【正文】 在此向所有曾支持和幫助我的人表示深深的謝意！ 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 20 參考文獻 [1]胡漢才 .單片機原理及其接口技術 [M]. 北京： 清華大學出版， 1996 [2]付家才 . 單片機控制工程實踐技術 [M]. 北京 ：化學 工業(yè)出版社 ， [3]潘新民 .微型計算機控制技術 [M].北京：人民郵電 出版社 ， [4]余錫存 曹國華 .單片機原理及接口技術 [M].陜西 :西安電子科技大學出版社 , [5]雷麗文 等 .微機原理與接口技術 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 21 （以下是附加文檔，不需要朋友下載后編輯刪除，謝謝） 2020 年鐵西區(qū)政府工作報告 ——2020 年 12 月 28 日在鐵西區(qū)第十七屆人民代表大會第四次會議上 區(qū)長 程曉龍 各位代表： 現在，我代表區(qū)人民政府向大會報告工作，請予審議，并請區(qū)政協(xié)各位委員提出意見和建議。 感謝我的搭檔職保平、于洋，感謝你們在學習、生活上給我的幫助和鼓勵，我所有的進步都與你們是分不開的。導師學識淵博、經驗豐富、要求嚴格、使我受益匪淺。使我在單片機的基本原理、單片機應用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設計思路技巧（特別是匯編語言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應用型人才打下良好的基礎。系統(tǒng)不足之處不能控制車的左、右轉、以及自動根據車流改變紅綠燈時間等。 MAX692 的 WDI 定時周期是 ，復位脈沖寬度是 200ms。 MAX692 電路原理圖 如圖 其中 WDI 是看門狗監(jiān)測輸入腳，接到 CPU 的一個專用 I/O口或一個總線上。 VBATT：后備電池輸入端。 WDI：監(jiān)視器輸入引腳。 PFI：電池故障輸入。 VCC：接電源引腳，電源供電 ~。其封裝和引腳說明如圖 10所示。 這里，以專用芯片 MAX692 作為外部看門狗的電路。 對于沒有看門狗定時器的單片機或是認為內部看門狗不可靠時，可以采用外部看門狗定時器。 看門狗電路可以分為內看門狗和外看門狗。這種方式中，看門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系。從實現角度上看，該方式是一種軟件與片外專用電路相結合的技術，硬件電路連接好后，在程序中適當地插入一些看門狗復位的指令，保證程序正常運行時看門狗不溢出。當然，如果片內的定時器 /計數器被占用，就需要尋求其他的設計方式了。 (3)在定時器的中斷服務程序中設置一條無條件轉移指令 ，將程序計數器 PC 轉移到初始化程序的入口。 (1)首先在初始化程序中設置好定時器 /計數器的方式控制寄存器 (TMOD) 和 定時時間的初值，并開中斷。 軟件看門狗 軟件看門 狗是利用單片機片內閑置的定時器 /計數器單元作為看門狗，在單片機程序中適當的插入監(jiān)控指令，當程序出現異?；蜻M入死循環(huán)時，利用軟件將程序計數器 PC賦予初始值，強制性的使程序重新開始運行。如果在規(guī)定的時間內沒有收到來自單片機或其他 CPU 的觸發(fā)信號，則系統(tǒng)會強制復位，以保證系統(tǒng)在受到干擾時仍能夠維持正常的工作狀態(tài)。因此單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)一定要考慮系統(tǒng)可靠性的設計，以滿足系統(tǒng)在現場苛刻環(huán)境下的正常運行，而“看門狗”則是系統(tǒng)可靠性設計的重要一環(huán)。 一個完整的單片機應用系統(tǒng)應該是一個軟、硬件的結合體，在系統(tǒng)正常工作時，會受到各種外界干擾因素的影響。 6 看門狗硬件電路 由于單片機自身的抗干擾能力比較差，尤其在一些條件比較惡劣、噪聲大的場合，常會出現單片機因為受外界干擾而導致死機的現象，造成系統(tǒng)不能正常工作。如圖 2 我們用連接 7 段數碼管的方法來連接晶閘管 8255 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\PB7 SP接地 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 13 顯示數值 dop g f e d c b a 驅動代碼（ 16 進制） 0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 5 0 1 1 0 1 1 0 0 6DH 6 0 1 1 1 1 1 0 0 7DH 7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 表 3 驅動代碼表 8255 與 8031 的連接 ： 用 8031的 P0 口的 連接 8255 的片選信號 cs 我們用 8031的地址采用全譯碼方式：當 =0 時片選有效， 其他無效， 用于選擇 8255端口 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 8031是分時對 8255 和儲存器進行訪問所以 8031 的 P0口不會發(fā)生 沖突 程序設計 流程圖 如圖所示 : 圖 8 程序流程圖 開始 初始化 等待鍵盤事件 鍵盤事件處理 顯示程序處理 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 14 圖 9 程序流程圖 系統(tǒng)內存分配和 I/0 接口使用 1．