【正文】 作。還有倒計(jì)時顯示器，顯示器用于顯示相應(yīng)方向直行控制當(dāng)前點(diǎn)亮信號燈還要持續(xù)的時間（即剩余時間）。信號燈的控制規(guī)律 如表 1所示。南北 方向 紅燈亮 30s 后轉(zhuǎn)為先綠燈亮 25s，然后綠燈閃爍 3s，最后黃燈亮 2s，東西向紅燈亮 30s。要求采用 單片機(jī) 實(shí)現(xiàn)交通燈的控制規(guī)律。十字路口分四條道，每條道有三個紅 綠燈，共十二個。然后再組合起來，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU，隨機(jī)存儲器 RAM，只讀存儲器 ROM，多種 I\0口和中斷系統(tǒng)，定時器，計(jì)時器等功能，集成在一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善 的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 單片機(jī)硬件特性 （ 1） 單片機(jī)集成度很高，單片機(jī)包括 CPU、 4KB 容量的 ROM(8031 無 )、 128B 容量的 RAM、 2 個 16 定時計(jì)時器、 4 個 8 位并行口、全雙工串口行口。 （ 3）單片機(jī)可靠性能好，可工作很長時間。 1Q8Q為 8個輸出端。 六驅(qū)動器 (OC 高壓輸出 ) 74LS07 Vcc 6A 6Y 5A 5Y 4A 4 ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐ │ 14 13 12 11 10 9 8│ Y = A ） │ │ 1 2 3 4 5 6 7│ └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ 7805 實(shí)現(xiàn)正電壓輸出，負(fù)電壓截止。其內(nèi)部還有一個控制寄存器，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，每個端口包含一個 4位鎖存器。 8255 的內(nèi)部組成框圖如 圖 3 所示： 圖 3 8255 內(nèi)部組成框圖 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：一個是方式選擇控制字；另一個是 C口按位置位／復(fù)位控制字。方式控制字格式說明如圖 4所示： 圖 4 8255 方式控制字 方式 0：基本輸入／輸出方式。每一個端口都可以用作輸入或輸出。方式 0適合于兩種情況：一種是無條件傳送，另一種是查詢方式傳送。這時 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 口具備雙向選通輸入 /輸出方式， 8位外設(shè)線用作輸入或輸出。它是一種大功率開關(guān)型半導(dǎo)體器件，在電路 中用文字符號 “VT” 表示 ； 圖 5為晶閘管的結(jié)構(gòu)圖 ； 圖 6為晶閘管的電路圖； 圖 5 晶閘管的結(jié)構(gòu)圖 圖 6 為晶閘管的電路圖 晶閘管 VT 在工作過程中，它的陽極 A 和陰極 K 與電源和負(fù)載連接，組成晶閘管的主電路，晶閘管的門極 G和陰極 K與控 制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。 2. 晶閘管承受正向陽極電壓時，僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。 在電路中我們使用的晶閘管來控制紅綠燈的亮滅。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖 8所示： 圖 8 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 1． 電源提供方案 為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。此方案的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點(diǎn)是各模塊都采用獨(dú)立電源，會使系 統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路電平。該方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)約成本；缺點(diǎn)是輸出功率不高。 2． 顯示界面方案 該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時功能。這種方案功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等 ，但 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作。這種 方案 優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡單，可以完成倒計(jì)時功能。根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，方案二已 經(jīng)滿足了要求，所以本次設(shè)計(jì)采用方案二以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。該方案的優(yōu)點(diǎn)是使用靈活可編程，并且有 RAM 及計(jì)數(shù)器。 方案二：直接在 I/O口線上接上按鍵開關(guān)。 由于該 系統(tǒng) 是 對交通燈及數(shù)碼管的控制，只 需 用單片機(jī)本身的 I/O 口就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)數(shù)器及 RAM已經(jīng)夠用，故 選擇 方案二。現(xiàn)從各功能模塊的實(shí)現(xiàn)逐個進(jìn)行分析探討。 單片機(jī)作為整個硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。 