【正文】 以附加靈活的控制選項(xiàng)，在開發(fā)大型項(xiàng)目時(shí)非常理想。Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境的主要功能有以下幾點(diǎn)： 181。Vision2 for Windows：是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，它將項(xiàng)目管理、源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中； C51 國(guó)際際準(zhǔn)化 C 交叉編譯器：從 C 源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊； A51 宏匯編器：從 80C51 匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊； BL51 鏈接器/定位器：組合由 C51 和 A51 產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)模塊，生成絕對(duì)目標(biāo)模塊； LIB51 庫(kù)管理器：從目標(biāo)模塊生成連接器可以使用的庫(kù)文件；OH51 目標(biāo)文件至 HEX 格式的轉(zhuǎn)換器，從絕對(duì)目標(biāo)模塊生成 Intel Hex 格式的文件；RTX51 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：簡(jiǎn)化了復(fù)雜的實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。 Keil uVision2 軟件的操作以下假定在“D：\JTXHD”目錄下 建立一個(gè)工程項(xiàng)目選擇芯片確定選項(xiàng) （1）在工程菜單下選新建工程一項(xiàng) （2）鍵入工程文件名 JTXHD 然后保存（3）CPU 選擇 SST 公司的 89E564RD，按確定鍵（4）接著設(shè)置晶振頻率及生成 HEX 文件等操作：工程目標(biāo) Target1 屬性在目標(biāo) Target1 屬性選項(xiàng)中，可以更改 CPU 晶振頻率在輸出選項(xiàng)中，選擇生成 HEX。建立 ASM 源文件 （1）文件新建彈出源文件編輯窗口，進(jìn)入編輯源文件窗口（2）在文件窗口中編輯源程序（3）將文件以“”源文件保存在“D：\交通信號(hào)燈”目錄下。 用項(xiàng)目管理器生成各種應(yīng)用文件點(diǎn)擊 Target1 之前的 “+”號(hào)，出現(xiàn)Source Group1 點(diǎn)擊它，按鼠標(biāo)右鍵會(huì)彈出下拉菜單，出現(xiàn)一個(gè)編譯文件窗口，選擇增加文件到組 Source Group1，向項(xiàng)目中添加 源文件在 Source Group1 前會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“+”號(hào)，點(diǎn)擊之后彈出 文件名，點(diǎn)擊該文件名主窗體中會(huì)出現(xiàn)該文件的編輯窗口。編譯（ProjectReBuild all target files）就會(huì)生成一系列的文件如 OBJ 文件、LST 文件、HEX 文件等。檢查并修改源文件中的錯(cuò)誤。如果在源文件中存在錯(cuò)誤，那么在輸出窗口中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示信息。由此可以在源文件中修改后存盤，然后重新編譯（Build）觀察錯(cuò)誤提示信息，直到?jīng)]有錯(cuò)誤。編譯連接通過后，進(jìn)行軟件模擬仿真。點(diǎn)擊“開始/停止調(diào)試”進(jìn)入軟件模擬的仿真窗口。對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和反復(fù)修改，最終得到正確并符合設(shè)計(jì)要求的結(jié)果。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)程序流程軟件是硬件的靈魂，只有正確的軟件編程才能充分挖掘硬件的性能。通過需求分析，搭建好系統(tǒng)硬件平臺(tái)后，在此基礎(chǔ)上還需要軟件驅(qū)動(dòng)和優(yōu)化才能使硬件得以正常工作，成分發(fā)揮其應(yīng)有的功能。硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架即形成。軟件在硬件平臺(tái)上構(gòu)筑，完成各部分硬件的控制和協(xié)調(diào)。系統(tǒng)功能是由軟硬件共同實(shí)現(xiàn)的，由于軟件的可伸縮性，最終實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強(qiáng)可弱，差別可能很大。因此，軟件是系統(tǒng)的靈魂。在硬件電路的基礎(chǔ)上，軟件設(shè)計(jì)按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，運(yùn)用匯編語(yǔ)言來實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、按鍵控制、倒計(jì)時(shí)顯示、交通信號(hào)燈指示標(biāo)志顯示和人通行指示標(biāo)志顯示等。軟件程序的設(shè)計(jì)是根據(jù)硬件電路圖的連接和各個(gè)元器件的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。在編寫軟件時(shí)，可以按各個(gè)程序的功能將軟件細(xì)分為各個(gè)功能模塊，再通過主程序的調(diào)用來實(shí)現(xiàn)整個(gè)軟件系統(tǒng)。而一般編寫的程序都是根據(jù)事前所用的流程圖來編寫的，而且流程圖中也包含了對(duì)設(shè)計(jì)所得結(jié)果的要求，因此，流程圖的設(shè)計(jì)直接影響到源程序的設(shè)計(jì)。主程序是軟件設(shè)計(jì)的總體框架，因此主程序流程圖的設(shè)計(jì)決定了程序編寫的好壞，主程序的功能主要是由單片機(jī)讀取程序，讀取的程序體現(xiàn)在模擬交通信號(hào)燈的倒計(jì)時(shí)顯示，紅、黃、綠的控制和 16*16 點(diǎn)陣顯示器對(duì)行人通行與禁止通行標(biāo)志的顯示上。再判斷是否有按鍵按下，從而進(jìn)行交通指揮、緊急情況控制。主程序流程圖如圖。顯示子程序是總體框架中的子部件，對(duì)主程序中倒計(jì)時(shí)，定時(shí)與紅、黃、綠交通信號(hào)燈顯示時(shí)間的細(xì)化。該程序在模擬交通信號(hào)燈中起著非常重要的作用，沒有顯示程序，交通信號(hào)燈就如同失去了大腦，起不到指揮交通的作用。顯示子程序流程圖如下。緊急中斷程序軟件設(shè)計(jì)的外加部件，實(shí)現(xiàn)的是通過人對(duì)按鍵的控制，可以及時(shí)處理發(fā)生的交通事故，能有效緩解交通，使交通更便利，更通暢。開 始初 始 化顯 示 初 始 值 設(shè) 置A道 放 行 ， B道 禁 行延 時(shí)顯 示A道 警 告 ， B道 禁 行延 時(shí) 5SA道 禁 行 ， B道 放 行置 顯 示 初 始 值A(chǔ)道 禁 行 ， B道 警 告顯 示延 時(shí)延 時(shí)顯 示 延 時(shí) 1ms顯 示 十 位 數(shù)設(shè) 置 顯 示 次 數(shù)秒 十 位 數(shù) 轉(zhuǎn) 字 形 碼R1秒 個(gè) 位 數(shù) 轉(zhuǎn) 字 形 碼拆 分 秒 數(shù)秒 數(shù) 轉(zhuǎn) 十 進(jìn) 制顯 示 秒 數(shù) 減 1開 始個(gè) 位 數(shù)十 位 數(shù)R2顯 示 個(gè) 位 數(shù)延 時(shí) 1msYN顯 示 次 數(shù) =0？主 程 序 流 程 圖 顯 示 子 程 序 流 程 圖返 回 中 斷 服 務(wù) 程 序恢 復(fù) 現(xiàn) 場(chǎng)保 護(hù) 現(xiàn) 場(chǎng)中 斷 響 應(yīng)緊 急 情 況返 回A道 放 行 ， B道 禁 行延 時(shí) 10s圖 系統(tǒng)總體方案流程圖 定時(shí)電路設(shè)計(jì)定時(shí)電路主要靠定時(shí)中斷來控制。它是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的外圍電路，本設(shè)計(jì)的定時(shí)電路有：定時(shí)器 T0 用于 時(shí)間計(jì)時(shí)。定時(shí)溢出中斷周期為 25ms，累計(jì)中斷 20次時(shí)，控制黃燈閃爍一次，累計(jì)中斷 40 次時(shí)，對(duì)倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)單元進(jìn)行減 1 操作，然后調(diào)用倒計(jì)時(shí)顯示程序把倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)單元里的數(shù)據(jù)送到七段數(shù)碼管上顯示。定時(shí)器 T1 用于 1S 時(shí)間計(jì)時(shí)。定時(shí)溢出中斷周期為 25ms，累計(jì)中斷 40 次時(shí)，對(duì)倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)單元進(jìn)行減 1 操作，然后調(diào)用倒計(jì)時(shí)顯示程序把倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)單元里的數(shù)據(jù)送到七段數(shù)碼管上顯示出來，其工作流程圖如圖 、 所示。