【正文】 MAX705~70MAX813L、X5043/5045等。 25看門狗電路可以分為內(nèi)看門狗和外看門狗?？撮T狗電路是指看門狗的硬件電路包含在單片機(jī)內(nèi)部,如Microchip 的16C5x 系列，MOTOROLA的 68C05 系列，51 內(nèi)核中比較典型的有Atmel 公司的AT89C55WD、AT89S8252，Winbond 公司的 W77E58，SST 公司的 SST89C58 以及 Philips 公司 87 系列的多種型號的單片機(jī)等。對于沒有看門狗定時器的單片機(jī)或是認(rèn)為內(nèi)部看門狗不可靠時，可以采用外部看門狗定時器。外部看門狗電路既可以用專用看門狗芯片，也可由普通芯片實(shí)現(xiàn)。MAX692 與單片機(jī)接口結(jié)構(gòu)，如圖 所示。MAX692 是微系統(tǒng)監(jiān)控電路芯片，具有后備電池切換、掉電判別、看門狗監(jiān)控等功能。其引腳說明如下：VOUT：電源輸出引腳。VCC：接電源引腳，電源供電 。 GND：接地。PFI：電池故障輸入。/PFO：電池故障輸出。WDI：監(jiān)視器輸入引腳。/RESET：復(fù)位輸出引腳，低電平有效。VBATT：后備電池輸入端。圖 26在 MAX692 電路原理圖中 WDI 是看門狗監(jiān)測輸入腳，接到 CPU 的一個專用I/O 口或一個總線上。/RESET 是復(fù)位信號輸出腳，接到 CPU 的復(fù)位輸入腳。MAX692 的 WDI 定時周期是 ，復(fù)位脈沖寬度是 200ms。如果 WDI 保持高或低超過看門狗定時周期（） ，/RESET 端將發(fā)生 200ms 的負(fù)脈沖使 CPU 復(fù)位。第三章 控制器硬件系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)硬件設(shè)計方案東西方向或者南北方向的交通燈在通常工作條件中有四種狀態(tài)：前行燈＋人行道（ 狀態(tài) 1） 、前行燈＋右轉(zhuǎn)（狀態(tài) 2） 、左轉(zhuǎn)（狀態(tài) 3） 、紅燈（狀態(tài) 4）這四種狀態(tài)（在每個燈變化時還有閃爍狀態(tài)，這在軟件中實(shí)現(xiàn)） 。狀態(tài)說明： (狀態(tài) 1)前行燈＋人行道：車輛前行；行人可通過人行道； (狀態(tài) 2)前行燈＋右轉(zhuǎn)：車輛可向前、向右行駛； (狀態(tài) 3)紅燈＋左轉(zhuǎn)：車輛向左行駛；但不能前行； (狀態(tài) 4)紅燈：禁止通行與轉(zhuǎn)彎；圖 十字路口交通示意圖圖 交通燈控制線路圖 27上面所述 4 種狀態(tài)是南北或者東西方向的一條道上的四種狀態(tài)，根據(jù)交通規(guī)則與十字路口的實(shí)際情況，可以把南北和東西路口的總控制系統(tǒng)的狀態(tài)分為 6 種：S1：南北（狀態(tài) 1）+東西（狀態(tài) 4）S2：南北（狀態(tài) 2）+東西（狀態(tài) 4）S3：南北（狀態(tài) 3）+東西（狀態(tài) 4）S4：南北（狀態(tài) 4）+東西（狀態(tài) 1）S5：南北（狀態(tài) 4）+東西（狀態(tài) 2）S6：南北（狀態(tài) 4）+東西（狀態(tài) 3）本系統(tǒng)還設(shè)計了應(yīng)急況處理；在緊急情況下，設(shè)置交通燈狀態(tài)為： S7：全紅：東南西北所有方向禁止通行。 S8：南北紅、東西綠：南北方向禁行；東西方向通行。 28S9：東西紅、南北綠：東西方向禁行；南北方向通行。所以按照上面所分析的交通規(guī)則方案，可以得出每個方向的交通燈數(shù)目為 4 個，分別為：直行箭頭燈、左轉(zhuǎn)燈、右轉(zhuǎn)燈、人行道燈。分別用字母 Z、L 、R、M 表示。根據(jù)分析的九種狀態(tài)，可以分析出控制系統(tǒng)的九種工作狀態(tài)的真值表。如表 ：表 狀態(tài)真值表東西方向 南北方向方向狀態(tài) Z、L、R、M Z、L、R、MS1 1010 0000S2 1001 0000S3 0100 0000S4 0000 1010S5 0000 1001S6 0000 0100S7 0000 0000S8 1000 0000S9 0000 1000各個交通狀態(tài)的時間設(shè)定：假設(shè)路口兩個交叉道路車流量相當(dāng)，可以把正常通行下的六個狀態(tài)時間設(shè)定為：S1 30 秒、S2 30 秒、S3 20 秒、S4 23 秒、S5 22 秒、S6 20 秒。時間設(shè)定如果需要改變，可以通過鍵盤輸入設(shè)定。 系統(tǒng)工作原理（1）開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時間，通過 8051 單片機(jī) P1 輸入到系統(tǒng)。鍵盤編號為K1，K2，K3，K4，K5 分別連接單片機(jī)的 P1。0，P1。1，P1 。2，P1。3，P1。4主程序中放了一個按鍵的判斷指令，當(dāng)有鍵按下的時候，程序就跳轉(zhuǎn)到按鍵子程序處理，當(dāng)檢測到 K2 鍵按下的時候就自動返回到主程序。按緊急預(yù)案鍵 K5 后，先出現(xiàn)全紅狀態(tài)，再按一下該鍵，又出現(xiàn)一方通行狀態(tài)，再按，則另一方通行。如此循環(huán)。 29圖 系統(tǒng)電路簡圖按手動控制鍵后，進(jìn)行手動控制，每按一次，燈會轉(zhuǎn)到下一個狀態(tài)。按恢復(fù)鍵對上兩者進(jìn)行恢復(fù)到正常狀態(tài)。鍵盤的按鍵由機(jī)械觸點(diǎn)構(gòu)成的。當(dāng)開關(guān) K 未被按下時，P1 口輸入為低電平，K 閉合后，與之對應(yīng)的 P1 口 輸入為高電平。由于按鍵是機(jī)械觸點(diǎn)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時，會有抖動，P1 口 輸入端的波形會有尖鋒脈沖出現(xiàn)。 按鍵分別接到單片機(jī)的 P1 口對于這種鍵各程序可以采用不斷查詢的方法，功能就是：檢測是否有鍵閉合，如有鍵閉合，則去除鍵抖動，判斷鍵號幷轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵處理，具體程序設(shè)計程序部分，在此不在累述。 30（2） 由 8051 單片機(jī)的定時器每秒鐘通過 P0 口向 8255 的數(shù)據(jù)口送信息，由 8255的 PC 口顯示左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)、人行道燈的燃亮情況；由 8255 的 PA、PB 口顯示每個燈的燃亮?xí)r間。（3）8051 通過設(shè)置各個信號等的燃亮?xí)r間、通過 8051 設(shè)置，狀態(tài) S狀態(tài) S狀態(tài) S狀態(tài) S狀態(tài) S狀態(tài) S6 時間依次為 30 秒、30 秒、20 秒、30 秒、30秒、20 秒循環(huán)由 8051 的 P0 口向 8255 的數(shù)據(jù)口輸出。（4） 通過 8051 單片機(jī)的 P3。0 位來控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng)該位電平為 0就對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，為 1 系統(tǒng)就開始工作。（5）8255ＰＡ口用于輸出時間的個位，ＰＢ口用于輸出時間的十位，由 7446A 驅(qū)動芯片驅(qū)動，而ＰＣ口用于輸出各個燈的情況，它的末段連接雙向晶閘管采用 220V交流電壓驅(qū)動。（6）在交通控制程序中加入看門狗指令，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常看門狗將發(fā)出溢出中斷。通過專用端口輸入到 MAX692 看門狗芯片的 WDI 引腳引起 RESET 復(fù)位信號使系統(tǒng)復(fù)位。交通燈一個循環(huán)周期的時間根據(jù)初始設(shè)定的值得出為 160 秒，所以可以把看門狗 MAX592 的溢出時間設(shè)為 163165 秒，在交通燈一個循環(huán)后，單片機(jī)發(fā)出一個高電平，在看門狗作用前使看門狗復(fù)位。但當(dāng)在 163165 秒后，單片機(jī)不給這樣一個復(fù)位電平，看門狗就通過復(fù)位輸出引腳，發(fā)出復(fù)位信號，使單片機(jī)復(fù)位，重新工作。這樣，只要單片機(jī)只要程序跑飛或者死機(jī)，看門狗就可以利用溢出中斷對單片機(jī)重新起動。第四章 控制器的軟件設(shè)計 交通燈燃亮?xí)r間的設(shè)定延時方法可以有兩種是利用 MCS51 內(nèi)部定時器才生溢出中斷來確定 1 秒的時間，另一種是采用軟件延時的方法。 計數(shù)器初值計算定時器工作時必須給計數(shù)器送計數(shù)器初值，這個值是送到 TH 和 TL 中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全 1 到全 0 時自動產(chǎn)生溢出中斷請求。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值設(shè)定為 C 和計數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計算通式： TC=MC 31式中，M 為計數(shù)器模值，該值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式 0 時 M 為 213 ；在方式 1 時 M 的值為 216。 計算公式T=（M －TC ）T 計數(shù)或 TC＝MT/T 計數(shù)T 計數(shù)是單片機(jī)時鐘周期ＴＣＬＫ的 12 倍；TC 為定時初值。如單片機(jī)的主脈沖頻率為ＴＣＬＫ12MHZ　，經(jīng)過 12 分頻。方式 0　TMAX＝213　*１微秒＝ 毫秒方式 1　TMAX＝216　*１微秒＝ 毫秒顯然１秒鐘已經(jīng)超過了計數(shù)器的最大定時間，所以我們只有采用定時器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個問題。 