【正文】 和 INT1 分別用于東西方向和南北方向的特種車輛通行緊急轉換電路 [11]。片內含 4KB 的可重復編程的 Flash程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，使用 5（ 1177。 89C51 單片機中斷源簡要特性 見表。 3 個內部中斷源為 T0、 Tl 溢出中斷源及片內串行發(fā)送或接收中斷源， T0、 Tl 中斷請求標志 TF0 和 TF1 分別設在 TCON 寄存器的 、 ，串行發(fā)送或接收中斷標志 TI 或 RI 設在 SCON 寄存器的第 、 。其中 5個中斷源包括 2個外部中斷和 3個內部中斷。 該串行口是全雙工的，它在物理上分為兩個獨立的發(fā)送緩沖 器和接收緩沖器SBUF，但它們占用一個特殊功能寄存器的地址 99H，只需對 SBUF 進行寫或讀的操作，就可以同時發(fā)送和接收了。 串行口也就是 和 的第二功能。I/O 口 89C51 不僅有 4 個 8 位并行口，供單片機和外部 RAM、 EEPROM 等擴展連接用或與其它設備交換信息用，它還有一個全雙工串行口，能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。定時 /計數(shù)器的控制由控制寄存器 (TCON)完成。由于計數(shù)器的計數(shù)過程需要 2 個機器周期 (24 個振蕩周期 )，所以，最高的計數(shù)頻率為振蕩頻率的 1/24。在定時功能中，每個機器周期定時器加1，由于 l 個機器周期包含 12 個振蕩周期，因而它的計數(shù)頻率為 1/12，即由定時器計數(shù)到的脈沖為振蕩周期頻率的 1/12。 一部分就是單片機的 I/O 端口 P0～ P3，分別編址為 80H、90H、 A0H、 B0H，共 4 個單元， 32 位， 每一位都可以獨立尋址。這些寄存器又可以分為 CPU 專用寄存器和接口專用寄存器。此外，在專用寄存器 SFR 中還有一部分是可以位尋址的 (有些位可能無定義 )。通過位操作改變 RS1 和 RS0 的值，可以方便地指向任一個區(qū)間。工作寄存器區(qū)的選擇又由程序狀態(tài)寄存器 PSW 的第4 位和第 3 位 (RS1 和 RS0)共同指定。 ③ 寄存器區(qū) 內部數(shù)據(jù)存儲器分為 4 個區(qū)域，數(shù)據(jù) RAM 用于存放臨時變量，下面介紹其他三個寄存器區(qū)： a) 工作寄存器區(qū) 它占用地址 00～ FFH 的 32 個內存單元，又分成 4 個區(qū)。擴展的 I/O 地址也占用數(shù)據(jù)存儲器空間。盡管片內、片外地址空間的低 256B 有重疊，但尋址并不 會造成混亂。外部 RAM地址范圍 0000H～ FFFFH，共 64KB。 表 51 單片機復位、中斷入口地址 操 作 入口地址 復位 0000H 外部中斷 0 0003H 定時器 /計數(shù)器 0 溢出 000BH 外部中斷 1 0013H 定時器 /計數(shù)器 1 溢出 001BH 串行口中斷 0023H 定時器 /計數(shù)器 2 溢出或 T2EX 端負跳變（ 52 子系列） 002BH ② 數(shù)據(jù)存儲器 MCS51 系列單片機數(shù)據(jù)存儲器也有內部、外部之分。復位后， CPU 從 0000H 地址鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 8 頁 共 37 頁 開始執(zhí)行程序。 程序地址空間原則上可由用 戶任意安排，但復位和中斷源的程序入口地址在 51 系列單片機中是固定的，用戶不能改變。程序存儲器主要用來存放程序和常數(shù)。它們又可以進一步分成內部或外部兩類。存儲器 MCS51 系列單片機存儲器組成是所謂的哈佛結構，存儲器的組織方式與通用單片機系統(tǒng)不同，包含程序存儲器與 數(shù)據(jù)存儲器，其地址空間是相互獨立的，而不是程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址。它們位于 CPU 內部，又稱 CPU 專用寄存器，以區(qū)別于 I/O 接口專用寄存器。它完成邏輯算術運算并協(xié)調單片機其它各部分的工作。 鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 7 頁 共 37 頁 圖 AT89C51 單片機內部結構框圖 其內部結構框圖如圖 所示。在編程期間，此引腳用作21V 編程電源 VPP 的輸入端。當 EA————接低電平時， 則在此期間外部程序存儲器 (0000HFFFFH)，則強調 CPU 訪問外部存儲器，而不管程序計數(shù) 器的內容是多少。 EA————/VPP（ 30 腳）： EA————為片外程序存儲器選用端，訪問內部程序存儲器控制信號。上電時，考慮到振蕩器有一定的起振時間，該引腳上高電平必須持續(xù) 10ms 以上才能保證有效復位。 RST/VPD (9 腳 )： RST 即 RESET， VPD為備用電源，該引腳為單片機的上電復位或掉電保護端。 在由外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機器周期內 P S E N——————兩次 有效， P0 口讀回指令或常數(shù)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時， ALE 執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令使 ALE 起作用。