【正文】 21P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U5A T 8 9 S 5 2P 3 .0P 3 .1+ 5 VV C CG N DA T 8 9 S 5 22040 圖 28 AT89S52 引腳 按功能， 引腳大致分為 4 部分： a） I/O 口線 P0 口： 8 位、漏級(jí)開路的雙向 I/O 口。在編程時(shí)， P0 口用于接受指令代碼字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)， P0 口可輸出指令字節(jié)（這時(shí)需要加外部上拉電阻）。 P1 口是為用戶準(zhǔn)備的 I/O 雙向口。用做輸入時(shí)，應(yīng)先 將 輸出鎖存器置 1。 P2 口： 8 位、準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。用做輸入時(shí)，應(yīng)先將輸出鎖存器置 1。 P3 口： 8 位、準(zhǔn)雙 向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。在編程 /校驗(yàn)時(shí)， P3 口接受某些控制信號(hào)。在振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，在 RST 腳施加兩個(gè)機(jī)器周期（即 24 個(gè)晶振周期）以上的高電平，將器件復(fù)位。當(dāng) EA 引腳接地時(shí)，僅使用 64KB 的片外程序存儲(chǔ)器， CPU 從外部 0000H～ FFFFH 的地址空間取指 令；當(dāng) EA 引腳接VCC 時(shí)， CPU 從片內(nèi) 0000H 地址開始取指令，當(dāng) PC 值超過 1FFFH 時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)到外存儲(chǔ)器 2021H～ FFFFH 地址空間執(zhí)行程序。 ALE/ PROG ：低字節(jié)地址鎖存信號(hào) 。 d） 外部晶振引線： 7 XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生線路的輸入端。 XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。 簡(jiǎn)單 輸出 接口擴(kuò)展通常使用的典型芯片為 74HC244, 由該芯片可構(gòu)成三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器。 （ a） 引腳排列 (b)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 29 74HC244 74HC244芯片內(nèi)部共有兩 組 四位三態(tài)緩沖器 , 使用時(shí)可分別以 1OE 和 2OE 作為它們的選通工作信號(hào)。 19引腳為低電平另外四個(gè)緩沖器工作，同樣，輸入 11， 13， 15， 17，對(duì)應(yīng)輸出 9， 7， 5， 3； 19為高電平時(shí)這四個(gè)緩沖器為高阻。 LM7805 三 端集成穩(wěn)壓電源內(nèi)部由基準(zhǔn)電壓回路、恒流源、過流保護(hù)、過壓保護(hù)和短路保護(hù)回路等 8 部分組成，具 有低功耗，高效率，紋波系數(shù)小，輸出電壓穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。它使用 7個(gè)筆畫顯示 0~9 共 10 個(gè)數(shù)字，加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)共 8 個(gè)顯示段，每一個(gè)筆畫都是由發(fā)光二級(jí)管 組成的。 abcdefgab c d e f gd pd pV C C3 8 C O M764 21 9 1 0 5123 4 567891 0 (a)外觀 (b)內(nèi)部電路連接 圖 211 LED 數(shù)碼管 0～ 9 共 10 個(gè)字符的字形碼 如 表 21 所示。 共陰紅綠雙色發(fā)光電氣符號(hào)圖 與內(nèi)部電路連接 如圖 212 所示。 其中第一只發(fā)光二極管的負(fù)（或正 極 ）與第二只發(fā)光二極管的 負(fù) （或 9 正 極 ）極相互連接后 再 向外引出。 9012 9012 為一 PNP 型的三極管，外 形與引腳圖如 圖 213 所示。 整流橋的外 形如圖 214 所示 。 