【正文】 的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義 的字型表 如圖 1所示 。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 8051 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向 。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 單片機(jī)概述及芯片簡介 5 全雙工串行口： 8051 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可 以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 時(shí)鐘電路： 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 8051 單片機(jī)需外置振蕩電容。 INTEL 的 MCS51 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。 圖 2 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 單片機(jī)概述及芯片簡介 6 MCS51的引腳說明： MCS51 系列單片機(jī)中的 805 8031 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置， 40 個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根， 4組 8位共 32個(gè) I/O 口，中斷口線與 P3 口線復(fù)用。 MCS51的引腳說明： 如圖 3 圖 3 MCS51 的引腳說明 Pin9:RESET/Vpd 復(fù)位信號復(fù)用腳，當(dāng) 8051 通電，時(shí)鐘電路開始工作，在 RESET引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 RESET 由高電平下降為 低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。 8051 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見下圖 4。 圖 4 8051 的復(fù)位方式 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 單片機(jī)概述及芯片簡介 7 Pin30:ALE/ 當(dāng)訪問外部程序器時(shí)， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。 更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器， ALE 會(huì)跳過一個(gè)脈沖。 Pin29: 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí) ，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號， PC 的 16 位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 P0 和 P2 口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到 P0 口上，由 CPU讀入并執(zhí)行。如 EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。 在編程時(shí)， EA/Vpp 腳還需加上 21V 的編程電壓。其內(nèi)部還有一個(gè)控制寄存器，即控制口。 C 口作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成 4位的端口，每個(gè)端口包含一個(gè) 4位鎖存器。 8255 可編程并行接口芯片方式控制字格式說明 : 8255 有兩種控制命令字；一個(gè)是方式選擇控制字；另一個(gè)是 C 口按位置位／復(fù)位控制字。 方式控制字格式說明如表 1： 表 1 方式控制字格式說明 D7：設(shè)定工作方式標(biāo)志， 1 有效。適用于三個(gè)端口中的任何一個(gè)。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。這時(shí) A 口或 B 口的 8 位 外設(shè)線用作輸入或輸出，C 口的 4 條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號和中斷請求信號。只有 A口具備雙向總線方式， 8 位外設(shè)線用作輸入或輸出，此時(shí) C口的 5條線用作通訊聯(lián)絡(luò)信號和中斷請求信號。如圖 5 圖 5 數(shù)共陰極的七段數(shù)碼管 VT 為雙向晶閘管，當(dāng)門極為高電平時(shí)晶閘管導(dǎo)通，該支路指示燈亮；當(dāng)門極為低電平時(shí)晶閘管關(guān)斷， 該支路指示燈滅。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。設(shè) A 道比 B道的車流量大，指示燈燃亮的方案如表 2。 （ 2）當(dāng) A 到為紅燈， A 道車輛禁止通行， A 道行人可通過； B 道為綠燈， B 道車輛通過，行人禁止通行。 （ 3）當(dāng) A道綠燈， A 道車輛通行； B 道為紅燈， B 道車輛禁止通過，行人通行。 A道車流大 通行時(shí)間長。 （ 5）此表可根據(jù)車流量動(dòng)態(tài)設(shè)定。 3 60 3 80 3 60 ?? A 道 黃燈亮 紅燈亮 黃燈亮 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 ?? B 道 黃燈亮 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 黃燈亮 綠燈亮 ?? 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 2． 2． 1 系統(tǒng)總框圖如下 圖 6： 圖 6 系統(tǒng)總框圖 鍵盤設(shè)置時(shí)間參數(shù) 8051 系統(tǒng)處理 鎖存 8255A 擴(kuò)展 CPU 的并行接口 交通燈 顯示時(shí)間 看門狗 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 2． 2． 