【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 文（設(shè)計(jì)） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 圖 5：十字路口交通示意圖 圖 6：十字路口通行順序示意圖 攀枝花學(xué)院專科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 10 圖 7：十字路口交通指示燈示意圖 選用設(shè)備 8051 單片機(jī)一片 選用設(shè)備： 8051單 片機(jī)一片， 8255 并行通用接口芯片一片， 74LS07 兩片， MAX692‘看門狗’一片， 共陰極的七段數(shù)碼管兩個(gè)雙向晶閘管若干， 7805 三端穩(wěn)壓電源一個(gè)，紅、黃、綠交通燈各兩個(gè)，開(kāi)關(guān)鍵盤、連線若干。 4． 2． 1 系統(tǒng)總框圖如下 ： 攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 圖 8 4． 2． 2 交通燈 硬件 線路圖 攀枝花學(xué)院專科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U1 8051OC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U2 74LS373D034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710RD5WR36A09A18RESET35CS6U3 8255AY1C1 30PFC2 30PFS1C35VR11 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9S25V1 2 3 4 5 6 7 8910111213141516S3R2R3 0.1KR4 0.1K5VD1 D2D3R5 0.43KR6 4.3KS4D1 D2 D3 D4 D5 D65VP3.71A11A21A31A41A51A61A71A81Y11Y21Y31Y41Y51Y61Y71Y8GNDVCC1OE2OE1 2 3 4 5 6 7 89101112131415165V1 2345678910111213141516171819abc de fgabc de fgabc de fgabc de fg23 4 57 8 91023 4 57 8 910A1A2A1A21166p3.6攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 13 4． 2． 3 系統(tǒng)工作原理 (1) 開(kāi)關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時(shí)間，通過(guò) 8051 單片機(jī) P1 輸入到系統(tǒng) (2) 由 8051單片機(jī)的定時(shí)器每秒鐘通過(guò) 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(gè)燈的燃亮?xí)r間。 (3) 8051 通過(guò) 設(shè)置 各個(gè)信號(hào)等的燃亮?xí)r間、通過(guò) 8031 設(shè)置，綠、紅時(shí)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(guò) 8051 單片機(jī)的 位來(lái)控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng) .牌位 0 就對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，為 1 系統(tǒng)就開(kāi)始工作。 (5) 紅燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間， 當(dāng)有車輛闖紅燈時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警， 3S 后 然后恢復(fù)正常。 (6) 增加 每次綠燈時(shí)間 車流量檢測(cè)的功能 ，并且通過(guò)查詢 端口的電平是否為低，開(kāi)關(guān)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(shí)間重新記入。 (7) 綠燈時(shí)間倒計(jì)時(shí)完畢，重新循環(huán)。 攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 控制器的軟件設(shè)計(jì) 14 ５．控制器的軟件設(shè)計(jì) 延時(shí)方 法可以有兩種一中是利用 MCS51內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來(lái)確定 1 秒的時(shí)間，另一種是采用軟延時(shí)的方法。 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算 定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)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(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為 C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計(jì)算通式 ： TC=MC 式中， M 為計(jì)數(shù)器摸值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式 0時(shí) M為 213 ；在方式 1時(shí) M的值為 216；在 方式 2 和 3 為 28 計(jì)算公式 T=（ M－ TC） T 計(jì)數(shù) 或ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計(jì)數(shù) T 計(jì)數(shù) 是單片機(jī)時(shí)鐘周期Ｔ ＣＬＫ 的１２倍；ＴＣ為定時(shí)初值 如單片機(jī)的主脈沖頻率為Ｔ ＣＬＫ １２ＭＨＺ ，經(jīng)過(guò)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(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題． １秒的方法 我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為２０的軟件計(jì)數(shù)器和 使Ｔ０定時(shí)５０毫秒．