【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 交通燈控制電路的核心元件采用單片機(jī) AT89C51,其內(nèi)部帶有 4KB 的 ROM，無須擴(kuò)展存儲(chǔ)器。 信號(hào)燈的控制由單片機(jī)的 ~ 控制， 6 個(gè)信號(hào)燈以共陰極方式連接，當(dāng) P1口輸出為高電平時(shí)信號(hào)燈點(diǎn)亮，為實(shí)現(xiàn)上述控制要求， P1 口共輸出四種控制碼 如表 51所示 : 基于 51 單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 27 頁 表 51 P1 口輸出控制碼列表 倒計(jì)時(shí)顯示設(shè)計(jì) 要實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能則需要使用定時(shí)器來計(jì)時(shí)，通過設(shè)置定時(shí)器的初始值來控制溢出中斷時(shí)間的時(shí)間間隔，再利用一個(gè)變量記錄定時(shí)器的溢出的次數(shù)，達(dá)到定時(shí) 1秒的功能。當(dāng)即使每到 1秒后，東西、南北信號(hào)燈個(gè)狀態(tài)的暫 存剩余時(shí)間的變量減 1。但暫存變量的時(shí)間減到 0時(shí)，切換至下一個(gè)狀態(tài)，如此循環(huán)重復(fù)執(zhí)行。 本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)掃描，用 4 個(gè)數(shù)碼管分別顯示東西、南北的倒計(jì)時(shí)，將暫存各狀態(tài)剩余時(shí)間的數(shù)字從變量中提取出“個(gè)位”和“十位”，用動(dòng)態(tài)掃描的方式在數(shù)碼管中顯示。整個(gè)程序依據(jù)定時(shí)器的溢出數(shù)來計(jì)時(shí)，每計(jì)時(shí) 1秒則相應(yīng)狀態(tài)的時(shí)間減 1，一直減到 0時(shí)觸發(fā)下一個(gè)狀態(tài)的開始。 其具體顯示狀態(tài)如圖 54所示： B 道綠燈 B 道黃燈 B 道紅燈 A 道綠燈 A 道黃燈 A 道紅燈 控制碼 狀態(tài)說明 0 0 0 0 1 1 0 0 0CH A 道放行 B 道禁止 0 0 0 0 1 0 1 0 0AH A 道警告 B 道禁止 0 0 1 0 0 0 0 1 21H A 道禁止 B 道放行 0 0 0 1 0 0 0 1 11H A 道禁止 B 道警告 基于 51 單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 27 頁 abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1 2 3 4 5 6 7abcdefg8abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1 2 3 4 5 6 7abcdefg8abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1 2 3 4 5 6 7abcdefg8abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1 2 3 4 5 6 7abcdefg8abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1 2 3 4 5 6 7abcdefg8abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1 2 3 4 5 6 7abcdefg8abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1 2 3 4 5 6 7abcdefg8abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1 2 3 4 5 6 7abcdefg81 A 121 A 241 A 361 A 482 A 1112 A 2132 A 3152 A 4171 Y 1181 Y 2161 Y 3141 Y 4122 Y 192 Y 272 Y 352 Y 431G12G197 4 H C 2 4 41 A 121 A 241 A 361 A 482 A 1112 A 2132 A 3152 A 4171 Y 1181 Y 2161 Y 3141 Y 4122 Y 192 Y 272 Y 352 Y 431G12G197 4 H C 2 4 4RRRRRRRRV C C 圖 54 動(dòng)態(tài)掃描 LED 顯示 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)復(fù)位是使 CPU初始化操作，主要是使 CPU 與其他功能部件都處在一個(gè)確定初始狀態(tài)，并從 這個(gè)狀態(tài)開始工作。復(fù)位后 PC=0000H，是單片機(jī)從第一個(gè)單元取指令。無論是在單片機(jī)剛接上電源時(shí)還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。 單片機(jī)復(fù)位期間不產(chǎn)生 ALE 和 PSEN 信號(hào)，即 ALE=0 和 PSEN=1，復(fù)位期間不會(huì)有任何取指令操作。 在 RST引腳持續(xù)加上兩個(gè)機(jī)器周期（ 24個(gè)振蕩周期）的高電平，單片機(jī)即發(fā)生復(fù)位。