【文章內(nèi)容簡介】 起來既靈活又方便 . 設(shè)計(jì) 方法 ⑴ 選用 MCS51 單片機(jī)來 實(shí)現(xiàn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，交通信號燈控制器的外部輸出信號為主、副車道紅、黃、綠燈共 12 個驅(qū)動信號 ；編程使相應(yīng)位復(fù) /置位來實(shí)現(xiàn)信號燈的亮/滅控制，使得十字路口的紅、綠燈交替點(diǎn)亮；在燈色交換時，黃燈閃爍提醒。 ⑵設(shè)計(jì)要求有緊急車輛通過時，十字路口均顯示紅燈?？梢酝ㄟ^軟件中斷來完成緊急任務(wù)，定義 T0 為 計(jì)數(shù) 中斷并為下降沿觸發(fā)，編寫對應(yīng)中斷向量子程序和中斷服務(wù)程序，完成中斷處理。 ⑶設(shè)計(jì)還對定時控制有所要求。對于精確定時，應(yīng)該用計(jì)數(shù)器 加以控制，硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度增加。考慮到該設(shè)計(jì)對時間精度要求不高，所以采用軟件定時可以大大簡化電路。先計(jì)算出程序單部執(zhí)行的時間，設(shè)置 循環(huán) 參數(shù)，利用 if 語句按設(shè)計(jì)要求完成定時控制。 二． 系統(tǒng)組成 控制要求 ⑴ 主、支干道交替通行，主干道每次放行 30 秒，支干道每次放行 20 秒； ⑵ 綠燈亮?xí)r表示可以通行，紅燈亮?xí)r表示禁止通行； ⑶ 每次綠燈變紅燈時，黃燈先亮 5秒（此時另一干道上的紅燈不變）； ⑷ 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 . 硬件控制線路圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 9 頁 共 41 頁 9 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e vi s i o nS i z eBD a t e : 1 8 M a y 20 05 S he e t o f F i l e : D : \ 0 10 22 08 41 \ j i a ot o ng de ng \ 11 . d db D r a w n B y :E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10VCC40GND20I C 1A T 8 9S 51C23 0PC33 0PY11 2M H Z+5R E S E TC41 0V FS2S W P BR11 0KGND +5123456789J31 0K+5123456789J45 60+5D1LEDD2LEDD3LEDD4LEDD5LEDD6LEDD7LEDD8LED+5+5GNDD9LEDD 1 0LEDD 1 1LEDD 1 2LEDR41 00R73 30R51 00R31 00+5+5+5RESET+51122S1S W P BR64 . 7K+5GND12J2C O N 2 GND+5R21 00D 1 3LEDGNDS1S2S3S4S5S6S7S8P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27C11 04 P FGND+5GND123456789J1100e1d2dp3c4g5s16s47a8f9s310s211b12U1L E D 8e1d2dp3c4g5s16s47a8f9s310s211b12U2L E D 8P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27S1S2S3S4S5S6S7S81 23 45 67 89 10J P 1H E A D E R 5 X 2P 15P 16P 17P 15P 16P 17R E S E TGND+5 圖 2原理圖 工作原理 采用單片機(jī)的 I/O口 P1口 和 P3直接和交通燈連接 , 控制程序放在 MCS 51單片機(jī)如8051的 ROM中 , 在十字路口的四組紅、黃、綠交通燈中 , 受單片機(jī) ～ 、 、 控制 , 由于交通燈為發(fā)光二極管且陽極通過限流電阻和電源正極連接 , 因此 I/O口輸出低電平時 , 與之相連的相應(yīng)指示燈會亮 , I/O口輸出高電平時 , 相應(yīng)指示燈會滅。緊急車請求通過的信號由人工控制 , 以中斷方式輸入單片機(jī) , 無緊急車通過時 , 中斷引腳 INT0 通過電阻和電源正極連接為高電平 , 不產(chǎn)生中斷請求 , 單片機(jī)執(zhí)行主程序 , 有緊急車通過時 , 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(jī)執(zhí)行中斷服務(wù)程序 , 讓緊急車通過 , 緊急車通過后 , 中斷引腳變?yōu)楦唠娖?, 返回主程序。由于倒計(jì)時顯示裝置已普遍采用 , 因此本文未引入探討。 器件和原理 單片機(jī) 是將中央處理器（ CPU）、隨機(jī)存儲器（ RAM）、只讀存儲器（ ROM 或 EPROM）、定 時 器 芯 片 和 一 些 輸 入 / 輸 出 接 口 電 路 集 成 在 一 個 芯 片 上 的 微 控 制 器（ Microcontroller）。 中央處理器包括運(yùn)算器、控制器和寄存器 3 個主要部分，是單片機(jī)的核心。 存儲器按工作方式可以分 為兩大類：隨機(jī)存儲器 RAM 和只讀存儲器 ROM。 RAM 可被CUP 隨機(jī)地讀寫，斷電后存儲的內(nèi)容消失； ROM 中的信息只能被讀取，一般用于存放固定的程序。 ROM 中的內(nèi)容只能用編程器專用設(shè)備寫入。 輸入 /輸出接口（ I/O 接口）是單片機(jī)的重要組成部分。程序、數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場信息需要通過輸入設(shè)備送到單片機(jī)，計(jì)算結(jié)果需要通過輸出設(shè)備輸出到外設(shè)。常用的輸入有哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 10 頁 共 41 頁 10 按鍵、鍵盤、 A/D 等，輸出設(shè)備一般有 LED、電機(jī)等。 為了方便理解，我們可以將單片機(jī)和 PC 機(jī)進(jìn)行一個比較。一臺能夠工作的計(jì)算機(jī)要由 CPU、 RAM、 ROM、輸 入 /輸出設(shè)備等幾個部分組成。在 PC機(jī)上這些部分被分成若干塊芯片，安裝在主板上。而單片機(jī)相當(dāng)于集成了以上所有芯片的一塊集成電路芯片。有一些單片機(jī)中除了上述基本的功能，還集成了其他部分功能，如 A/D、 D/A 等。一個標(biāo)準(zhǔn)的 89C51 單片機(jī)的 引腳 功能圖如圖 3所示。 圖 3 89C51 單片機(jī)及其引腳 1． AT89C51 單片機(jī)性能介紹 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 2． 主要特性： MCS51 兼容 字節(jié)可編程閃爍存儲器 ： 1000 寫 /擦循環(huán) ： 10 年 ： 0Hz24Hz *8 位內(nèi)部 RAM 可編程 I/O 線 1 2 3 4ABCD4321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 27Jun2021 Sheet of File: C:\Client98\ Drawn By:EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U?SMG哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 11 頁 共 41 頁 11 16位定時器 /計(jì)數(shù)器 個中斷源 3． 管腳說明： —— VCC：供電電壓。 —— GND：接地。 —— P0 口： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時 ， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 —— P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時， P1口作為第八位地址接收。 —— P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳 被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 —— P3 口： P3 口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。當(dāng) P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由 于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電 流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表 21所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁 共 41 頁 12 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 —— RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位 器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間 . —— ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE