JB ,EXIT MOV P0,0DEH DEL1: MOV R5,30 NEXT: ACALL DELAY DJNZ R5,NEXT EXIT: CLR EA POP TH1 POP TL1 POP P0 SETB EA RETI DELAY: MOV R3,14H MOV TH1,3CH 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 16 MOV TL1,0B0H SETB TR1 LP1: JBC TF1,LP2 SJMP LP1 LP2: MOV TH1,3CH MOV TL1,0B0H DJNZ R3,LP1 三、仿真實驗步驟 （一）仿真過程介紹 Keil uVision 軟件 ,點擊 project,選擇 new project(新建工程 ),將工程命名為 jiaotongdengwangjie 并保存在（交通燈王潔）文件夾里 ,在彈出的對話框里選擇 Atmel— AT89c51— 點擊確定。 2． 點擊 file（文件） ,選擇 new file，在 text1 中輸入程序，將 text1 保存并改名為 ，點擊 target1，選擇 source group1，右擊空白處，選擇 Add file to source 。這時 source group1 下出現(xiàn) 文件，點擊打開。點擊 option for target is output確認 create hex 文件已打鉤 .點擊確定。編譯連接運行 ,沒有錯誤 .生成西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 17 等文件 . PROTEUS VSM 的 ISIS，畫出與 Keil 程序?qū)?PROTEUS 仿真圖 ,先右擊后左擊彈出編輯元件對話框 ,在 program file中導入 文件 ,確定。 按鈕，運行成功 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 18 （二）系統(tǒng)仿真及調(diào)試 交通信號與控制狀態(tài)仿真結果如圖 、 、 、 、 所示： 圖 A道放行， B道禁止 圖 A道變 B道通行 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 19 圖 A道禁止， B道放行 圖 B道變 A道通 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 20 圖 緊急狀態(tài) 圖 緊急狀態(tài) 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 21 單片機系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能分開的，許多硬件錯誤是在軟件調(diào)試過程中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。但通常是先排除明顯的硬件故障以后，再和軟件結合起來調(diào)試以進一步 排除故障。可見硬件的調(diào)試是基礎，如果硬件調(diào)試不通過，軟件設計則無從談起。 硬件的調(diào)試主要是把電路各種參數(shù)調(diào)整到符合設計要求。先排除硬件電路故障，包括設計性錯誤和公益性故障。一般原則是先靜態(tài)后動態(tài)。 利用萬用表或邏輯測試儀器，檢查電路中的各器件以及引腳是否連接正確，是否有短路故障。 先要將單片機 AT89 S51 芯片取下，對電路板進行通電檢查，通過觀察看是否有異常，然后用萬用表測試各電源電壓，這些都沒有問題后，接上仿真機進行聯(lián)機調(diào)試觀察各接口線路是否正常。 單片機 AT89 S51 是系統(tǒng)的核心，利用萬用表檢測單片 機電源 Vcc是否為 (40腳 )+5 V、晶振是否正常工作 (可用示波器測試，也可以用萬用表檢測，兩引腳電壓一般為 ~)、復位引腳 RST(復位時為高電平，單片機工作時為低電平 )、 EA 是否為 +5V(高電平 )，這樣一來單片機就能工作了，再結合電路圖，檢測故障就很容易了。 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 22 （三）實物圖效果 圖 A道綠燈， B道黃燈 圖 A道綠燈， B道紅燈 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 23 圖 A道紅燈， B道黃燈 圖 A 道紅燈， B道綠燈 西安思源學院本科畢業(yè)論文（設計） 24 四、補充： AT89C51 介紹 （ 一） AT89C51 簡介 非 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLAS