【正文】 系統(tǒng)編程信息 系統(tǒng)內(nèi)存分配和 I/0 接口使用： 表 I/O 接口使用 地址 使用情況 芯片 00003FFFH 用戶程序區(qū) U23RAM 4000DFFFH 用戶程序區(qū) E000FFFFH 系統(tǒng)保留 ROM 表 用戶程序區(qū) 8255 的端口地址如下表： 信號線 寄存器 編址 河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 27 頁 IOY3 A口 0C60H B 口 0C61H C 口 0C62H 控制寄存器 0C63H 此 I/O 接口的地 址不占 51 外部數(shù)據(jù)空間地址，所以使用時，需要通過特殊的調(diào)用功能程序來操縱這些接口電路，即：寫數(shù)據(jù)到 I/。 按手動控制鍵后，進行手動控制 ，每按一次，燈會轉(zhuǎn)到下一個狀態(tài)。 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。 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 X X X X X 0 0 00H 為 8255 的 PA 口 1 X X X X X 0 1 01H 為 8255 的 PB 口 1 X X X X X 1 0 02H 為 8255 的 PC 口 1 X X X X X 1 1 03H 為 8255 的控制口 由于 8051 是分時對 8255 和儲存器進行 訪問，所以 8051 的 P0 口不會發(fā)生沖突。 河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 24 頁 表 驅(qū)動代碼表 5 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\PB6g，PA7\PB7SP 接地 。我們用 8255 并行接口信片來擴展 I/O端口。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，需要擴展。 時間及信號燈的顯示軟件設(shè)計 8051 并行口的擴展 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，因為 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。 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 RET DELAY1： MOV R6， 0 ； 延時 125ms 子程序 MOV R5， 0 DE1： DJNZ R5， $ 河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 23 頁 DJNZ R6， DE1 RET MOV RN， DATA DELAY1 為 一 個 雙 重 循 環(huán) ， 循 環(huán) 次 數(shù) 為 256*256=65536 所 以 延 時 時 間=65536*2=131072us 約為 125us 。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*（ 1/6M） =2us。 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。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。 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。 計算公式 T=（ M－ TC） T 計數(shù) 或 TC＝ MT/T 計數(shù) T 計數(shù)是單片機時鐘周期ＴＣＬＫ的 12 倍； TC為定時初值 。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)。 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。這樣，只要單片機只要程序跑飛或者死機，看門狗就可以利用溢出中斷對單片機重新起動。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，單片機發(fā)出一個高電平，在看門狗作用前使看門狗復(fù)位。 （ 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?？撮T狗將發(fā)出溢出中斷。 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)進行初始化，為 1 系統(tǒng)就開始工作。 （ 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。 按鍵分別接到單片機的 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。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。按恢復(fù)鍵對 上兩者進行恢復(fù)到正常狀態(tài)。 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。 2， P1。 0， P1。 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 P1 輸入到系統(tǒng)。如表 ： 表 狀態(tài)真值表 方向 狀態(tài) 東西方向 南北方向 Z、 L、 R、 M Z、 L、 R、 M S1 1010 0000 S2 1001 0000 S3 0100 0000 S4 0000 1010 S5 0000 1001 S6 0000 0100 S7 0000 0000 S8 1000 0000 S9 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河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 19 頁 個狀態(tài)時間設(shè)定為： S1 30 秒、 S2 30 秒、 S3 20 秒、 S4 30 秒、 S5 30 秒、 S6 20 秒。分別用字母 Z、 L、 R、 M 表示。 S9：東西紅、南北綠：東西方向禁行；南北方向通行。 河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 17 頁 第 3 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)： (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 圖 圖 交通燈控制線路圖 河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 18 頁 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)則與十字路口的實際情況，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。若顯示器的位數(shù)不大于 8 位，則控制顯示器公共極電位只需一個 I/O 口（稱為掃描口），控制各位顯示器所顯示的字形也需一個 8 位口。顯示器的點亮既跟點亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也跟點亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān)。當(dāng)位數(shù)較多時，用靜態(tài)顯示所需的 I/O 口太多，一般采用動態(tài)顯示方法。例如，七段顯示器的 a、 b、 c、d、 e、 f 導(dǎo)通， g 截止，則顯示 0。點亮顯示器有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。 發(fā)光顯示器是單片機應(yīng)用產(chǎn)品中常用的廉價輸出設(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)簡單、價格便宜、接口容易，得到廣泛的應(yīng)用，尤其在單片機系統(tǒng)中大量使用。在編程時， EA/加上 21V 的編程電壓。如 EA 為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。 Pin29： PE/SN 當(dāng)訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號， PC 的 16 位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 P0 和 P2口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到 P0 口上，由 CPU 讀入并執(zhí)行。 Pin30： ALE / PR/OG 當(dāng)訪問外部程序器時， ALE(地址鎖存 )輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。 RESET由高電平 下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。 Pin9： RESET/Vapid 復(fù)位信號復(fù)用腳，當(dāng) 8051 通電，時鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。此外， RESET/Vpd 還是一復(fù)用腳， Vcc 掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 時鐘電路： 8051 內(nèi)置最高頻率達 12MHz 的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序， 河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 內(nèi)部時 鐘方 式 外部時 鐘方式 圖 但 8051 單片機需外置振蕩電容。 中斷系統(tǒng)： 8051 具備較完善的中斷功能，有兩 個外中斷、兩個定時 /計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級的優(yōu)先級別選擇。 全雙工串行口： 8051 內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051 共有 4組 8位 I/O口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 定時 /計數(shù)器 (ROM)： 8051 有兩個 16 位的可編程定時 /計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)： 8051 內(nèi)部有 128 個 8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它