【正文】 ，部分程序如下： 。H_RED BIT H_YELLOW BIT H_GREEN BIT L_RED BIT L_ YELLOW BIT L_ GREEN BIT 共有 4 鐘狀態(tài)：東西紅燈亮，南北綠燈亮（0F3H） ；東西紅燈亮，南北黃燈亮（0F5H） ；東西綠燈亮，南北紅燈亮（0DEH） ；東西黃燈亮，南北紅燈亮（0EEH） 。 子程序模塊設計 狀態(tài)燈顯示及判斷在本設計中，實際控制的燈只有 6 個，即：東西紅燈，東西綠燈，東西黃燈，南北紅燈，南北綠燈，南北黃燈。IE 中的 EA 為允許中斷的總控制位，為 1 開啟，EX0 為外部中斷允許控制位，為 1開啟。 中斷原理本系統(tǒng)主要使用了外部中斷，中斷信號有引腳 INT0 和 INT1 輸入，低電平有效，CPU每個時鐘周期都會檢測 INT0 和 INT1 上的信號，8051 允許外部中斷以電平方式或負邊沿方式兩種中斷方式輸入中斷請求信號，可由用戶通過設置 TCON 中 IT0 和 IT1 位的狀態(tài)來實現(xiàn)。 軟件延時原理MCS51 的工作頻率為 12MHZ，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*（1/12MHZ）=1us。這就是為什么掃描周期為 50ms 的原因，若使用軟件則會耽擱程序流程，顯然不可行。就此可以算出各種方式的最大延時。計算通式變?yōu)椋篢=（M －TC ）T0模值和計數(shù)器工作方式有關。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值，即所要求的計數(shù)值設定為 C，把計數(shù)初值設定為 TC 可得到如下計算通式：TC=MC式中，M 為計數(shù)器模值。 理論基礎知識 定時器原理定時器工作的基本原理其實就是給初值，讓它不斷加 1 直至減完為模值，這個初值是送到 TH 和 TL 中的。每個循環(huán)周期在還剩5s 時，正在通行路口的黃燈同時點亮并開始閃爍，以提醒路人上的行人及車輛，交通燈即將發(fā)生變化。開始系統(tǒng)初始化東西亮綠燈，南北亮紅燈調(diào)顯示子程序（動態(tài)顯示）東西，南北方向換向東西黃燈閃爍，南北亮紅燈燈中斷處理子程序處理返回 圖 9 系統(tǒng)總流程圖設計說明：該智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設計采用的是順序執(zhí)行并反復循環(huán)的方法。整個軟件程序方面主要分兩大部分：主程序部分和中斷處理程序。低電平有效，當按鍵按下端口接地，單片機捕獲到低電平，從而知道相應的輸入信息。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對稱分布的，如下圖 8 所示。圖 7 LED 連接圖 發(fā)光二極管根據(jù)本設計的特點，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。雖然路口不一樣，但是顯示的時間在數(shù)字上是一樣的，所以兩邊連接的 IO 口是對稱的。LED8 段數(shù)碼管的設置為每個方位上的一對 2 為顯示器。圖 6 LED 數(shù)碼管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)光二極管是否點亮而顯示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a 全亮顯示為８，采用共陽極連接驅(qū)動代碼，代碼表如下表 5 所示。這樣，一個 LED 數(shù)碼管就有 I 根位選線和8 根段選線，要想顯示一個數(shù)值，就要分別對它們的高低電平來加以控制。LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽和共陰之分。其二為通行時間調(diào)整中斷，若 K4 按鍵有效，進入相應的中斷子程序，對時間進行調(diào)整，此后再按 K4 鍵則中斷結(jié)束返回。 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)上電或手動復位之后，系統(tǒng)先顯示狀態(tài)燈及 LED 數(shù)碼管，將狀態(tài)碼值送顯 P1口，將要顯示的時間值的個位和十位分別送顯 P0 口，在此同時用軟件方法計時 1 秒，到達 1s 就要將時間值減 1，刷新 LED 數(shù)碼管。其具體的硬件電路總圖如圖 所示。 系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理實現(xiàn)本設計要求的具體功能，可以選用 AT89C51 單片機及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12 個發(fā)光二極管分成 4 組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號燈指示模塊，8 個 LED 東西南北各兩個構(gòu)成倒計時顯示模塊，若干按鍵組成時間設置和緊急按鈕。（３）中斷服務程序：有中斷產(chǎn)生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務，中斷服務程序就是執(zhí)行中斷處理的具體內(nèi)容：即如果南北方向有特殊車輛要求通過，南北方向轉(zhuǎn)換為綠燈，東西方向為紅燈；如果東西方向有特殊車輛要求通過，東西方向轉(zhuǎn)換為綠燈，南北方向為紅燈。 MCS—51 的中斷源8051 有 5 個中斷源，它們是兩個外中斷 INT0（ ）和 INT1（）、兩個片內(nèi)定時/計數(shù)器溢出中斷 TF0 和 TF1，一個是片內(nèi)串行口中斷 TI 或 RI，這幾個中斷源由TCON 和 SCON 兩個特殊功能寄存器進行控制,其中 5 個中斷源的程序入口地址如表 4 所示：表 3 中斷源程序入口中斷源的服務程序入口地址中斷源 入口地址外中斷 0 0003H定時 /計數(shù)器 0 000BH外中斷 1 0013H定時 /計數(shù)器 0 001BH串行口中斷 0023H 交通燈中的中斷處理流程（１）現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復：有特殊車輛要通過時就要進行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況保護好，當中斷執(zhí)行后再恢復現(xiàn)場，包括信號燈和時間顯示電路。如 EA 端為高電平（接 VCC 端） ，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H－FFFFH） ，EA 端必須保持低電平（接地） 。