鍵盤及狀態(tài)顯示，開關(guān)鍵盤輸入 交通 燈初始時間，通過單片機(jī) P1 輸入到系統(tǒng)。 友好的人機(jī)界面、靈活的控制方式、優(yōu)化的物理結(jié)構(gòu)是本設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。 振蕩電路就為單片機(jī)工作提供了所需要的時鐘脈沖信號，是單片機(jī)的內(nèi)部電路、單片機(jī)的內(nèi)部程序（若有）開始工作。 AT89C51 常外接 6MHz、 12MHz的石英晶體， 18 腳和 19 腳分別對地接了一 個 20pF 的電容，目的是防止單片機(jī)自激。 復(fù)位電路 復(fù)位電路就是在 RST 端（ 9腳）外接的一個電路，目的是使單片機(jī)上 的 電開始工作時，內(nèi)部電路從初始狀態(tài)開始工作，或者在工作中人為讓單片機(jī)重新從初始狀態(tài)開始工作。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖9所示： 圖 9 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 顯示及其驅(qū)動模塊 鍵盤與狀態(tài)顯示功能 鍵盤在本設(shè)計(jì)中用于緊急情況的手動控制裝置， 以及定時時間的設(shè)置等功能，起到了不可缺 少 的重要作用。 鍵盤電路 如圖 10所示： 圖 10 鍵盤電路 倒計(jì)時計(jì)數(shù)功能 本系統(tǒng)使用數(shù)碼管完成倒計(jì)時顯示功能。然后又從紅燈的設(shè)置時間最大值往下減，一直減到 1。 系統(tǒng)共有 4個兩位的 LED 數(shù)碼管，分別放置在模擬交通燈控制板上的四個路口。這里采用動態(tài)顯示。下面給出延時 1秒的實(shí)現(xiàn)方法。 它 是以加法記數(shù)的，并能從全 1到全 0時自動產(chǎn)生溢出中斷請求。在方式 0時 M為 213 ；在方式1時 M的值為 216；在方式 2和 3的 M值 為 28。 ⑶ 設(shè)置１秒延時 我們采用在主程序中設(shè)定一個初值為 20的軟件計(jì)數(shù)器和使 T0 定時 50 毫秒。在中斷服務(wù)子程序中， CPU 先使軟件計(jì)數(shù)器減 1，然后判斷它是否為零。 ⑷ 相應(yīng)程序代碼 ① 主程序 定時器需 定時 50 毫秒，故 T0工作于方式 1。機(jī) 器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的 12倍，所以一個機(jī)器周期的時間為 12*（ 1/6M）=2us。 具體 的延時程序分析： DELAY: MOV R4,08H ； 延時 1秒子程序 DE2: LCALL DELAY1 DJNZ R4,DE2 RET DELAY1: MOV R6,0 ； 延時 125ms 子程序 MOV R5,0 DE1: DJNZ R5,$ DJNZ R6,DE1 RET MOV RN， DATA ； 字節(jié)數(shù)數(shù)為 2， 機(jī)器周期數(shù)為 1 DELAY1 為一個延時 125mS 子程序的雙重循環(huán)， 循環(huán)次數(shù) 256*256=65536 所以延時時間 為 65536*2=131072us 約為 125ms。 由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指令執(zhí)行時間可以忽略不計(jì)。因此， 8031通常需要擴(kuò)展。 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接口芯片來擴(kuò)充。 顯示原理 當(dāng)定時器定時為 1秒時程序跳轉(zhuǎn)到時間顯示及信號燈顯示子程序，它將依次顯示信號燈時間 ，同時一直顯示信號燈的顏色，這時在返回定時子程序定時一秒，在顯示黃燈的下一個時間，這樣依次把所有的燈色的時間顯示完后在重新給時間計(jì)數(shù)器賦初值 ，重新進(jìn)入循環(huán)。 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)動代碼表 顯示數(shù)值 dp g f e d c b a 驅(qū)動代碼（ 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 8255 與 8031 的連接 用 8031的 P0 口的 連接 8255 的片選信號 CS。 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 X X X X X 0 0 00H 為 8255 的 PA口 1 X X X X X 0 1 01H 為 8255 的 PB口 1 X X X X X 1 0 02H 為 8255 的 PC口 1 X X X X X 1 1 03H 為 8255 的控制口 由于 8031 是分時對 8255 和儲存器進(jìn)行 訪問 ， 所以 8031 的 P0 口不會發(fā)生沖突 。即， 接 L3, 接 L2, 接 L1, 接 L6, 接 L5, 接L3。 S/P 區(qū) CLK插孔接 BUS 3 區(qū) P3。 ，從 0030H 開始連續(xù)運(yùn)行，觀察數(shù)碼管顯示的是否正常，如果不正常，則運(yùn)用單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行進(jìn)行分析和調(diào)試，直至滿足要求。直至滿足要求。創(chuàng)新，是要我學(xué)會將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開動自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。同時，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。于是，我堅(jiān)持了下來。在設(shè)計(jì)一個系統(tǒng)，除了達(dá)到所要求的性能指標(biāo)以外，成本也是很重要的一個指標(biāo)。 參考文獻(xiàn) [1]劉煥成編著 .工程背景下的單 片機(jī)原理及