字形 字形編碼 dp g f e d c b a 共陽(yáng) 共陰 0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0H 3FH 1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9H 06H 2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4H 5BH 3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0H 4FH 4 1 0 0 1 1 0 0 1 99H 66H 5 1 0 0 1 0 0 1 0 92H 6DH 6 1 0 0 0 0 0 1 0 82H 7DH 7 1 1 1 1 1 0 0 0 F8H 07H 8 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 7FH 9 1 0 0 1 0 0 0 0 90H 6FH 10 1 2 3 圖 213 9012 外 形 圖及引腳圖 圖 214 整流橋的外形如圖 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 交 通燈控制系統(tǒng)軟件分為主程序 、 定時(shí)中斷程序 與特種車實(shí)時(shí)響應(yīng)程序三部分 。由于采用動(dòng)態(tài)掃描方式顯示時(shí)間，因此主程序大部分時(shí)間要調(diào)用掃描顯示程序。 開 始初 始 化顯 示 程 序鍵 功 能 程 序P 3 . 7 = 0 ?NY 圖 215 主程序流程圖 初始化 部分 主要完成內(nèi)存規(guī)劃，定時(shí)器的工作模式、中斷方式等的設(shè)定。定時(shí)器 T0、 T1 設(shè)為 16 位定時(shí)器模式，定時(shí)時(shí)間為 50mS， T0 為秒計(jì)時(shí)用， T1 為通行結(jié)束閃爍用。 11 通行規(guī)則如下： 、各路右拐，南北向行人通行。 、各路右拐，行人禁行。 、各路右拐，東西向行人通行。 、各路右 拐，行人禁行。 表 22 路 口通行方式控制碼數(shù)據(jù)表 交通燈的 4 種通行規(guī)則，是以給控制紅綠燈端口送控制碼的方式實(shí)現(xiàn)的。 紅綠燈 指示功能通過 T0 定時(shí)中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)。設(shè)計(jì)中將 4 種通行規(guī)則分成幾種不同的亮燈方式，通過查詢秒倒計(jì)時(shí)單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在不同的時(shí)間段給控制端口送不同的控制數(shù)據(jù)碼。交通管理定時(shí)功能程序流程圖如圖 216 所示。 外 中 斷 程 序送 全 紅 燈現(xiàn) 場(chǎng) 保 護(hù)關(guān) 定 時(shí) 器 T 1 , 開 外 中 斷 11 5 s 倒 計(jì) 時(shí) 結(jié) 束 ？NY現(xiàn) 場(chǎng) 恢 復(fù) ， 中 斷 返 回關(guān) 外 中 斷 1開 定 時(shí) 器 T 1紅 燈顯 示 圖 217 特種車 中斷服務(wù)程序流程圖 13 總的 程序清單見附錄 二。 120=716+8=78H 110=616+14=6EH 70=416+6=46H 60=316+12=3CH 10=016+10=0AH TMOD 的設(shè)置 T0、 T1 為 16 位定時(shí)器，由于定時(shí)時(shí)間大于 8192μS，應(yīng)選用工作 方式一。 TMOD 的格式如圖 218 所示。 若取 “X”為 0，則（ TMOD） =00000001B=01H IE 的取值 IE 的格式如 圖 219 所示。本設(shè)計(jì)中 CPU 允許中斷即 EA=1，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0中斷允許位 ET0及外部中斷 0中斷允許位 EX0可申請(qǐng)中斷，即 ET0=1， EX0=1，其余不允許中斷，均設(shè)為 0，所以 IE=10000011H=83H 3 系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)前述第 2 大節(jié)中硬件和軟件設(shè)計(jì)，制作了基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)樣機(jī)實(shí)物。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 14 調(diào)試成功的實(shí)物照片如 圖 31 所示。最終得到了調(diào)試成功的交通燈系統(tǒng)，可以完成本設(shè)計(jì) 節(jié)中設(shè)計(jì)內(nèi)容的要求。 通電檢查 首先調(diào)試電源部分 。 軟件調(diào)試及軟硬件聯(lián)調(diào) 對(duì)軟件先用仿真器進(jìn)行了調(diào)試。 仿真器選擇 單片機(jī)仿真器有很多型號(hào)，本次設(shè)計(jì)采用南京電子有限公司生產(chǎn)的偉福系列仿真器 H51/S。 15 仿真過程 A．建立程序 選擇菜單 [文件 | 新建文件 ]出現(xiàn)一個(gè)文件名為 NONAME1 的源程序窗口，如圖32所示 ，輸入程序段（此處以 P18頁(yè)時(shí)間顯示程序段為例）。 B．建立項(xiàng)目 建立 項(xiàng)目分如下三步 ： a） 加入模塊文件。 （若無(wú)包含文件，此步加以取消） c） 保存項(xiàng)目。 在 “仿真器 ”欄中，選擇仿真器類型和配置的仿真頭以及所要仿真的單片機(jī)。 編譯項(xiàng)目。 在編譯過程中，如果有錯(cuò)可以在信息窗口中顯示出來，雙擊錯(cuò)誤信息，可以在源程序中定位所在行。