2 交通燈控制線路圖 如圖 7： 圖 7 交通燈控制線路圖 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 系統(tǒng)工作原理 （ 1） 開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時(shí)間，通過 8051單片機(jī) P1 輸入到系統(tǒng)。 （ 3） 8051通過設(shè)置各個(gè)信號等的燃亮?xí)r間、通過 8051設(shè)置，黃、綠、紅時(shí)間依次為 3秒、 60 秒、 3 秒、 80 秒、 3 秒循環(huán)由 8051 的 P0口向 8255 的數(shù)據(jù)口輸出。 （ 5） 8255PA 口用于輸出時(shí)間的個(gè)位， PB口用于輸出時(shí)間的十位，由 747S07 驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)； 而 PC 口用于輸出各個(gè)燈的情況，它的末段連接雙向晶閘管采用 220V交流電壓驅(qū)動(dòng)。通過專用端口輸入到 MAX692 看門狗芯片的 WDI 引角引起 RESET 復(fù)位信號復(fù)位系統(tǒng)。 計(jì)數(shù)器硬件延時(shí) 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算 定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)值是送到 TH 和 TL中的。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為 C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計(jì)算通式： TC=MC式中， M 為計(jì)數(shù)器摸值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。 [4] 計(jì)算公式 T=（ M－ TC） T計(jì)數(shù) 或 TC＝ MT／ T計(jì)數(shù) T 計(jì)數(shù)是單片機(jī)時(shí)鐘周 期 TCLK 的 12 倍；ＴＣ為定時(shí)初值 如單片機(jī)的主脈沖頻率為 TCLK12MHZ ，經(jīng)過 12分頻 方式 0 TMAX＝ 213 *1 微秒＝ 毫秒 方式 1 TMAX＝ 216 *1 微秒＝ 毫秒 顯然１秒鐘已經(jīng)超過了計(jì)數(shù)器的最大定 時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問題。這樣每當(dāng) T0 到 50毫秒時(shí) CPU 就響應(yīng)它的溢出中斷請求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。為零表示 1秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。 初值： TC=MT／ T計(jì)數(shù) ＝ 21650ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, 01H 。裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, BOH 。開 T0 中斷 SEBT TR0 ；啟動(dòng) T0 計(jì)數(shù)器 MOV RO, 14H 。 跳轉(zhuǎn)到時(shí)間及信號燈顯示子程序 DJNZ： MOV R0，＃ 14H ；恢復(fù) R0 值 MOV TH0, 3CH 。 MOV IE, 82H RET1 END 軟件延時(shí) MCS51 的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 8051 單片機(jī)的工作頻率為 6MHZ。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定 1秒的時(shí)間。 DELAY1 為 一 個(gè) 雙 重 循 環(huán) 循 環(huán) 次 數(shù) 為 256*256=65536 所 以 延 時(shí) 時(shí) 間=65536*2=131072us 約為 125us 。 由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指令執(zhí)行時(shí)間可 以忽略不計(jì)。因此， 8051 通常需要擴(kuò)展。 [5] 擴(kuò)展的方法有兩種：（ 1）借用外部 RAM 地址來擴(kuò)展 I/O 端口；（ 2）采用 I/O 接口新片來擴(kuò)充。 顯示原理： 當(dāng)定時(shí)器定時(shí)為 1 秒 時(shí)程序跳轉(zhuǎn)到時(shí)間顯示及信號燈顯示子程序，它將依次顯示信號燈時(shí)間 ，同時(shí)一直顯示信號燈的顏色，這時(shí)在返回定時(shí)子程序定時(shí)一秒，在顯示黃燈的下一個(gè)時(shí)間，這樣依次把所有的燈色的時(shí)間顯示完后在重新給時(shí)間計(jì)數(shù)器賦初值 ，重新進(jìn)入循環(huán)。如圖 2我們用連接 7 段數(shù)碼管的方法來連接晶閘管 。 采用共陰級連接 : 其中 PA0\PB0a, PA1\PB1b, PA2\PB2c, PA3\PB3d, PA4\PB4e, PA5\PB5f, PA6\PB6g PA7\PB7 SP接地 驅(qū)動(dòng)代碼：如下表 3 所示 表 3 驅(qū)動(dòng)代碼 顯示數(shù)值 dop g f e d c b a 驅(qū)動(dòng)代碼（ 16 進(jìn)制） 0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 5 0 1 1 0 1 1 0 0 6DH 6 0 1 1 1 1 1 0 0 7DH 7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制器的軟件設(shè)計(jì) 17 8255 與 8051 的連接： 用 8051的 P0 口的 連接 8255的片選信號 cs 我們用 8051的地址采用全譯碼方式，當(dāng) =0 時(shí)片選有效， 其他無效， 用于選擇 8255 端口。 程序設(shè)計(jì) 8 所示 圖 8 流程圖 開始 初始化 等待鍵盤事件 鍵盤事件處理 顯示程序處理 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制器的軟件設(shè)計(jì) 18 程序流程圖如下圖 9 Y N 圖 9 程序流程圖