【導(dǎo)讀】控制交通燈及時間顯示的方法。同時給出了軟硬件設(shè)計方法,設(shè)計過程包括硬件電路設(shè)。計和程序設(shè)計兩大步驟，對在單片機應(yīng)用中可能遇到的重要技術(shù)問題都有涉足。紅、綠色燈的不同組合來表示。本文介紹了控制基本原理以及控制的表現(xiàn)，同時也介紹。了城市交通信息系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo),開發(fā)途徑及其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能和數(shù)據(jù)地理編碼、建庫,同時,論述了系統(tǒng)中交通現(xiàn)狀、交通管理、交通規(guī)劃及背景信息查詢模塊的建造及應(yīng)用。高了產(chǎn)品可靠性并降低了制造成本。定的規(guī)律變化，以便于車輛行人能順利地通過十字路口。正常情況下，十字路口的紅綠燈應(yīng)交替變換，考慮緊急情況下，如有救護車或警車到來時，應(yīng)優(yōu)先讓其通過。行時間進行倒計時，從P1口輸出，在LED上顯示并進行遞減。方面采取一些改進措施,使交通燈在控制中靈活而有效。駕駛;程控:以60s作為一個時間單位。此后以60s作為時間單位進行上述的反復(fù)循。的,缺乏靈活性。但重點崗?fù)と孕枰?

　　

【正文】 M1=1。這種工作方式之下，定時 /計數(shù)器 0 被拆成 2 個獨立的定時 /計數(shù)器來用。其中， TL0 可以構(gòu)成 8 位的定時器 或計數(shù)器 的工作方式，而 TH0 則只能作為定時器來用。一般情況下，只有在 T1 以上工作方式 2運行（當(dāng)波特率發(fā)生器用）時，才讓 T0 工作于方式 3。 接下來，介紹定時器 /計數(shù)器的控制寄存器 TCON。 TCON 是一個 8位的特殊功能寄存器，對應(yīng)的地址為 88H，可位尋址。 TCON 中的低 4位用于外部中斷的控制，在后文中將加以介紹，此處只對高 4 位的 T0、 T1 控制字及其控制原理進行介紹。 TCON 控制寄存器的格式和含義如表 32所示。 表 32 TCON 控制寄存器 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TR0： T0 的運行控制位。啟動定時器 T0沒有專門的指令，而是通過位 TR0進行控制。TR0 是由軟件置位或清零的。當(dāng)門控位 GATE=0 時， T0的運行只取決于 TR0 的 0和 1；當(dāng)門控位 GATE=1 時，僅當(dāng) TR0=1，并且外中斷 0 引腳上的輸入值為高電平時， T0 才開始計數(shù)，這兩個條件有一個不滿足，則禁止 T0 計數(shù)。 TF0： T0 的溢出和中斷申請標(biāo)志位。當(dāng) T0 溢出時，硬件置位 TF0， 表示提出了中斷申請。該標(biāo)志位可以通過軟件查詢，也可以用軟件清零和置位。在單片機響應(yīng)中斷申請后，硬件自動清零。 TR1： T1 的運行控制位。 TF1： T1 的溢出標(biāo)志位和中斷申請標(biāo)志位。 定時器數(shù)值的設(shè)置應(yīng)該注意的事項 理論上說，定時器的最小計數(shù)、定時間隔時間是由晶振的頻率決定的，最大的時間間隔可以是無窮大。然而，在實際應(yīng)用中，還是有一定的規(guī)則需要遵守的。首先還是看一看定時器的一次最大計數(shù)范圍吧。 工作方式 0： 13位定時 /計數(shù)方式，因此，最多可以計劃到 2 的 13 次冪，也就是 8192次。 工作方式 1： 16位定時 /計數(shù)方式，因此，最多可以計劃到 2的 16 次冪，也就是 65536次。 工作方式 2和工作方式 3：都是 8位的定時 /計數(shù)方式，因此，最多計數(shù)值可以達到2的 8次冪，也就是 256 次。 如果想實現(xiàn)一個 1s的定時，該 12MHz 晶振頻率下，最長的定時也就是 65536us?？晒鹆蛛娮庸I(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 24 頁 共 46 頁 24 以采用軟件計數(shù)器的概念。先用定時 /計數(shù)器 0做一個 50ms 的定時器，定時時間到了以后并不是立即開關(guān)發(fā)光二極管。而是將軟件計數(shù)變量中的值加 1，如果軟件計數(shù)器計到了 20，再開關(guān)發(fā)光二極管。并清掉軟件計數(shù)器中的值。這樣，就變成了 20次定時中斷才開關(guān)一次發(fā)光二 極管，因此定時時間就延長了成了 1000ms。 定時 1ms的程序代碼 Void t0(void)interrupt 1 using 0 { TH0=(655361000)/256。 //設(shè)置定時器高 8位初值 TL0=(655361000)%256。 //設(shè)置定時器低 8位初值 51 單片機的中斷系統(tǒng) 中斷系統(tǒng)的概念 有關(guān)中斷的概念可以在一般的教材中找到：中斷屬于一種對事件的實時處理過程。中斷源可能隨時停止 CPU當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)而去處理中斷服務(wù)程序，待中斷服務(wù)程序完成后，再返回原來工作的斷點處，繼續(xù)原來的工作。 什么是中斷，我們從一個生活中的例子引入。你正在家中看書，突然電話鈴響了，你放下書本，去接電話，和來電話的人交談，然后放下電話，回來繼續(xù)看你的書。這就是生活中的“中斷”的現(xiàn)象，就是正常的工作過程被外部的事件打斷了。 要了解單片機的中斷系統(tǒng)，首先需要了解中斷源。 可以引起中斷的事件稱之為中斷源。 51單片機中一般工有 5 個中斷源：兩個外部中斷，兩個計數(shù) /定時器中斷，一個串行口中斷。 第二，需要了解中斷的嵌套與優(yōu)先級處理。 由于單片機中有多個中斷源，在實際的應(yīng)用中又可能同 時用到多個中斷源。所以在使用單片機的中斷時，需要了解中斷的嵌套和優(yōu)先級處理。優(yōu)先級的問題不僅僅發(fā)生在兩個中斷同時產(chǎn)生的情況，也發(fā)生在一個中斷已產(chǎn)生，又有一個中斷產(chǎn)生的情況。 第三，也是最為復(fù)雜的一個部分，就是中斷的響應(yīng)過程。 單片機的 5個中斷源，每個中斷產(chǎn)生后都要根據(jù)一個固定的地址去找處理這個中斷的程序，稱之為中斷服務(wù)程序。當(dāng)然之前首先要保存主程序下一條將執(zhí)行的指令的地址，以便處理完中斷后回到原來的地方繼續(xù)往下執(zhí)行程序。 具體地說，中斷響應(yīng)可以分為以下幾個步驟： ● 保護斷點，即保存下一將要執(zhí)行的指令的地址， 就是把這個地址送入堆棧。 ● 尋找中斷入口，根據(jù) 5個不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，查找 5個不同的入口地址。 ● 執(zhí)行中斷服務(wù)程序，用中斷服務(wù)程序處理需要改變的變量或者事件。 ● 中斷返回，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，從中斷短點處返回主程序，繼續(xù)執(zhí)行主程序。 單片機的中斷系統(tǒng)的作用 單片機在自動控制中有兩個重要的功能，一個是定時 /計數(shù)的作用，另一個就是中桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 25 頁 共 46 頁 25 斷的使用。中斷有如下重要的作用。 第一，實現(xiàn)告訴 CPU 和低速外設(shè)之間的配合。利用中斷方式進行的 I/O 口操作，在宏觀上可以看成 CPU和外設(shè)的并行工作。 第二，可以 實現(xiàn)實時控制。實時處理是控制系統(tǒng)對單片機提出的要求，各個設(shè)備可以隨時向 CPU 發(fā)出中斷申請，而 CPU 也必須作出快速響應(yīng)和及時處理。 第三，實現(xiàn)故障的緊急處理。當(dāng)外設(shè)發(fā)生故障時，可以利用中斷系統(tǒng)請求 CPU 及時處理這些故障。 第四，便于人機聯(lián)系。