在編譯之前，軟件會(huì)自動(dòng)將項(xiàng)目和程序存盤。 16 圖 33 “仿真器設(shè)置 ”對(duì)話框 通行燈輸出調(diào)試 對(duì)于通行燈輸出 程序的 調(diào)試， 首先 看左拐燈、直行燈、右拐燈 、 行人燈是否能正常工作。讓東西南北四個(gè)路 口的四個(gè)紅燈全亮 MOV P1,A MOV P2,A ACALL DELAY 。讓東西南北四個(gè)路口的綠燈全亮 MOV P1,A MOV P2,A ACALL DELAY 。 到 START 處循環(huán)以上操作 DELAY: MOV R7,01H 。用萬(wàn)用表仔細(xì)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該燈的陽(yáng)極被誤 17 接地了， 沒有接到單片機(jī)的并行口上。 判斷出通行燈接線正確后， 對(duì)于整個(gè)電路 的通行 控制， 根據(jù) 邏輯狀態(tài) 表 22 編制了相應(yīng)的程序（程序段見附錄 2 中的 T0 中斷服務(wù)程序） 多次、 反復(fù) 調(diào)試 ， 直 到邏輯關(guān)系正確 。 時(shí)間顯示模塊調(diào)試 對(duì)于時(shí)間模塊， 首先 看顯示的數(shù)字是否正常，顯示的亮度是否合適。先編制了 LED 靜態(tài)顯示的程序， 測(cè)試 引腳上的LED 是否可以正常顯示，相應(yīng) 程序如下： ORG 0000H START: MOV A,01H MOV DPTR,TAB 。查顯示數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)段碼 MOV P0,A CLR 。 關(guān)閉 口 SETB 。經(jīng)檢測(cè)各位 LED 可以正常顯示，但是發(fā)光的亮度偏暗， 有些模糊，這說明電路 連接 沒有問題， 但 選用的電阻過大了，以至于電流很小，顯示器不太亮，在保證 9012 正常工作的情況下，將電阻從 47K 調(diào)整為 10K，顯示亮度合適，這部分調(diào)試成功。至此，顯示模塊調(diào)試成功。 特種車中斷程序調(diào)試 將附錄 3 中的 11 120 特種車程序進(jìn)行調(diào)試，所有綠燈自 動(dòng)關(guān)閉，紅燈全亮。 經(jīng) 檢查 AT89S52 的P0 口需要加外部上拉電阻，在仿真器上不存在此問題 ，因?yàn)榉抡嫫鞯?P0 口有外部 18 上拉電阻 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 對(duì)實(shí)驗(yàn)板通電后，顯示器從 120S 開始倒計(jì) 時(shí) ，每秒鐘自動(dòng)減一，四個(gè)路口的紅綠燈按通行規(guī)則正確顯示。 將 S1 開關(guān)打在合上的位置，顯示器從 60S 開始倒計(jì)時(shí)，每秒鐘自動(dòng)減 1，四個(gè)路口的紅綠燈按通行規(guī)則正確顯示。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本次設(shè)計(jì)并制作的交通燈可以很好地滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。查閱了大量相關(guān)資料，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的指標(biāo)要求， 進(jìn)行了方案論證 ，確定了設(shè)計(jì)方案 ：將 系統(tǒng) 分為 控制模塊、通行燈顯示模塊、時(shí)間顯示模塊、電源模塊四部分。在制作 硬件的過程中，每制作一步，都要檢查這一步的正確性，可靠性。然后是通電調(diào)試，先調(diào)試電源部分。再 調(diào)試 單片機(jī)的復(fù)位和晶振電路。每一個(gè)問題都相當(dāng)棘手，遇到這些問題 后，首先檢測(cè)硬件電路，對(duì)硬件電路排查完畢并確定無(wú)誤后，對(duì)軟件進(jìn)行修改及再調(diào)試。這個(gè)過程 讓 我 學(xué)到 很多東西 ： 首先必須具有的是耐心和細(xì)心，問題出現(xiàn)后，必須分析問題，找出可能出現(xiàn)此種問題的原因，然后進(jìn)行一一檢測(cè)，進(jìn)行多次修改后才得到所需結(jié)果。 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)的 PCB 板 已進(jìn)行了設(shè)計(jì)，但是 由于時(shí)間緊迫，布線還不十分合理，需進(jìn)一步調(diào)整，初步 設(shè)計(jì) 的 PCB 圖見附錄 2。另外，也培養(yǎng)了自己嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)。 19 參考文獻(xiàn) [1]王幸之 .AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M] .北京 ： 北京航空航天大學(xué)出版社， 2021. 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