Error!程序儲存允許（Error! ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89S51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次Error!有效，即輸出兩個脈沖。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 無效。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。ALE／Error!：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE （地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。DISRT0 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。當振蕩器工作時，RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。P3 口除了作為通用的 I/O 口使用之外，每個引腳還具有第二功能，具體分配如表 2表 2 具有第二功能的 P3 口引腳端口引腳 第二功能： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外中斷 0） / INT1（外中斷 1） T0（定時／計數(shù)器 0 外部輸入） T1（定時／計數(shù)器 1 外部輸入） / WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） / RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）當 CPU 訪問片外存儲器時，P0 口分時先作低 8 位地址總線，后作雙向數(shù)據(jù)總線，此時，P0 口就不能再作 I/O 口使用了。P0 口：P0 口是一組 8 位雙向 I／0 口。VCC：電源電壓AT89S51 共有 5個中斷源，其中又 2 個外部中斷源和 3 個內(nèi)部中斷源。 AT89C 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。在此過程中隨時調(diào)用急停按鍵和時間調(diào)節(jié)中斷。系統(tǒng)的總體框圖如上所示。本系統(tǒng)在此基礎上，加入了緊急情況處理與時間調(diào)整功能。由此在交通控制中增設禁停按鍵，就可達到想此目的。本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，且 I／0 口足夠，可直接采用獨立式。前者軟件編寫簡單，但在按鍵數(shù)量較多時特別浪費 I／0 口資源，一般用于按鍵數(shù)量少的系統(tǒng)。（2）時間的設置本設計中可通過鍵盤對時間進行手動設置，增加了人為的可控性，避免自動故障和意外發(fā)生，并再緊急狀態(tài)下，可設置所有燈變?yōu)榧t燈。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有倒計時顯示的信號控制方式，并且認為有倒計時顯示的路口更安全。 單片機交通控制系統(tǒng)的功能要求本設計能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號發(fā)生，還能進行倒計時顯示，通行時間調(diào)整和緊急處理等功能。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)如表 1 所示。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止通行。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。此狀態(tài)下，東西向禁止通行，南北向允許通行。說明：黑色表示亮，白色表示滅。3 單片機交通控制系統(tǒng)總體設計 單片機交通控制系統(tǒng)的通行方案設計設在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時刻只有一個方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一定時間，經(jīng)過短暫的過渡時間，將通行禁行方向?qū)Q。方案二： 直接在 I/O 口線上接上按鍵開關。該方案的優(yōu)點是：使用靈活可編程，并且有 RAM,及計數(shù)器。綜上所述，我選擇第一種方案。方案二：采用點陣式 LED 顯示。基于上述原因，我考慮了二種方案：方案一：采用數(shù)碼管顯示。綜上所述，我選擇第二種方案。方案二：采用單片機控制模塊提供電源。因此考慮了兩種電源方案：方案一：采用獨立的穩(wěn)壓電源。（4）進行軟件系統(tǒng)的設計，對于本系統(tǒng)，本人采用單片機匯編語言編寫，對單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，了解定時器，中斷以及延時原理，總體上完成了軟件的編寫。（2）確定系統(tǒng)交通控制的總體設計，包括，十字路口具體的通行禁行方案設計以及系統(tǒng)應擁有的各項功能，在這里，本設計除了有信號燈狀態(tài)控制能實現(xiàn)基本的交通功能，還增加了倒計時顯示提示，基于實際情況，又增加了緊急狀況處理和通行時間可調(diào)這兩項特特殊功能。和復位電路控制電路等組成，較好的模擬了交通路面的控制。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、實時性好、安裝維護方便等優(yōu)點，有廣泛的應用前景。本模擬交通燈系統(tǒng)利用單片機 AT89C51 作為核心元件，實現(xiàn)了通過信號燈對路面狀況的智能控制。1. 設計思路 .............................................................................................................................................1 電源提供方案 ................................................................................................................................1 顯示界面方案 .....