圖 T0 中斷服務(wù)程序流程圖 圖 T1 中斷服務(wù)程序流程圖 倒計(jì)時(shí)電路流程圖設(shè)計(jì)倒計(jì)時(shí)部分利用 AT89S51 的串行口實(shí)現(xiàn)。串行口工作在方式 0 時(shí)，可通過外接移位寄存器實(shí)現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換。在這種方式下，數(shù)據(jù)為 8 位，只能從 RXD 端輸入輸出，TXD 端總是輸出移位同步時(shí)鐘信號(hào)，其波特率固定為晶振頻率的 1/12。由軟件置位串行控制寄存器后，立即啟動(dòng)發(fā)送。 圖 倒計(jì)時(shí)服務(wù)程序流程圖PUSH 03H把欲顯示的時(shí)間值R3 中的數(shù)變 BCD碼POP 03HBCD 碼屏蔽高 4 位查表送串行口TI 為 1？ TI 清零BCD 碼屏蔽低 4 位查表送串行口返回YN中斷響應(yīng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)返回執(zhí)行指令延時(shí) 5 秒K0、KK 按鍵操作待 8 位數(shù)據(jù)輸完后，硬件將 SCON 寄存器的 TI 位置 1，TI 必須由軟件清零，其工作流程圖如圖 所示。 按鍵電路流程圖設(shè)計(jì)按鍵控制電路在本設(shè)計(jì)中，通過 K0、KK2 三個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)人工對(duì)交通不暢通的緊急調(diào)整，是交通更為便利。在本設(shè)計(jì)中，按鍵電路是通過按鍵對(duì)定時(shí)器中斷控制的設(shè)計(jì)進(jìn)行的，操作簡(jiǎn)單，方便，其流程圖如圖 所示。 圖 按鍵控制服務(wù)程序流程圖 圖形顯示電路和字形顯示電路流程圖設(shè)計(jì)圖案顯示部分利用 AT98S51 的 4 片 8*8 點(diǎn)陣式 LED 組成一片 16*16 點(diǎn)陣式LED 實(shí)現(xiàn)。其工作原理主要是利用了 8255 進(jìn)行外部擴(kuò)展，所以要進(jìn)行地址編址。在程序中顯示部分剛開始的時(shí)候就要對(duì) 8255 寫控制字的地址，程序中用的地址是 8003H；縱向輸送字型碼的地址分別為 8000H(XPA)、8002H(XPC)，行掃描的地址分別為 8001H(XPB)、A000H(X273)。其工作時(shí)是縱向送字型碼，橫向從上往下進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，顯示完一個(gè)圖案所用的字型碼為 32 個(gè)字節(jié)。接線方法如下：LED點(diǎn)陣顯示區(qū) 8255CS 插孔接譯碼輸出插孔 Y0，273CS 插孔接譯碼輸出 Y2，WR 插孔接 XWR，RD 插孔接 XRD，A0 插孔接 XA0，A1 插孔接 XA1，RESET 插孔接 RST，用 8芯排線將 LED 顯示區(qū) D0~D7 連接到 XD0~XD7，其流程圖如圖 、 所示。 圖 圖形顯示子程序流程圖 圖 DEL1 字型顯示流程圖信號(hào)燈的控制由單片機(jī)的 ~ 控制，6 只信號(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,東西向、南北向的紅燈、綠燈、黃燈利用 AT89S51 的 I/O 口、 、 實(shí)現(xiàn)， P1 口共輸出四種控制碼，如表 所示。8255 初始化調(diào)用字型顯示 DEL121H 為 1？20H 送 R0調(diào)用字型顯示 DEL1返回PUSH 00H查表送數(shù)到 8002H、8003H80H 取反后送到8001H、A000H一個(gè)字完成？返回YYNN表 交通燈信號(hào)控制碼空 空 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 道警告按鍵 K0、 K K2 分別由 I/O 口的 、 控制，當(dāng) P2 口輸出高電平時(shí)，信號(hào)燈點(diǎn)亮，如表 所示。表 交通燈信號(hào)按鍵控制碼按鍵 空 空 B 道綠燈B 道黃燈B 道紅燈A 道綠燈A 道黃燈A 道紅燈空 控制碼狀態(tài)說明K0 0 0 0 0 1 0 0 1 09HA 道禁止、B 道禁止K1 0 0 0 0 1 1 0 0 0HA 道通行、B 道禁止K2 0 0 1 0 0 0 0 1 21HA 道禁止、B 道放行倒計(jì)時(shí)部分利用 AT89S51 的串行口實(shí)現(xiàn)。串行口工作在方式 0 時(shí)，可通過外接移位寄存器實(shí)現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換。在這種方式下，數(shù)據(jù)為 8 位，只能從 RXD 端輸入輸出，TXD 端總是輸出移位同步時(shí)鐘信號(hào)，其波特率固定為晶振頻率的 1/12。由軟件置位串行控制寄存器后，立即啟動(dòng)發(fā)送。待 8 位數(shù)據(jù)輸完后，硬件將 SCON 寄存器的 TI 位置 1，TI 必須由軟件清零。圖案顯示部分利用 AT89S51 的 LED 16*16 的點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)。其工作原理主要是利用了 8255 進(jìn)行外部獷展，所以要進(jìn)行地址編址。在程序中顯示部分剛開始的時(shí)候就要對(duì) 8255 寫控制字的地址，程序中用的地址是 8003H；縱向輸送字型碼的地址分別為 8000H(XPA)、8002H(XPC)，行掃描的地址分別為 8001H(XPB)、A000H(X273)。其工作時(shí)是縱向送字型碼，橫向從上往下進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，顯示完一個(gè)圖案所用的字型碼為 32 個(gè)字節(jié)。接線方法如下：LED 點(diǎn)陣顯示區(qū) 8255CS 插孔接譯碼輸出插孔 Y0，273CS 插孔接譯碼輸出 Y2，WR 插孔接 XWR，RD 插孔接XRD，A0 插孔接 XA0，A1 插孔接 XA1，RESET 插孔接 RST，用 8 芯排線將 LED 顯示區(qū) D0~ D7 連接到 XD0~ XD7。第 5章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)與展望 總結(jié)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的分析和研究，在同學(xué)的配合以及指導(dǎo)老師的幫助下，終于順利完成了這次設(shè)計(jì)。通過這次設(shè)計(jì)，使自己對(duì)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，單片機(jī)控制系統(tǒng)以及 LED 有了全面的認(rèn)識(shí)。作為電子行業(yè)中日益普遍的電子器件，它們代表了這個(gè)行業(yè)新的發(fā)展方向，尤其是交通信號(hào)燈被廣泛用于交通、航空和生產(chǎn)等領(lǐng)域，使得我們的生活更加有序，更加便利。LED 體現(xiàn)了節(jié)約能源、提高效率的優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)的出現(xiàn)則是大大簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，而交通信號(hào)燈與單片機(jī)相結(jié)合更是擴(kuò)展了 LED 的功能和應(yīng)用領(lǐng)域。在基于十字路口模擬交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)的過程中，首先要解決的問題是如何選用器件。因?yàn)樾盘?hào)燈需要選擇穿 透 性 要 好 ， 可 控 性 強(qiáng) ， 能 耗 低 ， 使 用 壽 命 長(zhǎng) 、高敏感度、高精度的器件，而LED發(fā)光器件有兩類：數(shù)碼管和點(diǎn)陣。在本設(shè)計(jì)中，我們選擇的是數(shù)碼管和點(diǎn)陣系統(tǒng)。點(diǎn)陣系統(tǒng)以8*8點(diǎn)陣式LED為基本單元，用4片這樣的基本單元構(gòu)成本設(shè)計(jì)的顯示部分，通過行掃描和列掃描來達(dá)到顯示的目的。第二個(gè)需要解決的問題是程序中突發(fā)事件產(chǎn)生時(shí)，按鍵電路控制得設(shè)計(jì)。在這里，我先對(duì)設(shè)計(jì)到編程的軟硬件知識(shí)做了整體的復(fù)習(xí)。在硬件方面，我先了解了AT89S51等芯片的功能和原理，然后針對(duì)這些功能和原理對(duì)LED8*8點(diǎn)陣式LED做了了解，特別是它的顯示控制和掃描部分。在軟件方面，我對(duì)碼的串行口的編制和顯示做了系統(tǒng)的了解，獲得了有關(guān)編制LED屏上數(shù)字顯示程序的有用的信息。第三個(gè)需要解決的是程序的合理組織問題，在這里我先做了一個(gè)初步的程序出來，然后在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，使主程序不斷的完善，最后得以成功。在模擬交通信號(hào)燈上加上按鍵控制，對(duì)于突發(fā)事件和交通不暢可以得到有效的控制，對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活中得交通信號(hào)燈起到了一個(gè)改進(jìn)和提高得作用，對(duì)今后模擬交通信號(hào)燈的研究和擴(kuò)展提供了參考。其研究的意義在于：為設(shè)計(jì)小型的單片機(jī)十字路口交通信號(hào)燈提供了有用的參考，為進(jìn)一步的研究提供了有效的途徑。拓展了單片機(jī)的應(yīng)用范圍，為單片機(jī)的應(yīng)用提