程序空間（ 64k） 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 5 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 15 2． I/O 接口使用 用戶程序區(qū) 8255 的端口地址如下表： 信號線 寄存器 編址 IOY3 A口 0C60H B口 0C61H C口 0C62H 控制寄存器 0C63H 表 6 此 I/O 接口的地址不占 51 外部數據空間地址，所以使用時，需要通過特殊的調用功能程序來操縱這些接口電路，即： 寫數據到 I/0 口 子程序調用 為 LCALL 0F4E0H 從某 I/0端口讀出數據 為 LCALL 0F4E3H 例如：將累加器 A 的數據 12寫入地址 0C63 的 I/O 端口： MOV DPTR ， 0C63H MOV A， 12H LCALL 0F4E3H 將地址 0C63 的 I/O 端口狀態(tài)讀出到累加器 A：： MOV DPTR ， 0C63H LCALL 0F4E3H 控制器程序源代碼 見附錄 1。 顯示原理 ： 當定時器定時為 1 秒，時程序跳轉到時間顯示及信號燈顯示子程序，它將依次顯示信號燈時間 ，同時一直 顯示信號燈的顏色，這時在返回定時子程序定時一秒，在顯示黃燈的下一個時間，這樣依次把所有的燈色的時間顯示完后在重新給時間計數器賦初值 ，重新進入循環(huán)。 擴展的方法有兩種：（ 1）借用外部 RAM 地址來擴展 I/O 端口；（ 2）采用 I/O接口新片來擴充。因此， 8031通常需要擴展。 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,$ DJNZ R6,DE1 RET MOV RN， DATA 字節(jié)數數為 2 機器周期數為 1 所以此指令的執(zhí)行時間為 2ms DELAY1 為一個雙重循壞 循環(huán)次數為 256*256=65536 所以延時時間=65536*2=131072us 約為 125us DELAY R4 設置的初值為 8 主延時程序循環(huán) 8次，所以 125us*8= 1 秒 由于單片機的運行速度很快其他的指令執(zhí)行時間可以忽略不計。機器周期與主頻有關，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。重裝入定時器初值 MOV TL0, BOH 。 跳轉到時間及信號燈顯示子程序 DJNZ： MOV R0， 14H 。軟件計數器賦初值 LOOP: SJMP $ 。開 T0中斷 SEBT TRO 。裝入定時器初值 MOV TL0, BOH 。 初值： TC＝ M－ T／ T 計數 ＝ 2１６ － 50ms/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間顯示程序。在方式 0 時 M為 213 ；在方式 1時 M的值為 216；在方式 2 和 3為 28 計算公式 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 10 T=（ M－ TC） T 計數 或 TC＝ M－ T／ T 計數 T 計數 是單片機時鐘周 期 TＣＬＫ 的 12 倍； TC 為定時初值 如單片機的主脈沖頻率為 TＣＬＫ 12MHZ ，經過 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秒鐘已經超過了計數器的最大定時間，所以我們只有采用定時器和軟件相結合的辦法才能解決這個問題． １秒的方法 我們采用在主程序中設定一個初值為 20 的軟件計數器和使 T0 定時 50 毫秒．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。他是以加法記數的，并能從全 1到全 0時自動產生溢出中斷請求。通過專用端口輸入到 MAX692 看門狗芯片的 WDI 引角引起 RESET 復位信號復位系統(tǒng) 5．系統(tǒng)的軟件設計 每秒鐘的設定 延時方法可以有兩種一中是利用 MCS51 內部定時器才生溢出中斷來確定 1 秒的時間，另一種是采用軟延時的方法。 (5)8255PA 口用于輸出時間的個位， PB 口用于輸出時間的十位，由 74LS07 驅動芯片驅動；．而 PC 口用于輸出各個燈的情況，它的末段連接雙向晶閘管采用 220V交流電壓驅動。 (3)8031 通過 設置 各個信號等的燃亮時間、通過 8031設置，黃、綠、紅時間依次為 3 秒、 60 秒、 3 秒、 80 秒、 3秒循環(huán)由 8031 的 P0口向 8255 的數據口輸出。 （ 5）此表可根據車流量動態(tài)設定 系統(tǒng)硬件設計 選用設備 8031 單片機一片選用設備： 8031 彈片機一片， 8255 并行通用接口芯片一片， 74LS07 兩片， MAX692“看門狗”一片， 共陰極的七段數碼管兩個雙向晶閘管若干， 7805 三端穩(wěn)壓電源一個，紅、黃、綠交通燈各兩個，開關鍵盤、連線若干。時間為 80秒。時間為 60 秒。 表 2 此表 2說明：（ 1）當為黃燈時 A、 B兩道同時為黃燈；以提示行人或車輛下一個燈色即將到來 時間 3 秒。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈燃亮時間為 A、 B 兩干道的公共停車時間。 4 控制器硬件系統(tǒng)設計 交通管理的方案論證 A、 B 兩干道交于一個十字路口，各干道有一組紅、黃