【正文】 0 代表燈亮， 1 代表燈滅。 通過編寫程序，實(shí)現(xiàn)對發(fā)光二極管的控制，來模擬交通信號燈的管理。 人行道 人行道 人行道 人行道 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng) 5 通過延時(shí)時(shí)間送顯，可以在原有的交通信號燈系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增添其倒計(jì)時(shí) 間的顯示功能，實(shí)現(xiàn)其功能的擴(kuò)展。 黃燈亮 ,表示該條道路上未過停車線的車輛停止通行 ,已過停車線的車輛繼續(xù)通行 。 交通燈控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能： 1) 設(shè)計(jì)一個十字路口的交通燈控制電路，要求南北方向和東西方向兩個交叉路口的車輛交替運(yùn)行 。 3) 東西方向、南北方 向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用數(shù)碼管顯示器進(jìn)行顯示（采用倒計(jì)時(shí)的方法）。 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng) 6 第三章 交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) AT89C52 單片機(jī)簡介 AT89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位 單片機(jī) ，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理 器和 Flash 存儲單元， AT89C52 單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng) 7 AT89C52芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 AT89C51 中數(shù)據(jù)存儲器的地址空間為 256 個RAM 單元，但其中能作為數(shù)據(jù)存儲器供用戶使用的僅有前面 128 個，后 128 個被專用寄存器占用。通常采用只讀存儲器，且其又多種類型，在 89 系列單片機(jī)中全部采用閃存。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 定時(shí) /計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。它們主要用于實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備中數(shù)據(jù)的并行輸入與輸出，有些 I/O 口還有其他功能。 時(shí)鐘電路： 時(shí)鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘脈沖序列。 AT89C52 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。功能包括對會聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部 接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng) 9 聚測試圖控制，紅外遙控信號 IR 的接收解碼及與主板 CPU 通信等。RST/Vpd（ 9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中， P0 端口（ 32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應(yīng)功能管腳相連接， 13 腳定義為 IR 輸入端， 10 腳和 11腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（ 18 腳）和 SCLS（ 19 腳）端口， 12 腳、 27 腳及 28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板 CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫“ 1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。 在 Flash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 P2 口 P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。在訪問外部程序存儲器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 亦接收高位地址和一些控制信號。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL） 。 RST 復(fù)位輸入。 ALE/PROG 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個 ALE 脈沖。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。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。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）。 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 。 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng) 11 XTAL1 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 主控制系統(tǒng)電路 主控制器采用 MCS51 系列單片機(jī) AT89C52，是一款性能穩(wěn)定的 8 位單片機(jī)。 AT89C52 外部需接時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，單片機(jī)才能正常工作。 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘信號用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種微操作的時(shí)間基 準(zhǔn)，時(shí)鐘信號通常用兩種電路形式得到 :內(nèi)部振蕩和外部振蕩。在其外接晶體振蕩器 (簡稱晶振 )或陶瓷諧振器就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式，片內(nèi)高增益反向放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起可構(gòu)成一個自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖 [8]。 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng) 12 復(fù)位電路 為了初始化單片機(jī)內(nèi)部的某些特殊功能寄存器，必須利用復(fù)位電路，復(fù)位后可使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始正常工作。復(fù)位后系統(tǒng)將輸入 /輸出 (1/0)端口寄存器置為 FFH，堆棧指針 SP 置為 07H, SBUF 內(nèi)置為不定值，其余的寄存器全部清 0，內(nèi)部 RAM 的狀態(tài)不受復(fù)位的影響，在系統(tǒng)上電時(shí) RAM 的內(nèi)容是不定的。本系統(tǒng)采用上電復(fù)位方式 [9]。 圖 34 復(fù)位電路 圖 33 時(shí)鐘電路 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng) 13 信號燈模塊 信號燈用來顯示車輛通行狀況，下面以一個十字路口為例，說明一個交通燈的四種狀態(tài)見圖 39。紅燈表示禁止通行。 LED 數(shù)碼管有共陰極和共陽極兩種，發(fā)光二極管的陽極接在一起的稱為共陽極數(shù)碼管，陰極接在一起的稱為共陰極數(shù)碼管。當(dāng)某段發(fā)光二極管上施加一定的正向電壓時(shí)，該段比劃就亮；不加電壓就暗。 本系統(tǒng)使用 二 位共陰七段數(shù)碼管，其引腳如下圖所示： 紅黃綠 紅黃綠 紅黃綠 紅黃綠 綠黃紅 綠黃紅 綠黃紅 紅黃綠 紅黃綠 紅黃綠 紅黃綠 紅黃綠 綠黃紅 綠黃紅 綠黃紅 綠黃紅 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng) 14 圖 36 數(shù)碼管引腳 在實(shí)際應(yīng)用中， LED 數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式。 LED 的靜態(tài)顯示雖然有編程容易、管理簡單等優(yōu)點(diǎn)，但是靜態(tài)顯示所要占的I/O 口資源很多，所以在顯示的 LED 點(diǎn)較多的情況下，一般都采用動態(tài)顯示方式，即在多位七段 LED 顯示中，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由 8 個 I/O 口來控制 8 個段。 由于所有的段選線并聯(lián)到同一個 I/O，由這個 I/O 口來控制，因此，若是所有的 4 位 7 段 LED 都選通的話， 4 位 7 段 LED 將會顯示相同的字符。在此段點(diǎn)亮?xí)r間內(nèi)，段選控制 I/O 口輸出要顯示的相應(yīng)字符的段選碼，而位選控制 I/O 口則輸出位選信號，向要顯示的位送出選通電平（共陰極則送出低電平，共陽極則