這樣每當(dāng)Ｔ０到５０毫秒時(shí)ＣＰＵ就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中，ＣＰＵ先使軟件計(jì)數(shù)器減１，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(shí)間顯示程序。 相應(yīng)程序代碼 （１）主程序 定時(shí)器需定時(shí)５０毫秒，故Ｔ０工作于方式１。 初值： ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計(jì)數(shù) ＝２ １６ －５０ ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, 01H 。 令ＴＯ為 定時(shí)器方式１ MOV TH0, 3CH 。裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, BOH 。 MOV IE, 82H 。開(kāi)Ｔ０中斷 攀枝花學(xué)院專科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 控制器的軟件設(shè)計(jì) 15 SEBT TＲ O ；啟動(dòng)Ｔ０計(jì)數(shù)器 MOV RO, 14H 。軟件計(jì)數(shù)器賦初值 LOOP: SJMP $ ；等待中斷 （２）中斷服務(wù)子程序 ＯＲＧ ０ ００ＢＨ ＡＪＭＰ ＢＲＴ０ ＯＲＧ ００ＢＨ ＢＲＴＯ： DJNZ Ｒ０，ＮＥＸＴ AJMP TIME 。 跳轉(zhuǎn)到時(shí)間及信號(hào)燈顯示子程序 DJNZ：ＭＯＶ ＲＯ，＃１４Ｈ ；恢復(fù)Ｒ０值 MOV TH0, 3CH 。重裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, BOH 。 MOV IE, 82H ＲＥＴ１ ＥＮＤ 軟件延時(shí) MCS51 的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 8051 單片機(jī)的工作頻率為 6MHZ。機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的 12 倍，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)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(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)確定 1秒的時(shí)間。 具體的延時(shí)程序分析： DELAY:MOV R4,08H 延時(shí) 1秒子程序 DE2:LCALL DELAY1 DJNZ R4,DE2 RET DELAY1:MOV R6,0 延時(shí) 125ms 子程 序 MOV R5,0 DE1: DJNZ R5,$ DJNZ R6,DE1 RET MOV RN， DATA 字節(jié)數(shù)數(shù)為 2 機(jī)器周期數(shù)為 1 所以此指令的執(zhí)行時(shí)間為 2ms DELAY1 為一個(gè)雙重循壞 循環(huán)次數(shù)為 256*256=65536 所 以 延 時(shí) 時(shí) 間=65536*2=131072us 約為 125us DELAY R4 設(shè)置的初值為 8 主延時(shí)程序循環(huán) 8 次，所以 125us*8= 1 秒 由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指 令執(zhí)行時(shí)間可以忽略不計(jì)。 攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 控制器的軟件設(shè)計(jì) 16 時(shí)間及信號(hào)燈的顯示 8051并行口的擴(kuò)展 8051 雖然有 4 個(gè) 8 位 I/O 端口 ,但真正能提供借用的只有 P1 口 ,因?yàn)?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， 8051 通常需要擴(kuò)展。由于我們用外部輸入設(shè)定紅綠燈倒計(jì)時(shí)初值 、 數(shù)碼管的輸出顯示 、 紅綠黃信號(hào)燈的顯示都要用到一個(gè) I/O 端口，顯然 8051 的端口是不夠，需要擴(kuò)展。 擴(kuò)展的方法有兩種：（ 1）借用外部 RAM 地址來(lái)擴(kuò)展 I/O 端口；（ 2）采用 I/O接口新片來(lái)擴(kuò)充。 我們用 8255 并行接口信片來(lái)擴(kuò)展 I/O 端口。 顯示原理： 當(dāng)定時(shí)器定時(shí)為 1 秒，時(shí)程序跳轉(zhuǎn)到時(shí)間顯示及信號(hào)燈顯示子程序，它將依次顯示信號(hào)燈時(shí)間 ，同時(shí)一直顯示信號(hào)燈的顏色，這時(shí)在返回定時(shí)子程序定時(shí)一秒，在顯示黃燈的下一個(gè)時(shí)間，這樣依次把所有的燈色的時(shí)間顯示完后在重新給時(shí)間計(jì)數(shù)器賦初值 ，重新進(jìn)入循環(huán)。 8255PA 口輸出信號(hào)接信號(hào)燈 ： 由于發(fā)光二極管為共陽(yáng)極接法，輸出端口為低電平，對(duì)應(yīng)的二極管發(fā)光，所