【正文】 1M0=10 方式2 M1M0=11 方式3(3)、中斷允許控制寄存器（IE）?EA——中斷允許總控制位?ET0和ET1——定時/計數(shù)中斷 定時器/計數(shù)器提供給用戶使用的有：8位計數(shù)器TH和TL，以及有關的控制位。各位定義如表22： 表22 TMOD定義表 位一組的結構使它不能位尋址， 一定義就是4位。?R0和TR1—定時器運行控制位TRO（TR1）=0 停止定時器/計數(shù)器工作TRO（TR1）=1 啟動定時器/計數(shù)器工作（2）、工作方式控制寄存器（TMOD）TMOD寄存器是一個專用寄存器，用于設定兩個定時器/計數(shù)器的工作方式。現(xiàn)對其定時功能加以介紹。而外來脈沖是通過按鍵產(chǎn)生的，因此實際上單步執(zhí)行就是按一次鍵執(zhí)行一條指令。MCS－51是通過只有在一條指令的最后一個機器周期的查詢有效才能進行中斷相應來實現(xiàn)。中斷完成后，TCON或SCON中的中斷請求標志應及時清除。各中斷源的優(yōu)先級由中斷優(yōu)先級寄存器（IP）進行設定。這4個控制寄存器都屬于專用寄存器之列。MCS－51是一個多中斷源的單片機，以80C51為例有3類共五個中斷源，分別是外部中斷2個，定時中斷2個和串行中斷1個。由于這些控制參量的請求都是隨機發(fā)出，而且要求單片機必須作出快速響應并及時處理，對此只有靠中斷技術才能實現(xiàn)。圖24 復位電路 中斷與定時/計數(shù)系統(tǒng) 中斷 在單片機中，中斷技術主要用于實時控制。（5）RST/VPD：復位電源線，可以使89C51處于復位工作狀態(tài)。（4）PSEN：片外ROM選通線，在執(zhí)行訪問片外ROM的指令MOVC時，8051自動在PSEN線上產(chǎn)生一個負脈沖，用于為片外ROM芯片的選通。圖23 晶振電路（3）EA/VPP：允許訪問片外存儲器編程電源線，可以控制89C51使用片內(nèi)ROM還是使用片外ROM。（2）ALE/PROG：地址鎖存允許/編程線，配合P0口引腳的第二功能使用，在訪問片外存儲器時，~，用于把這個片外存儲器低8位地址鎖存到外部專用地址鎖存器讀寫數(shù)據(jù)。這種方式稱為內(nèi)部方式，這種方式的外部元件連接如圖35所示。（6）條（1）外接晶體引腳XTAL1和XTAL2MCS51的時鐘可以利用它內(nèi)部的振蕩器產(chǎn)生，只要在XTALXTAL2引腳上外接這時反饋電路，內(nèi)部振蕩器便自激振蕩，產(chǎn)生時鐘輸出到內(nèi)部的定時控制邏輯。第二功能作控制用，每個引腳并不完全相同，如表21所列。它的第二功能和P0口的第二功能相配合，用于輸出片外存儲器的高8位地址，共同選中片外存儲器單元，但并不能像P0口那樣是可以傳送存儲器的讀寫數(shù)據(jù)。（2）~ ：這8條引腳和P0口的8條引腳類似，當P1口作為通用I/O使用時，~ ，也用于傳送用戶的輸入和輸出數(shù)據(jù)。第一種情況是89C51不帶片外存儲器，P0口可以作為通用I/O使用，~ 。（1）~ ：這組引腳共有8條，為P0口所專用。在掉電方式中，單片機振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結”，使一切功能都暫停，只保存片內(nèi)RAM中的內(nèi)容，直到下一次硬件復位為止。 結構框圖 圖21 8051結構框圖AT89C51具有下列主要性能：1. 4KB可改編程序FLASH存儲器（可經(jīng)受1，000次的寫入/擦除周期）2. 全靜態(tài)工作：0HZ ~ 24MHZ3. 三級程序存儲器保密4. 128*8字節(jié)內(nèi)部RAM5. 32條可編程I/O線6. 2個16位定時器/計數(shù)器7. 6個中斷源8. 可編程串行通道9. 片內(nèi)時鐘振蕩器另外，AT89C51是靜態(tài)邏輯來設計，其工作可下降到0HZ并提供可用軟件來選擇的省電方式——空閑方式（IDLE MODE）和掉電方式（POWER DOWN MODE）。CMOS型的芯片引腳可由集電極開路電路的漏極開路電路驅動，但在狀態(tài)從0變1時，邊化的速度很慢，輸入0時，TP3截止，僅靠TP2非常微弱的上拉來驅動狀態(tài)的變化。附加的拉高電路允許通過的電流比普通的上拉電阻大100倍。當鎖存器的狀態(tài)發(fā)生變化時，這個變化不會立即出現(xiàn)在輸出端，至少經(jīng)過一個時鐘周期后，才把新的值輸出。寫端口操作：當執(zhí)行指令來改變端口鎖存器的值時，新的值在最后一個指令S6P2被寫入鎖存器的。一般情況下，當P0口作輸入輸出線使用時，都要外接拉高電阻。鎖存器的值為0時，下面的場效應管導通，輸出為0。四個I/O端口都可作輸出輸入使用，其中P0和P2口通常用于對外部存儲器的訪問。 I/O口的功能在AT89C51中有四個雙向I/O端口P0 ~ P3口，每個端口都是由鎖存器、輸出驅動器、輸入緩沖器組成。89系列單片機的標準型有AT89C51等4種型號，它們基本結構和89C51是類似的，是80C51的兼容產(chǎn)品，89系列單片機的低檔型有AT89C1051等2種型號，它們的CPU和89C51是相同的，但是并行I/O口較少。3. 89系列單片機內(nèi)部結構89系列的內(nèi)部結構和89C51相近，它主要含有如下一些部件。（3）可進行反復系統(tǒng)試驗用89系列單片機設計的系統(tǒng)，可以反復進行系統(tǒng)試驗；每次試驗可以不同的程序，這樣可以保證用戶的系統(tǒng)設計達到最優(yōu)。（2）錯誤編程亦無廢品產(chǎn)生一般的OPT產(chǎn)品，一旦錯誤編程就成了廢品。2. 和80C51插座兼容89系列單片機的引腳是和80C51一樣的，所以，當89系列單片機取代80C51時，可以進行代換。 89系列單片機的優(yōu)點89系列單片機對于一般的用戶來說，存在下面很明顯的優(yōu)點：1. 含有FLASH存儲器因此在系統(tǒng)的開發(fā)過程中可以十分容易進行修改，這就大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期。它主要是作為控制部分的核心部件。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。單片機經(jīng)過3代的發(fā)展，目前單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強，內(nèi)部資源在增多，引腳的多功能化，以及低電壓、低功耗。通常，單片機由單個集成電路芯片構成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和I/O接口電路等。單片機是由運算器、控制器、存儲器、輸入設備以及輸出設備共五個基本部分組成的。對工程設計人員來說，將來的產(chǎn)品無論從修改還是升級考慮對有好處，但另外我們又需將設計簡單化，因此我覺得在設計初期盡可能的簡單化設計，而一旦設計的各項測試通過了，在有可能的條件下將設計模塊化，所以本設計以第一方案為主進行。2首先將許多邏輯關系簡化到極點，而后將其一起集成用較少的芯片去完成所需功能。另外對7408 片子的控制紅燈的端口用一個與門將一端再接一個頻率一定的方波，使一邊為黃燈時，另一邊的紅燈在閃爍。（3）建立反饋和細節(jié)連接部分，本部分主要解決顯示和燈控的同步問題本系統(tǒng)采用倒計時系統(tǒng)減為0，如當系統(tǒng)減為0 時通過兩個D觸發(fā)器得到兩個變量，即為開頭分析中的狀態(tài)，通過它的變化得到不同的邏輯關系，驅動74153 控制哪組燈亮（對應關系如表所示），另外他還要同步反饋到顯示系統(tǒng)的置數(shù)環(huán)節(jié)。方案2 設計思想：狀態(tài)轉換表如：表13表13 狀態(tài)轉換表狀態(tài)主干道燈顯示次干道燈顯示00(15S)紅燈綠燈01(05S)紅燈黃燈10(15S)綠燈紅燈11(05S)黃燈紅燈本方案分三步：（1）要建立三路信號燈的控制系統(tǒng)，本設計采用7408 芯片通過組合邏輯控制三路燈的顯示關系。而紅綠燈的顯示也是一樣，由狀態(tài)分析可以得出紅綠燈的變化表如：表12表12 紅綠燈變化表狀態(tài)主干道燈顯示次干道燈顯示00紅燈綠燈01紅燈左轉綠燈10綠燈紅燈11左轉綠燈紅燈通過這張表就可以用組合電路實現(xiàn)該功能了，可以用數(shù)據(jù)選擇器的思想，在本系統(tǒng)中，直接通過門電路的譯碼，接下來就是計數(shù)模塊了，其主要的功能細分為，要從預置數(shù)開始遞減計數(shù)，一個狀態(tài)結束，通過判斷，通知主控制模塊，使之進入下一模塊。以主干道為例，簡述其設計思想。 方案介紹把設計任務細化為四個狀態(tài)，其對應狀態(tài)：如圖1 A道為40秒紅燈，B道綠燈20秒A道為20秒紅燈，B道左轉20秒綠燈A道為20秒綠燈，B道為40秒紅燈A道左轉20秒綠燈，B道為20秒紅燈圖11 狀態(tài)轉換圖整個交通燈控制由四個狀態(tài)組成，可以用程序設計實現(xiàn)。設A道和B道的車流量相同。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。使交管人員有更多的精力投入到管理整個城市交通控制，帶來更大的經(jīng)濟和社會效益,為創(chuàng)造美好的城市交通形象發(fā)揮更多的作用。 中國車輛數(shù)量不斷增加，交通控制在未來的交通管理中起著越來越重要的作用。在交通中管理引入單片機交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務，有助于提高交通運輸?shù)陌踩?、提高交通管理的服務質量。現(xiàn)在交通系統(tǒng)已不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，交通運輸中出現(xiàn)了一些傳統(tǒng)方法難以解決的問題。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉彎和右轉彎，除非另一種標志禁止某一種轉向。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。紅外線紅綠燈當行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市5號大街的一座高塔上。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。目 錄前言........................................................1第1章 交通管理方案論證......................................3 設計任務 3 方案介紹 3第2章 單片機概述............................................7 AT89c51芯片 7 89系列單片機的優(yōu)點 8 ATMEL89系列單片機的分類 9 I/O口的功能 9 結構框圖 10 引腳描述 11 中斷與定時/計數(shù)系統(tǒng) 13 中斷 13 定時器/計數(shù)器的控制寄存器 14 定時工作方式0 16第3章 交通燈控制系統(tǒng)硬件設計...............................18 18 芯片選擇與介紹 19 74HC164芯片介紹 19 max232芯片介紹 19 數(shù)碼管介紹 20 74LS04輸出信號與信號燈 23 交通燈控制線路圖 24 串口通信接線圖 25 RSR232總線 25第4章 交通燈控制系統(tǒng)軟件設計...............................28 程序設計流程圖 28 MATLAB的運用 29 MATLAB的語言特點 30 MAX232實現(xiàn)單片機與PC機之間的通訊 33 33結論 .......................................................37參考文獻....................................................38致謝 39附錄一 40附錄二 43前言今天，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術在19世紀就已出現(xiàn)了。這是世界上最早的交通信號燈。它由紅綠兩塊以旋轉式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1914年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，當車輛接近時,紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下喇叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。左右轉彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口。道路擁擠現(xiàn)象日趨嚴重，造成的經(jīng)濟損失越來越大，并一直保持大比例的增長。由于生活水平的提高，人們對交通運輸?shù)陌踩约胺账教岢隽烁叩囊?。并在一定程度上盡可能的降低由道路擁擠造成的經(jīng)濟損失，同時也減小了工作人員的勞動強度。智能交通燈的管理比重修一條馬路無論在經(jīng)濟、交通運行速率上都有很好的效益、更加節(jié)約資源。第1章 交通管理方案論證 設計任務東西（A）、南北（B）兩干道交于一個十字路口