但要注意的是：在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間 ， ALE 脈沖會跳空一個。在訪問片外程序存儲器期間，此信號可用于控制鎖存 P0 輸出地址總線的低 8 位， ALE 以每機器周期兩次進行信號輸出；在 FLASH 編程期間，此引腳用作編程脈沖 PROG——————的輸入端。當采用外部時鐘時， HMOS 單片機的該引腳作為外部振蕩信號的輸入端； CHMOS 單片機的該引腳應懸空不接。當采用外部時鐘時， HMOS 單片機的該引腳應接地； CHMOS 單片機的該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。除作為準雙向 I/O 口使用外，還可以將每一位用于第二功能，而且 P3 口的每一條引腳均可獨立定 義為第一功能的輸入輸出或第二功能。當 P3 口寫“1”時，通過內部的上拉電阻上拉為高電平并作為輸入口。 P3 口是一組帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在 FLASH 編程和校驗時， P2 口接收高八位地址信號和控制信號。在接有片外存儲器或擴展 I/O 口且尋址范圍超過 256B 時， P2 口用作高 8 位地址總線。當對 P2 端口寫 “1”時，內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 P2 是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在 Flash編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。對端口寫 “1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 P1口（ 1~8腳）： ~ P1口，可作為準雙向 I/O口使用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器 時，這組端口線分時轉換地址 （ 低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。 P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口 ,分時復用為低 8 位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。20﹪ ） V 電源正端； Vss（ 20 腳）：接地。 AT89C51 的引腳功能 AT89C51 為雙列直插（ DIP） 式封裝的 51 單片機芯片，有 40 條引腳，其引腳示意及功能分類如圖 所示。低功耗空閑和掉電方式； 最高時鐘振蕩頻率可達 12MHz； 6 個中斷源； 2 個 16 位的計數(shù) /定時器； 1288 位的內部 RAM； 內含 4Kb 可重編程的 FPEROM； 硬件原理圖如圖 所示： P1 P2 AT89C51 P0 RST P3 南北通行燈 東西通行燈 LED 驅動器 3 位 LED 顯示器 特種車輛自動通行控制模塊 車輛 檢測電路 上電復位 自動 /手動鍵盤 鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 3 頁 共 37 頁 圖 硬件電路原理圖 單片機 AT89C51 AT89C51 是 一種高效微控制器，它是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8位單片機，片內含 4Kbytes 的可反復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 1288 位 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，該器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，它與 MCS51系統(tǒng)產(chǎn)品兼容， AT89C51 單片機功能強大，具有 8Kb 中央處理器（ CPU）和 4KbFlash 程序存儲器，性價比高，可應用于很多要求高性價比的場合，靈活地應用于各個控制領域 [9]。 系統(tǒng)進入工作狀態(tài)， LED 數(shù)碼管實時顯示數(shù)據(jù)倒計時，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，在此過程中若有控制信號和實時車流量檢測信號，可對異常狀態(tài)進行實時控制，隨時調用中斷，達到修正通行時間滿足 不同時間不同路況的需求。在此基礎上，加入了特種車輛自動通行控制模塊和車流量檢測電路為系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機進行具體處理，及時調整通行方向。 交通燈控制系統(tǒng)硬件框圖 該 交通燈控制系統(tǒng)有以下幾個部分組成：車輛 檢測、緊急控制、單片機、驅 示電路。該設計可直接在 I/O 口上接按鍵開關，精簡并優(yōu)化了電路。主控系統(tǒng)采用 AT89C51 單片機作為控制器，控制通行倒計時及右拐、右拐、直行、行人的通行，占用端口少，耗電也最小。 