操作人員可以利用鍵盤等實現(xiàn)中斷，完成人工介入。 如何實現(xiàn)單片機的中斷 在單片機上有兩個引腳，名稱為 INT0、 INT1，也就是 、 這兩個引腳。外部的中斷信號通過這兩個引腳輸入到單片機。和單片機的定時器一樣，對中斷系統(tǒng)的處理需要通過 C51的軟件編程實 現(xiàn)。 51 單片機中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由于中斷有關(guān)的特殊功能寄存器、中斷入口、順序查詢邏輯電路等組成，包括 5個中斷請求源， 4個用于中斷控制的寄存器 IE、 IP、 TCON 和 SCON 來控制中斷申請、中斷的開關(guān)和各種中斷源的優(yōu)先級確定。 ①中斷方式和標(biāo)志位 單片機的中斷標(biāo)志和方式的選擇是通過 TCON 的低 4位控制字實現(xiàn)的。 TCON 中的低4位用于外部中斷的控制，高 4 位是 T0、 T1 控制字，在前問的定時器中已經(jīng)介紹過。 TCON中的控制字如表 33所示。 表 33 TCON 中的控制字 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 ● 外部中斷請求源 IT0： INT0 觸發(fā)方式控制位，可由軟件進行置位和復(fù)位。 IT0=0， INT0 為低電平觸發(fā)方式； IT0=1， INT0 為負跳變觸發(fā)方式。 IE0： INT0 中斷請求標(biāo)志位。當(dāng)有外部的中斷請求時，這位就會置 1（這由硬件來完成），在 CPU 響應(yīng)中斷后，由硬件將 IE0 清 0。 IT1： INT1 觸發(fā)控制位，可由軟件進行置位和復(fù)位，用途 和 IT0 相同。 IE1： INT1 中斷請求標(biāo)志位。用途和 IE0 相同。 ● 內(nèi)部中斷請求源 TF0：定時器 T0的溢出中斷標(biāo)記，當(dāng) T0 計數(shù)產(chǎn)生溢出時，由硬件置位 TF0。當(dāng) CPU響應(yīng)中斷后，再由硬件將 TF0清 0。 TR0：定時器 T0的中斷允許。 TF1：定時器 T1的溢出中斷標(biāo)記。 TR1：定時器 T1的中斷允許。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 26 頁 共 46 頁 26 ②中斷允許寄存器 IE 在 51 中斷系統(tǒng)中，中斷的允許或禁止是由片內(nèi)可進行位尋址的 8 位中斷允許寄存器 IE來控制的，其各位如表 34所示。 表 34 中斷允許寄存器 IE EA X X ES ET1 EX1 ET0 EX0 其中： EA：總開關(guān)，如果它等于 0，則所有中斷都不允許。 ES：串行口中斷允許。 ET1：定時器 1中斷允許。 EX1：外中斷 1中斷允許。 ET0：定時器 0中斷允許。 EX0：外中斷 0中斷允許。 ③ 5 個中斷源的優(yōu)先級 單片機的中斷服務(wù)入口地址如下，他們的自然優(yōu)先級由高到低排列。 外中斷 0： 0003H。 定時器 0： 000BH。 外中斷 1： 0013H。 定時器 1： 001BH。 串 口： 0023H。 單片機采用了自然優(yōu)先級和人工設(shè)置高、低優(yōu)先級的策略，即可以由程序員設(shè)定哪些中斷是高優(yōu)先級、哪些中斷是低優(yōu)先級。 單片機的優(yōu)先級的設(shè)定只有兩級，我們可以用指令對優(yōu)先級進行設(shè)置，如表 35所示。中斷優(yōu)先級中 由中斷優(yōu)先級寄存器 IP 來設(shè)置， IP 中某位設(shè)為 1，相應(yīng)的中斷就是高優(yōu)先級，否則就是低優(yōu)先級。 表 35 中斷優(yōu)先級 EA X X PS PT1 PX1 PT0 PX0 單片 機系統(tǒng)的中斷過程 這就要牽涉到 51 的中斷過程，這里分為兩部分分別進行介紹。一是中斷響應(yīng)條件，二是中斷響應(yīng)過程。 首先介紹中斷響應(yīng)的條件。單片機工作時，在每個機器周期中都會去查詢一下各個中斷標(biāo)記，從而判斷是否有中斷申請。如果中斷的標(biāo)志位是 1，就說明有中斷請求了。了解了上述中斷的過程，就不難了解中斷響應(yīng)的條件了。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 27 頁 共 46 頁 27 但是在下列 3種情況下， CPU 將不響應(yīng)中斷的請求： ● 單片機正在處理一個同級或更高級別的中斷請求。 ● 現(xiàn)行的機器周期正執(zhí)行當(dāng)前多字節(jié)指令。單片機的雙字節(jié)或四季節(jié)的指令處理完畢后，才能響應(yīng)中斷。 ● 當(dāng)前正執(zhí)行的指令是返回指令（ RETI）或訪問 IP、 IE寄存器的指令，則 CPU 至少再執(zhí)行一條指令才響應(yīng)中斷。如果正訪問 IP、 IE 則可能會開關(guān)中斷或改變中斷的優(yōu)先級，而中斷返回指令則說明本次中斷還沒有處理完，所以都要等本指令處理結(jié)束，再執(zhí)行一條指令才可以響應(yīng)中斷。 知道 了中斷響應(yīng)的條件后，可以進一步 了解中斷響應(yīng)過程。單片機響應(yīng)中斷時，首先把當(dāng)前指令的下一條指令的地址送入堆棧，保護斷點 。然后根據(jù)中斷標(biāo)記，將相應(yīng)的中斷入口地址送入程序指針，程序轉(zhuǎn)到中斷入口處繼續(xù)執(zhí)行。中斷程序完成后，一定要執(zhí)行一條 RETI 指令，執(zhí)行 這條指令后，單片機將會把堆棧中保存著的地址取出，程序就會從主程序的中斷處繼續(xù)往下執(zhí)行。 需要注意的是，單片機所做的保護工作只保護了一個地址，而其他的所有東西都不保護，如果主程序中用到了其他的數(shù)據(jù)，就得自己保護起來。 中斷服務(wù)函數(shù)完整的語法如下： 返回值 函數(shù)名稱（ [參數(shù) ]） [模式 ][重入 ]interrupt n[using n] 其中， interrupt n 對應(yīng)的是中斷源的編號，而 [using n]決定了使用寄存器的組號。這里，需要對寄存器的組號進行簡單的解釋。 51系統(tǒng)中有 4 個寄存器組，具體的位置取決于 PSW（程序狀態(tài)字）的兩位 RS0、 RS1 的設(shè)置。當(dāng)運行一個中斷任務(wù)時，采用不同的寄存器組。在 C51 中，寄存器組的選擇就取決于 using 后的變量的指定，變量為一個 0～3的整數(shù)。這里給出幾個不同中斷服務(wù)程序的 C51 程序?qū)懛ǎ? ● 外中斷 INT0 void intsvr0(void) interrupt 0 using 1 ● 定時 /計數(shù)器 T0 void intsvr0(void) interrupt 1 using 1 ● 外中斷 INT1 void intsvr1(void) interrupt 2 using 1 ● 定時 /計數(shù)器 T1 void intsvr1(void) interrupt 3 using 1 ● 串口中斷 void intsvr0(void) interrupt 4 using 1 數(shù)碼管顯示程序功能 數(shù)碼管顯示程序主要完成以下的功能。 ①定義共陰極字型編碼表 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 28 頁 共 46 頁 28 即確定發(fā)光數(shù)碼管的字型對應(yīng)在單片機中的變量和參數(shù)； Unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00} ②顯示 得到字型和字位口的地址后，向不同的字位送數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)的顯示。顯示的內(nèi)容包括個位和十位兩位， 用取模和取余來確定。結(jié)果 分別用兩個 4位的數(shù)碼管顯示（即東南西北四個路口各兩個，這里為了硬件電路設(shè)計方便、美觀所以就采用了兩個四位的數(shù)碼管）。 例如： dispbuf[0]=temp0%10。di