例如，若時(shí)鐘頻率為 12MHz，每個(gè)機(jī)器周期為 1us，則只需 2us 以上時(shí)間的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 復(fù)位電路圖如圖 55 所示： 基于 51 單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 27 頁 R2R E S 2R1CSV C CR S T /V P DV s sS?C O M P O N E N T _ 1V C CM C S 5 1 圖 55 復(fù)位電路 該電路除具備 上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，則只需按圖中 的 RESET 鍵，此時(shí)，電源 Vcc 經(jīng)電阻 R R2 分壓，在 RST 端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。 復(fù)位后內(nèi)部各專用寄存器狀態(tài)如表 52 所示，其中“ @”表示無效位。 表 52 專用寄存器狀態(tài)顯示表 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TMOD 00H ACC 00H TCON 00H B 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0~P3 FFH SCON 00H IP @@000000B SBUF 不定 IE 0@@00000B PCON 0@@@0000B 基于 51 單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 27 頁 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘 電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下的時(shí)序可以保證單片機(jī)各部件的同步工作。根據(jù)產(chǎn)生的方式不同分為內(nèi)部和外部?jī)煞N時(shí)鐘電路，本設(shè) 計(jì)使用內(nèi)部時(shí)鐘，電路圖如 56 所示： R1R2YC1C289 c 511 圖 56 內(nèi)部時(shí)鐘電路圖 89c51 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為芯片引腳 XTAL2。而在芯片外部， XTAL1 和 XTAL2 之間由用戶自行跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 ALE 引腳上出現(xiàn)的信號(hào)時(shí)周期性的，在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次出現(xiàn)高電平， ALE 信號(hào)每出現(xiàn)一次 CPU 就進(jìn)行一次取址操作，但由于不同指令的字節(jié)數(shù)和機(jī)器周期數(shù)不同，因此取址指令操作也隨指令不同而有小的區(qū)別。 鍵盤設(shè) 計(jì) 由于鍵盤數(shù)量不多，選擇 獨(dú)立 式按 鍵 與 P1 口連接作為四個(gè)按鍵的輸入 ，每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根 I/O 口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其他 I/O 口線的工作狀態(tài)。 當(dāng) 逐位查詢每根口線的輸入狀態(tài) 時(shí) ，如某一根口線輸入 低 電平，則可確認(rèn)該口線所對(duì)應(yīng)的鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序 。 用四個(gè)鍵 S S S S4 以及兩個(gè)用來提示鍵盤狀態(tài)的 LED 電路圖 如圖 57所示： 基于 51 單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 27 頁 圖 57 按鍵電路圖 四個(gè)按鍵的 功能依次是： S1（設(shè)定鍵）：在倒計(jì)時(shí)模式時(shí)，按下此鍵后倒計(jì)時(shí)停止倒計(jì)時(shí)，進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)；如果已經(jīng)處于設(shè)置狀態(tài)則此鍵無效。 S2（減一鍵）：在設(shè)置狀態(tài)時(shí)，每按一次遞減鍵，初始值的數(shù)字減 1。 S3（增一鍵）：在設(shè)置狀態(tài)時(shí)，每按一次遞增鍵，初始值的數(shù)字增 1。 S4（確認(rèn)鍵）：在設(shè)置狀態(tài)時(shí)，按下此鍵后，單片機(jī)按照新的初始值進(jìn)行倒計(jì)時(shí)及顯示倒計(jì)時(shí)的數(shù)字。如果已經(jīng)處于計(jì)時(shí)狀態(tài)則此鍵無效。 在實(shí)現(xiàn) 鍵盤 的掃描和運(yùn)行模式的切換 時(shí)， 主程序在初始化一些變量和寄存器之后，需要不斷循環(huán)地讀取鍵盤的狀態(tài)和動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字，根據(jù)鍵盤的鍵值 實(shí)現(xiàn)設(shè)置狀態(tài)、計(jì)時(shí)的切換。 S1S2S3S4R1 R2 R3 R4V C CP1 . 0P1 . 1P1 . 2P1 . 3基于 51