關鍵詞 ： 智能 交通燈 ， AT89C51， 車輛 檢測 ， 74HC244， LED 1 方案設計及論證 方案設計論證 交通燈控制系統(tǒng)的總體方案設計 本設計研究的是基于 AT89C51 單片機的交通燈智能控制系統(tǒng)。鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 1 頁 共 37 頁 基于 AT89C51 單片機的交通燈控制系統(tǒng)設計 摘 要： 本 文研究的 是 以 AT89C51 單片機為控制器的智能 交通燈 控制系統(tǒng)， 該 系統(tǒng) 通過 紅外接收器 接收信號實現(xiàn)特種車輛（ 11 120 等）自動放行；通過 車輛檢測 電路 采集 路 況信號， 經(jīng) 單片機處理后， 分配各車道的綠燈時間，實現(xiàn)車流動態(tài)調節(jié)，并 由74HC244 驅動 LED 數(shù)碼管顯示通行倒計時 ； 左拐、右拐、直行及行人的通行指示燈 采用雙色高亮度發(fā)光二極管 ，設計中還添加了聲音提示 電路，方便盲人過人行道。本設計是以軟件和硬件相結合的方式來實現(xiàn) ， 文中給出了具體的硬件電路圖和軟件流程圖 及 程序源碼 。的設計原理，闡述。系統(tǒng)電源采用獨立的 +5V 穩(wěn)壓電源，有各種成熟電路可供選用，使此方案可靠穩(wěn)定 [5]。結合實際情況 ，顯示界面采用點陣 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描的方法，滿足了倒計時的時間顯示輸出和狀態(tài)燈提示信息輸出的要求，減少系統(tǒng)的復雜度。 、鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 2 頁 共 37 頁 圖 系統(tǒng)硬件組成總框圖 交通燈控制系統(tǒng)工作原理 本系統(tǒng)運用單片機對交通燈控制系統(tǒng)實施控制，通過直接控制信號燈的狀態(tài)變化，指揮交通的具體運行，運用了 LED 數(shù)碼管顯示倒計時以提醒行駛者，更添加了盲人提示音 電路，方便視力障礙群體通行，更具人性化。 由此，本設計系統(tǒng)以單片 機為控制核心，構成最小系統(tǒng)，根據(jù)特種車輛自動通行控制模塊、車輛 檢測模塊和按鍵設置模塊等產(chǎn)生輸入，由信號燈狀態(tài)模塊， LED 倒計時模塊和盲人提示音模塊 輸出 [7]。 2 交通燈控制系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)硬件組成及原理圖 根據(jù)要實現(xiàn)的具體功能，經(jīng)過比較，我選用 AT89C51 單片機及外圍器件構成最小控制系統(tǒng)， 4 組雙色燈構成信號燈指示模 塊，東西南北方向分別構成倒計時顯示模塊，CCD 采集車輛數(shù)量 數(shù)據(jù)， 紅外線接收器接收中斷信號，使實時中斷來響應特種車輛的通行要求， 接 LED 顯示器 [8]。 AT89C51 的 主要性能 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容； 4 個 8 位 (32 根 )雙向可位尋址的 I/O 端口； 全雙工方式的串行通道 (UART)； 5 個向量二級中斷結構； 指令集中 64 條為單周期指令，支持 6 種尋址方式，共 111 條指令； 片內振蕩器和時鐘電路。 單片機控制系統(tǒng)模塊 CCD 時間顯示模塊 特殊車輛轉換模塊 二值化電路 驅動電路 鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 4 頁 共 37 頁 圖 89C51 單片機引腳圖 各引腳功能說明如下： （ 1）主電源引腳 Vcc（ 40 腳）：接 +5（ 1177。 （ 2） I/O 引腳 P0 口（ 39~32 腳）： ~ 統(tǒng)稱為 P0 口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8 個邏輯門電路，對端口 P0 寫 “1”時，可作為高阻抗輸入端用。在FLASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 Flash 進行校驗時， P0 口輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1是一個帶內部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P1口被外部下拉為低電平時，輸出電流，是因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個 電流。 P2 口（ 21~28 腳）： ~ 統(tǒng)稱為 P2 口，一般作為準雙向 I/O 使用。 P2 的輸出緩沖器可驅動 4 個 TTL 邏輯門電路。作輸入口使鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 5 頁 共 37 頁 用時，由于內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 （ IIL） 。 當給出地址為 “1”時，它就利用內部上拉優(yōu) 勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀 /寫時，