【正文】 動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員。它更讓人類懂得，數(shù)字時(shí)代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳睿瑢⒓涌炜茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展。城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加 使 許多大 中 城市如北京、上海 、南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況， 因此，如何改進(jìn)交通燈的設(shè)計(jì)、有效的疏導(dǎo)交通，使其更好的適應(yīng)城市交通的發(fā)展也成為了一個(gè)重要課題。軟件部分它結(jié)合定時(shí) /計(jì)數(shù)等知識(shí)進(jìn)行程序編譯。 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 8255，用 12 個(gè)發(fā)光二極管模擬一個(gè)十字交叉路口的紅、綠、黃燈，并設(shè)置二個(gè)緊急放行按鍵 ，東西或南北方向的燈按綠燈亮 10秒，黃燈閃爍 3 秒，紅燈亮 12秒控制 方向的緊急放行按鍵按下時(shí)，如果禁行方向?yàn)榧t燈，則紅燈繼續(xù)維持 12 秒；如果禁行方向?yàn)榫G燈，則立即變?yōu)辄S燈閃爍 3 秒；如果禁行方向?yàn)辄S燈，則黃燈繼續(xù)維持 單片機(jī) 8255 LED 燈 緊急放行按鍵 3 第二章 系統(tǒng)組成及工作原理 、 十字路口基本情況 分析 圖 21是一個(gè)典型的十字路口示意圖 。 1號(hào)路口的左轉(zhuǎn)燈亮?xí)r，即表示對(duì)面 3號(hào)路口的車可以向左轉(zhuǎn)行駛。假 設(shè) , 3方向是主干道，車流量比較大，可以將 3路口的直行燈亮的時(shí)間設(shè)得比較長(zhǎng)；而 4路口是一般道路，那么 4路口直行燈亮的時(shí)間可以設(shè)得短一點(diǎn)。通常情況下，主干道直行時(shí)間應(yīng)在 4060秒左右；左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)通行時(shí)間應(yīng)在 1530秒之間。完成一個(gè)循環(huán)應(yīng)在 2分鐘以內(nèi)，以免引起車輛等待過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間。內(nèi)部的 8KB 存儲(chǔ)器用于存放可編程控制器監(jiān)控程序。 1） P0口 ： 由于外部有擴(kuò)展接口電路， P0和 P2被地址和數(shù)據(jù)總線占用。 89C52執(zhí)行指令時(shí)，先從 P0口輸出地址低 8位，然后發(fā)地址鎖存信號(hào) ALE，將地址低 8位鎖存在 74HC5731內(nèi)。 2） P2口 ： P2口用于地址的高 8位，其中低 7位 ～ 62256的 A8～ A14連接，用于傳送存儲(chǔ)器的高 7位地址。 3） P3口 ： （ RXD）用于串行輸入口。 、 INT0、 INT1的輸入線，供用戶使用。 、 I/O 口的讀信號(hào) RD/寫(xiě)信號(hào) WR 的輸出線。同樣 、 5 轉(zhuǎn)換芯片 MAX45，使 TTL 電平轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的 RS485電平，使可編程控制器可以接到 RS485總線。 。 = 1，接收串口數(shù)據(jù)； = 0，向串 口發(fā)送數(shù)據(jù)。 。 EEPROM 串行時(shí)鐘線 SCK。 5）控制線： RESET：復(fù)位信號(hào)的輸入線，采用看門(mén)狗復(fù)位電路。 外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，由于 89C52單片機(jī)在讀指令碼時(shí)發(fā)程序選通信號(hào)，而讀數(shù)據(jù)時(shí)則發(fā)信號(hào)，將與通過(guò)與門(mén)后產(chǎn)生存儲(chǔ)器 62256讀信號(hào) ，則無(wú)論89C52在讀程序指令碼還是在讀數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 62256讀信號(hào)均有效。 外部程序存儲(chǔ)器選擇線，低電平有效。 、 8255A 芯片介紹： 8255A 是 Intel 公司生產(chǎn)的可編程并行 I/O 接口芯片，它具有 3個(gè) 8位的并行 I/O 口，三種工作方式，可通過(guò)編程改變其功能，因而使用靈活方便，通用性強(qiáng)，可作為單片機(jī)與多種外圍設(shè)備連接時(shí)的中間接口 電路。 圖 22 8255 管腳圖 D7～ D0：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線，與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線連接，用來(lái)傳送數(shù)據(jù)信息。 RD：讀出信號(hào)線，低電平有效，控制 8255A 中數(shù)據(jù)的讀出。 Vcc： +5V 電源。 PB7～ PB0： B 口輸入 /輸出線。 A1～ A0：地址線，用來(lái)選擇 8255A 內(nèi)部的 4個(gè)端口。各部件的功能如下： A、 B、 C 8255A 有三個(gè) 8位并行口， PA、 PB和 PC。 PA口：一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器；一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 PC口： 一個(gè) 8 位的輸出鎖存器；一個(gè) 8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。 2. A 組和 B組控制電路 這是兩組根據(jù) CPU 寫(xiě)入的“命令字”控制 8255A 工作方式的控制電路。 3. 數(shù)據(jù)總線緩沖器 數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個(gè)三態(tài)雙向 8位緩 沖器，作為 8255A 與系統(tǒng)總線之間的接口，用來(lái)傳送數(shù)據(jù)、指令、控制命令以及外部狀態(tài)信息。 各端口的工作狀態(tài)與控制信號(hào)的關(guān)系如表所示。 16位的定時(shí)／計(jì)數(shù)器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)加１計(jì)數(shù)器，其控制電路受軟件控制、切換。當(dāng)選擇定時(shí)／計(jì)數(shù)器作為定時(shí)器工作時(shí)，計(jì)數(shù)器的加 1 信號(hào)有震蕩器的 12 分頻信號(hào)產(chǎn)生，即每經(jīng)過(guò)１個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器增1，直至計(jì)滿溢出為止。因?yàn)椋眰€(gè)機(jī)器周期等于 12個(gè)振蕩周期，所以計(jì)數(shù)頻率 fCOUNT=(1/12)fOSC。若要延長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間，則須改變定時(shí)期的初值，并要 9 適當(dāng)選擇定時(shí)器的長(zhǎng)度（如 8 位、 13位或 16 位等）。 表 21 TCON 各功能定義 TCON 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H （ 88H） TF0 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF1：定時(shí)器溢出標(biāo)志。 CPU 響應(yīng)中斷后，由硬件清 0， TH1也可由軟件清 0。 TF0：定時(shí)器 0溢出標(biāo)志，功能與 TF1 相同。 IE1：外部中斷 1請(qǐng)求標(biāo)志。 IE0：外部中斷 0請(qǐng)求標(biāo)志。 程序中令 T0位定時(shí)工作方式 1。 10 系統(tǒng)組成及工作原理 89C52 進(jìn)行控制，利用 8255 進(jìn)行并行 I/O 口擴(kuò)展。另外本次設(shè)計(jì)用的是 89C52最小系統(tǒng)板作為設(shè)計(jì)平臺(tái)的，因此，在設(shè)計(jì)中直接使用最小系統(tǒng)板中的 8255 進(jìn)行倒計(jì)時(shí)數(shù)碼顯示控制。 ，便進(jìn)入東西南北均亮紅燈 5S 的初始狀態(tài)，隨后進(jìn)入的是東西綠燈亮 10S、黃燈亮 3S、紅燈亮 12S循環(huán)變換，相對(duì)應(yīng)的南北放向則是以紅燈亮 13S、黃燈亮 3S、綠燈亮 9S 順序循環(huán)變換，此時(shí)當(dāng)有緊急放行鍵按下時(shí)則如果禁行方向?yàn)榧t燈，則紅燈繼續(xù)維持 12 秒；如果禁行方向?yàn)榫G燈，則立即變?yōu)辄S燈閃爍 3 秒；如果禁行方向?yàn)辄S燈，則黃燈繼續(xù)維持。 圖 23交通燈模擬控制系統(tǒng)框圖 89C52 系統(tǒng) 8255 系統(tǒng) LED 緊急放行 倒計(jì)時(shí)顯示 11 第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 方案比較 方案一：直接利用 89C52 和 8155 控制交通燈 .其原理框圖如圖 31 圖 31 89C52 與 8155 連接 工作原理 : 通過(guò) 8155 對(duì) 89C52 進(jìn)行 I/O口展擴(kuò)，利用 8155 的 PA 口控制指示燈， PB 口控制倒計(jì)時(shí)顯示， PC 口控制放行鍵 本方案優(yōu)點(diǎn)： 采用單片機(jī)控制模塊提供電源。 缺點(diǎn)： 51 系統(tǒng)利用少， 8155 要控制兩部分，操作復(fù)雜 ,輸出功率不高 。若用該方案，可提供較多 I/O 口。而且 LCD 比 LED 價(jià)格較貴。 圖 33利用 8255 擴(kuò)展 I/O 端口控制框圖 本方案優(yōu)點(diǎn)：利用的硬件源資源相對(duì)較多， 而且由于只是使用最小系統(tǒng)板做 8155 擴(kuò)展 CPU并 行 接 口 LCD 緊急放行 倒 計(jì) 時(shí) 顯 示 89C52 系統(tǒng) 8255 芯片 8 9 C