【正文】 存入東西方向紅燈初始時(shí)間 MOV R3,A LCALL DISP1 LCALL DELAY 。 置 0 MOV R7,00H 。R0 清零 MOV R0,A 。判斷是否要設(shè)定東西方向紅綠燈時(shí)間的初值，若 為 1 則跳轉(zhuǎn) MOV A,P1 JB ,RED 。選擇邊沿觸發(fā)方式 MOV DPTR ,0003H MOV A, 80H 。啟動(dòng) T1 計(jì)時(shí)器 SETB EX1 。設(shè)置 T1 為計(jì)數(shù)方式 ,T0 為定時(shí)方式，且都工作于模式1 MOV TH1,00H 。外部中斷 1 的中斷程序入口地址 MAIN : MOV SP,50H MOV IE,8EH 。定時(shí)器 0的中斷程序入口地址 LJMP T0_INT 。跳轉(zhuǎn)到主程序的開(kāi)始處 ORG 0003H 。 附錄 32 附 錄 附錄 1： 總圖 附錄 33 附錄 2：程序源代碼 ORG 0000H 。同時(shí)，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會(huì)將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開(kāi)動(dòng)自己的大腦，從為人類(lèi)造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒(méi)想到的事。在未來(lái)的工作和學(xué)習(xí)中，我將以更好的成績(jī)來(lái)報(bào)答各位領(lǐng)導(dǎo)和老師，同時(shí)，我還要 感謝同組的同學(xué)們，再設(shè)計(jì)過(guò)程中他們給予我很多幫助，謝謝你們。另外，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)還獲得了各位領(lǐng)導(dǎo)和老師們的大力支持。當(dāng)然最終，這個(gè)設(shè)計(jì)很成功，主要?dú)w功于我的指導(dǎo)老師肖利君老師。 致謝 31 致 謝 這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到過(guò)許多次失敗的考驗(yàn)，就比如，自己對(duì)實(shí)際生活中的交通秩序的不了解給整個(gè)設(shè)計(jì)帶來(lái)的困擾，真想要就此罷休，然而，就在想要放棄的那一刻，我明白了，原來(lái)結(jié)果并不那么重要，我們更應(yīng)該注重的是這一整個(gè)過(guò)程。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是匯編語(yǔ)言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。這是由于本身地理位子以及車(chē)流量情況所定，如果有需要可以設(shè)計(jì)擴(kuò)充原系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng) 統(tǒng)采用 MSC51 系列單片機(jī) Intel8051和可編程并行 I/O 接口芯片 8255A 為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車(chē)流量通過(guò) 8051芯片的 P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能； 紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩 5秒時(shí)黃燈閃爍警示（ 交通燈信號(hào)通過(guò) PA口輸出 ， 顯示時(shí)間直接通過(guò) 8255 的 PC口 輸出 至雙位數(shù)碼管） ； 車(chē)輛闖紅燈報(bào)警；綠燈時(shí)間可 檢測(cè)車(chē)流量并可通過(guò)雙位數(shù)碼管顯示。 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 27 顯示程序設(shè)計(jì) 顯示原 理 當(dāng)定時(shí)器定時(shí)為 1 秒，時(shí)程序跳轉(zhuǎn)到時(shí)間顯示及信號(hào)燈顯示子程序，它將依次顯示信號(hào)燈時(shí)間 ，同時(shí)一直顯示信號(hào)燈的顏色，這時(shí)在返回定時(shí)子程序定時(shí)一秒，在顯示黃燈的下一個(gè)時(shí)間，這樣依次把所有的燈色的時(shí)間顯示完后在重新給時(shí)間計(jì)數(shù)器賦初值 ，重新進(jìn)入循環(huán)。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(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)確定 1秒的時(shí)間。 MOV IE, 82H ＲＥＴ１ ＥＮＤ 軟件延時(shí) 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。 跳轉(zhuǎn)到時(shí)間及信號(hào)燈顯示子程序 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 26 DJNZ：ＭＯＶ ＲＯ，＃１４Ｈ ；恢復(fù)Ｒ０值 MOV TH0, 3CH 。開(kāi)Ｔ０中斷 SEBT TＲ O ；啟動(dòng)Ｔ０計(jì)數(shù)器 MOV RO, 14H 。裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, BOH 。 初值： ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計(jì)數(shù) ＝２ １６ －５０ ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, 01H 。為零表示１秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。在方式 0 時(shí) M 為 213 ；在方式 1時(shí) M的值為 216；在方式 2 和 3 為 28 計(jì)算公式 T=（ M－ TC） T 計(jì)數(shù) 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 25 或ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計(jì)數(shù) T 計(jì)數(shù) 是單片機(jī)時(shí)鐘周期Ｔ ＣＬＫ 的１２倍；ＴＣ為定時(shí)初值 如單片機(jī)的主脈沖頻率為Ｔ ＣＬＫ １２ＭＨＺ，經(jīng)過(guò)１２分頻 方式０ ＴＭＡＸ＝ 213 ＊１微秒＝８．１９２毫秒 方式１ ＴＭＡＸ＝ 216 ＊１微秒＝６５．５３６毫秒 顯然１秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題． １秒的方法 我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為２０的軟件計(jì)數(shù)器和使Ｔ０定時(shí)５０毫秒．這樣每當(dāng)Ｔ０到５０毫秒時(shí) ＣＰＵ就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。他是以加法記數(shù)的，并能從全 1 到全 0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。 R4 存放黃燈時(shí)間 5 03H R5 存放紅燈時(shí)間 60 3CH R6 存放綠燈時(shí)間 80 50H PC0 顯示黃燈信號(hào) PC1 顯示紅燈信號(hào) PC2 顯示黃燈信號(hào) 8255 工作于方式 0 8255 PA、 PB、 PC口輸出 PC 控制字為 10000000B （ 80H） 每秒鐘的設(shè)定 延時(shí) 方法可以有兩種一中是利用 MCS51 內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來(lái)確定 1 秒的時(shí)間，另一種是采用軟延時(shí)的方法。 按手動(dòng)控制鍵后，進(jìn)行手動(dòng)控制，每按一次，燈 會(huì)轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)。 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 23 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì) 圖 程序總流程圖 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 24 主程序中放了一個(gè)按鍵的判斷指令，當(dāng)有鍵按下的時(shí)候，程序就跳到按鍵子程序處理，當(dāng)檢測(cè)到 K2 鍵按下的時(shí)候就自動(dòng)返回到主程序。我們用 8255 并行接口信片來(lái)擴(kuò)展 I/O 端口。由于我們用外部輸入設(shè)定紅綠燈倒計(jì)時(shí)初值、數(shù)碼管的輸出顯示、紅綠黃信號(hào)燈的顯示都要用到一個(gè) I/O 端口，顯然 8051 的端口是不夠，需要擴(kuò)展。交通燈電路的具體運(yùn)行狀態(tài)框圖如圖 所示： 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 22 圖 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)框圖 時(shí)間及信號(hào)燈的顯示 1. 8051 并行口的擴(kuò)展 8051 雖然有 4個(gè) 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。交通燈的運(yùn)行狀態(tài)共有四種，分別為：東西方向綠燈亮、東西方向黃燈亮、南北方向綠燈亮和南北方向黃燈亮。每個(gè)方向的綠黃燈的定時(shí)時(shí)間可以預(yù)設(shè)，一個(gè)方向綠燈、黃燈亮?xí)r，另一個(gè)方向紅燈亮。 圖 數(shù)碼管顯示圖 圖 要是行人能看見(jiàn)信號(hào)燈的情況，必須把 8255輸出的信號(hào)進(jìn)行放大 VT為雙向晶閘管，當(dāng)門(mén)極為高電平時(shí)晶閘管導(dǎo)通，該支路指示燈亮；當(dāng)門(mén)極為低電平時(shí)晶閘管管斷，該支路指示燈滅。調(diào)整電流和時(shí)間的參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。 所謂 動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各位顯示器（掃描），對(duì)于每一位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。例如，七段顯示器的a,b,c,d,e,f 導(dǎo)通， g 截止，則顯示 ，每一位都需要一個(gè) 8 位輸出口控制，所以占用硬件多，一般用于顯示器為數(shù)較?。ê苌伲┑膱?chǎng)合。點(diǎn)亮顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。 發(fā) 光顯示器是單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品中常用的廉價(jià)輸出設(shè)備。特別是發(fā)光二極管（ LED）和液晶顯示器（ LCD），由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、接口容易，得到廣泛的應(yīng)用，尤其在單片機(jī)系統(tǒng)中大量使用。如果 WDI 保持高或低超過(guò)看門(mén)狗定時(shí)周期（ ）， /RESET 端將發(fā)生 200ms 的負(fù)脈沖使 CPU 復(fù)位。 /RESET 是復(fù)位信號(hào)輸出腳，接到 CPU 的復(fù)位輸入腳。 MAX692 在本文的單片機(jī)系統(tǒng)中的具體使用方法和電路原理圖如圖 所示。 對(duì)于沒(méi)有看門(mén)狗定時(shí)器的單片機(jī)或是認(rèn)為內(nèi)部看門(mén)狗不可靠時(shí)，可以采用外部看門(mén)狗定時(shí)器。 看門(mén)狗電路可以分為內(nèi)看門(mén)狗和外看門(mén)狗。這種方式中，看門(mén)狗能否可靠有效地工作，與硬件組成及軟件的控制策略都有密切的關(guān)系。從實(shí)現(xiàn) 角度上看，該方式是一種軟件與片外專(zhuān)用電路相結(jié)合的技術(shù)，硬件電路連接好后，在程序中適當(dāng)?shù)夭迦胍恍┛撮T(mén)狗復(fù)位的指令，保證程序正常運(yùn)行時(shí)看門(mén)狗不溢出。在單片機(jī)系統(tǒng)中，看門(mén)狗的設(shè)計(jì)一般采用硬件和軟件結(jié)合兩種方式。在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，所謂的“看門(mén)狗”是指在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中通過(guò)軟件或硬件方式在一定的周期內(nèi)監(jiān)控單片機(jī)或其他 CPU的 運(yùn)行情況。這種外界干擾輕者導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)出錯(cuò)，重者將嚴(yán)重影響程序的運(yùn)行。 一個(gè)完整的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)軟、硬件的結(jié)合體。 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 19 看門(mén)狗硬件電路 由于單片機(jī)自身的抗干擾能力比較差，尤其在一些條件比較惡劣、噪聲大的場(chǎng)合，常會(huì)出現(xiàn)單片機(jī)因?yàn)槭芡饨绺蓴_而導(dǎo)致死機(jī)的現(xiàn)象，造成系統(tǒng)不能正常工作。圖 中的 4輸入與門(mén)用于產(chǎn)生按鍵中斷，其輸入端與各列線(xiàn)相連，再通過(guò)上拉電阻接至 +5V 電源，輸出端接至 8051 的外部中斷輸入端。 圖 鍵盤(pán) 接口電路 圖 ，該鍵盤(pán)是由 8051 P1 口的高、低字節(jié)構(gòu)成的 4 4鍵盤(pán)。 為提高 CPU工作效率，可采用中斷掃描工作方式。因此，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，可以節(jié)省I/O 口線(xiàn)。用 I/O口線(xiàn)組成行、列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。由此可見(jiàn)，鍵盤(pán)輸出經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)電路之后，輸出已變?yōu)橐?guī)范的矩形方波。當(dāng)釋放按鍵時(shí)，在開(kāi)關(guān)未穩(wěn)定到達(dá) a 端時(shí)，因 Q = 0，封鎖了與非門(mén) 2，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不變，輸出 Q 保持不變，消除了后沿的抖動(dòng)波形。當(dāng)開(kāi)關(guān) 沒(méi)有穩(wěn)定到達(dá) b 端時(shí)，因與非門(mén) 2 輸出為 0 反饋到與非門(mén) 1的輸入端，封鎖了與非門(mén) 1，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不會(huì)改變，輸出保持為 1，輸出 Q不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)的波形。 按鍵未按下時(shí)， a = 0， b = 1，輸出 Q = 1。 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 17 圖 去抖動(dòng)電路 在硬件上可采用在鍵輸出端加 RS觸發(fā)器 (雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 )或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成去抖動(dòng)電路。這一點(diǎn)可從硬件、軟件兩方面予以考慮。 在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測(cè)按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò)，即按鍵一次按下或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)的。 觸點(diǎn)式按鍵在按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來(lái)。 各個(gè)模塊電路設(shè)計(jì) 選用設(shè)備： 8051 彈片機(jī)一片， 8255 并行通用接口芯片一片， 74LS07 兩片，MAX692‘看門(mén)狗’一片，共陰極的七段數(shù)碼管兩個(gè)雙向晶閘管若干， 7805 三端穩(wěn)壓電源一個(gè)，紅、黃、綠交通燈各兩個(gè)，開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)、連線(xiàn)若干。 （ 6）增加 每次綠燈時(shí)間 車(chē)流量檢測(cè)的功能 ，并且通過(guò)查詢(xún) 端口的電平是否為低，開(kāi)關(guān)按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車(chē)流量，直到下一 次綠燈時(shí)間重新記入。 （ 4）通過(guò) 8051 單片機(jī)的 位來(lái)控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng) .牌位 0就對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，為 1系統(tǒng)就開(kāi)始工作。 MAX692 1 2 3 4 5 6 7 8 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 15 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總框圖設(shè)計(jì) 圖 系統(tǒng)總框圖 （ 1）開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)輸入交通燈初始時(shí)間，通過(guò) 8051 單片機(jī) P1 輸入到系統(tǒng) （ 2）由 8051 單片機(jī)的定時(shí)器每秒鐘通過(guò) P0口向 8255 的數(shù)據(jù)口送信息，由 8255的 PA 口顯示紅、綠 、黃燈的燃亮情況；由 8255 的 PC 口顯示每個(gè)燈的燃亮?xí)r間。 /RESET：復(fù)位輸出引腳，低電平有效。 /PFO：電池故障輸出。 GND：接地。 第 3 章 系統(tǒng)的芯片簡(jiǎn)介 14 VOUT VBATT VCC / RESET GND WDI PFI /PFD 圖 MAX692封裝和引腳 VOUT：電源輸出引腳。 74ls373 是常用的地址鎖存器芯片，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)