【正文】 基于單片機的多功能交通燈系統(tǒng)設(shè)計 35 參考文獻 1 張毅剛 . 單片機原理及應用 . 北京 : 高等教育出版社 ,2020 2 查振亞 ,葉向陽 . 智能交通燈控制系統(tǒng) . 華中理工大學學報 ,1997 3 邊春元 ,李文濤等 .C51 單片機典型模塊設(shè)計與應用 .北京機械工業(yè)出版社 , 2020 4 張毅坤 .單片微型計算機原理及應用 .西安 : 電子科技大學出版社 ,1998 5 白駒珩 ,雷曉平 .單片計算機及其應用 .電子科技大學出版社 ,1997 6 付家才 .片機控制工程實踐技術(shù) .。顏老師嚴謹治學、認真負責、不怕困難的科研態(tài)度對我影響至深，這些影響將使我終身受益。 基于單片機的多功能交通燈系統(tǒng)設(shè)計 34 致 謝 首先感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導老師顏老師。此系統(tǒng)加入了液晶顯示字符和音樂播放的功能， 軟件部分與硬件部分完美配合， 更加的多元化。 基于單片機的多功能交通燈控制系統(tǒng)充分利用 AT89C52 單片機芯片，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。本設(shè)計利用單片機來實現(xiàn)交通燈的控制 , 開發(fā)方便 , 實用性好 , 可靠性高 ,成本低。 TABLE1: DW 64021,64103,64260,64400 DW 64524,64580,64684,64777 DW 64820,64898,64968,65030 DW 64934 TABLE2: 。設(shè)置定時器 MOV TH1,21H CPL 。音樂播放程序 DEC A MOV 22H,A RL A MOV DPTR,TABLE1 基于單片機的多功能交通燈系統(tǒng)設(shè)計 31 MOVC A,A+DPTR MOV TH1,A MOV 21H,A MOV A,22H RL A INC A MOVC A,A+DPTR MOV TL1,A MOV 20H,A SETB TR1 TIMER1: 。利用單片機的內(nèi)部定時器使其工作在計數(shù)器模式 MODE1 下，改變計數(shù)值 TH1 及 TL1 以產(chǎn)生不同的頻率。綠燈時顯示的字符 DB let39。紅燈時顯示的字符 DB please stop CHAR2: 。 1 讀取信息 D0D7 SETB LCD_EN 。 讀數(shù)據(jù) , RS=L,RW=H,E=H,輸出： D0D7=數(shù)據(jù) CHECKBUSY: PUSH ACC MOV P0,0FFH CLR LCD_RS 。0 寫數(shù)據(jù) MOV P0,A SETB LCD_EN 。寫顯示數(shù)據(jù)到 LCD, RS=H,RW=L,D0D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 LCD_WDATA: ACALL CHECKBUSY 基于單片機的多功能交通燈系統(tǒng)設(shè)計 30 SETB LCD_RS 。1 時讀信息，下降沿執(zhí)行指令 CLR LCD_EN RET WRITE1: 。0 輸入數(shù)據(jù) CLR LCD_RW 。檢測 LCD 控制器忙狀態(tài) ACALL CHECKBUSY 。移動光標（光標加 1） ACALL LCD_CMD ACALL DELAY5MS MOV A,80H 。顯示位置與移動光標設(shè)定 MOV A,01H 。顯示開，關(guān)光標 ACALL LCD_CMD 。移動光標 ACALL LCD_CMD 。清除屏幕 ACALL LCD_CMD 。顯示關(guān) ACALL LCD_CMD 。16*2 顯示， 5*7 點陣， 8 位數(shù)據(jù) ACALL LCD_CMD_NC 。16*2 顯示， 5*7 點陣， 8 位數(shù)據(jù) ACALL LCD_CMD_NC 。16*2 顯示， 5*7 點陣， 8 位數(shù)據(jù) ACALL LCD_CMD_NC 。初始化（復位）過程 ACALL DELAY5MS 。顯示 “please stop” 基于單片機的多功能交通燈系統(tǒng)設(shè)計 28 ACALL WRITE1 1602LCD 的一般初始化（復位）過程為： 15ms 38H，不檢測忙信號 5ms 38H，不檢測忙信號 5 延時 5ms 38H，不檢測忙信號 以后每次寫指令、讀 /寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號。紅燈倒計時間 DEC RED MOV A,RED CJNE A,0FFH,RET0 MOV RED,60 MOV A,SCANMODE ADD A,01H MOV SCANMODE,A JMP RET0 黃燈和綠燈的顯示函數(shù)基本與紅燈相同，黃燈通過 和 亮（ MOV LED,11110011B），綠燈通過 和 亮（ MOV LED,11001111B），設(shè)置不同的時間參數(shù)燈亮的時間也不同。紅燈顯示函數(shù) MOV LED,11111100B 。倒計時十位數(shù)通過 口輸出 基于單片機的多功能交通燈系統(tǒng)設(shè)計 27 MOV A,SHIWEI JMP END_SCAN SCAN_L2: MOV P2,11111101B 。數(shù)碼管倒計時顯示十位數(shù) MOV GEWEI,B 。跳轉(zhuǎn)到綠燈 AJMP YEL_LIGHT 。跳轉(zhuǎn)到紅燈 AJMP YEL_LIGHT 。設(shè)置低字節(jié)初值 DJNZ R7,RET0 MOV R7,200 MOV A,SCANMODE 。保護現(xiàn)場 PUSH PSW MOV TH0,HIGH(655365000) 。交通燈 。定義黃燈的緩沖區(qū) NUMTIM EQU 33H 。定義紅燈的緩沖區(qū) GREEN EQU 29H 。燈掃描 SCANMODE EQU 26H 。個位數(shù)據(jù) SHIWEI EQU 23H 。 基于單片機的多功能交通燈系統(tǒng)設(shè)計 26 交通燈和數(shù)碼管 LED 倒計時的源程序 以下程序是利用單片機的定時器 T0 編寫的 交通燈模擬實驗程序，此程序僅實現(xiàn)紅黃綠三種燈的交替閃爍以及數(shù)碼管 LED 的倒計時功能。延時 1ms 子程序 MOV R6,14H DL3: MOV R7,19H DL4: DJNZ R7,DL4 DJNZ R6,DL3 RET MOV RN,DATA 字節(jié)數(shù)為 2 機器周期數(shù)為 1 一個單周期指令包含一個機器周期，即 12 個時鐘周期，所以一條單周期指令被執(zhí)行所占時間為 12*（ 1/12020000） =1us。 具體的延時程序分析 : DELAY5ms: 。調(diào)用掃描 MOV B,4 DIV AB MOV A,B RL A MOV DPTR,TAB_SCAN JMP A+DPTR 軟件延時 MCS51 的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 AT89S52 單片機的工作頻率為 12MHZ，機器周期與主頻有關(guān)，機器周期是主頻的 12 倍，所以一個機器周期的時間為 12*（ 1/12M） =1us。設(shè)置高字節(jié)初值 MOV TL0,LOW(655365000) 。啟動定時器 T0 MOV R7,200 基于單片機的多功能交通燈系統(tǒng)設(shè)計 25 （ 2） 中斷服務子程序 TIMER0: PUSH ACC 。設(shè)置定時器高字節(jié)初值 MOV TL0,LOW(655365000) 。端口初始化 MOV IP,08H 。初值： TC=MT/T 計數(shù) =21650ms/1us=15536=3CB0H ORG 0100H START: MOV SP,50H MOV TMOD,11H 。為零表示 1 秒已到可以返回輸出時間顯示程序。這樣每當 T0 到 50 毫秒時 CPU 就響應它的溢出中斷請求，進入他的中斷服務子程序。 由公式 T=(MTC) T 計數(shù) 或 TC=MT/T 計數(shù) 其中 T 計數(shù) 是單片機時鐘周期 TCLK的 12 倍； TC 為定時初值 如果單片機的主脈沖頻率為 12MHZ，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。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 式中， M 為計數(shù)器模值，該值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。 開 始 液晶顯示 播放音樂（ T1） 90 設(shè)置定時器 0 和 1 數(shù)碼管動態(tài)掃描（ T0） 數(shù)碼管倒計時 交通燈工作 循 環(huán) 設(shè)置 基于單片機的多功能交通燈系統(tǒng)設(shè)計 24 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。其連接如下圖 所示 ： 圖 音樂模塊連接 基于單片機的多功能交通燈系統(tǒng)設(shè)計 23 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè) 計 設(shè)計程序流程圖 圖 單片機交通燈程序流程圖 從流程圖可以看出，本設(shè)計的交通燈工作的主要過程就是，利用兩個定時器T0 和 T1 分別控制交通燈中數(shù)碼管的動態(tài)掃描和音樂信號的輸出，然后調(diào)用程序使紅黃綠三種燈交替點亮，數(shù)碼管 LED 倒計時顯示以及液晶 LCD1602 顯示這三種功能同時并相對應的實現(xiàn)。 （音符）為高位，節(jié)拍為（節(jié)拍數(shù)）為低 4 位，音符節(jié)拍碼放在程序的“TABLE”處。 表 節(jié)拍與節(jié)拍碼對照 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 1 1/4 拍 1 1/8 拍 2 2/4 拍 2 1/4 拍 3 3/4 拍 3 3/8 拍 4 1 拍 4 1/2 拍 5 1 又 1/4 拍 5 5/8 拍 6 1 又 1/2 拍 6 3/4 拍 8 2 拍 8 1 拍 A 2 又 1/2 拍 A 1 又 1/4 拍 C 3 拍 C 1 又 1/2 拍 F 3 又 3/4 拍 表 各調(diào) 1/4 節(jié)拍的時間設(shè)定和各調(diào) 1/8 節(jié)拍時間設(shè)定表 曲調(diào)值 DELAY 曲調(diào)值 DELAY 調(diào) 4/4 125 毫秒 調(diào) 4/4 62 毫秒 調(diào) 3/4 187 毫秒 調(diào) 3/4 94 毫秒 調(diào) 2/4 250 毫秒 調(diào) 2/4 125 毫秒 編碼的確定 建立音樂的步驟： ，然后由上表建立 T 值表的順序。假設(shè) 1/4 節(jié)拍為 1DELAY，則 1 拍應為 4DELAY，以此類推。 表 C 調(diào)各音符頻率與計數(shù)值 T 的對照表 音符 頻率 /Hz 簡譜碼 /T值 音符 頻率 /Hz 簡譜碼 /T值 低 1DO 262 63628 4FA 740 64860 1DO 277 6