設(shè)置１秒的方法我們采用在主程序中設(shè)定一個初值為 20 的軟件計數(shù)器和使 T0 定時 50 毫秒．這樣每當(dāng) T0 到 50 毫秒時 CPU 就響應(yīng)它的溢出中斷請求，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間顯示程序。 相應(yīng)程序代碼⑴主程序　　　　定時器需定時 50，故 T0 工作于方式 1?！?初值：　　　　TC＝M－T/ T 計數(shù)?。?16?。?0ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START： MOV TMOD， 01H ；令 T0 為定時器方式 1 MOV TH0， 3CH ；裝入定時器初值 MOV TL0， BOH　 MOV IE，　　 82H ；開 T0 中斷 SEBT TRO　　　　　 ；啟動 T0 計數(shù)器 MOV RO，　　 14H　　 ；軟件計數(shù)器賦初值LOOP： SJMP $　　　　　　 ；等待中斷⑵中斷服務(wù)子程序　　　　　 ORG　　 00BH 32　　　　　 AJAMP　　 BR T0　　　　　 ORG　 00BH　BRT0 ： DJNZ R0， NEXT　　　　　　AJMP TIME ； 跳轉(zhuǎn)時間及信號燈顯示子程序 DJNZ： MOV R0，14H　 ；恢復(fù) R0 值　　 MOV TH0， 3CH ；重裝入定時器初值 MOV TL0， BOH　 MOV IE，　　 82H 　　　　　 RET1END 軟件延時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，所以一個機(jī)器周期的時間為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指令的執(zhí)行條數(shù)來確定 1 秒的時間。具體的延時程序分析： DELAY： MOV R4，08H ；延時 1 秒子程序 DE2： LCALL DELAY1 DJNZ R4，DE2 RETDELAY1： MOV R6，0 ； 延時 125ms 子程序 MOV R5，0DE1： DJNZ R5，$ DJNZ R6，DE1 RETMOV RN，DATA 字節(jié)數(shù)數(shù)為 2 ，器周期數(shù)為 1，所以此指令的執(zhí)行時間為 2ms 。DELAY1 為一個雙重循壞 循環(huán)次數(shù)為 256*256=65536 所以延時時間=65536*2=131072us 約為 125us 。DELAY R4 設(shè)置的初值為 8 主延時程序循環(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)行時間可以忽 33略不計。 時間及信號燈的顯示軟件設(shè)計 8051 并行口的擴(kuò)展8051 雖然有 4 個 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。由于我們用外輸出時間時，時間的個位、十位、信號燈的顯示都要用到一個 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 地址來擴(kuò)展 I/O 端口；（2）采用 I/O 接口新片來擴(kuò)充。我們用 8255 并行接口信片來擴(kuò)展 I/O 端口。 顯示程序原理：當(dāng)定時器定時為 1 秒，時程序跳轉(zhuǎn)到時間顯示及信號燈顯示子程序，它將依次顯示信號燈時間 ，同時一直顯示信號燈的顏色，這時在返回定時子程序定時一秒，在顯示黃燈的下一個時間，這樣依次把所有的燈色的時間顯示完后在重新給時間計數(shù)器賦初值 ，重新進(jìn)入循環(huán)。 8255 輸出信號與信號燈的連接LED 燈的顯示原理：通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)量而顯示不同的字形如 SP，g，f，e，d，c，b， a 管角上加上 7FH 所以 SP 上為 0伏，不亮其余為 TTL 高電平，全亮則顯示為 8 采用共陰級連接：其中 PA0\PB0a，PA1\PB1b，PA2\PB2c，PA3\PB3d，PA4\PB4e，PA5\PB5f，PA6\PB6gPA7\PB7SP 接地顯示數(shù)值 dop g f e d c b a 驅(qū)動代碼（16 進(jìn)制）0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 341 0 0 0 0 0 1 1 0 06H2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H5 0 1 1 0 1 1 0 0 6DH6 0 1 1 1 1 1 0 0 7DH7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH表 驅(qū)動代碼表 8051 與 8255 的連接用 8051 的 P0 口的 連接 8255 的