【正文】 .................. 6 MCS51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) ................................................................................................ 6 ......................................................................................................................... 6 ......................................................................................................................... 7 ........................................................................................................... 8 第 3章 8255芯片簡(jiǎn)介 ............................................................................................................... 11 8255并行接口 ............................................................................................................... 11 8255并行接口芯片工作方式 .......................................................................................... 11 74LS373簡(jiǎn)介 ................................................................................................................. 11 第 4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................................................13 ......................................................................................................13 .................................................................................................................13 系統(tǒng)總框圖如（圖六） .............................................. 13 交通燈硬件線路圖 ................................................... 14 系統(tǒng)工作原理 ....................................................... 14 時(shí)間及信號(hào)燈的顯示 ........................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 顯示原理： ......................................................... 17 8255PA 口輸出信號(hào)接信號(hào)燈 ......................................... 17 8255 輸出信號(hào)與數(shù)碼管的連接 ........................................ 18 8255 與 8051 的連接 ................................................. 18 程序設(shè)計(jì) .......................................................................................................................19 流程圖如圖所示 ..................................................... 19 程序源代碼 ......................................................... 20 第 6章 總結(jié) ................................................................................................................................30 參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................32 引言 1 引言 當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。 1858 年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車通行。 1868 年，英國(guó)機(jī)械工程師（納伊特）在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì) 大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。1869 年 1月 2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車輛接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下喇叭，就使紅 燈變?yōu)榫G燈。紅外光的光束把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。 1968 年，聯(lián)合國(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。 雖然單片機(jī)的形態(tài)只是一塊芯片，但是它已經(jīng)具 有了微型計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和功能。 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)經(jīng)過 3代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的 CPU 功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引腳的多功能化，以及低電壓底功耗。諾依曼結(jié)構(gòu)；另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開而分別尋址的結(jié)構(gòu)，稱為哈佛結(jié)構(gòu)。目前的單片機(jī)以采用哈佛結(jié)構(gòu)的較多。單片機(jī)的中央處理器（ CPU）和通用微處理器基本相同，只是增設(shè)了“面向控制”的處理功能，例如位處理、查表、多種跳轉(zhuǎn)、乘除法運(yùn)算、狀態(tài)檢測(cè)、中斷處理功能等，增強(qiáng)了控制的實(shí)用性和靈 活性。 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明： 圖 1 中斷系統(tǒng) 8051 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中第 2 章 MSC51 芯片簡(jiǎn)介 3 斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 下圖是 MCS51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 示意圖 2?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明： MCS51 的引腳說明： MCS51 系列單片機(jī)中的 803 8051 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。初始化后，程序計(jì)數(shù)器 PC 指向0000H， P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入 07H，其它專用寄存器被清 “0” 。然而，初始復(fù)位不改變 RAM（ 包括工作寄存器 R0R7）的狀態(tài)， 8051 的初始態(tài)。此外， RESET/Vpd還是一復(fù)用腳， Vcc斷電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 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。 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 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，輸入不能被鎖存。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(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。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條線用作通訊的聯(lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信 號(hào)。 1Q8Q 為 8 個(gè)輸出端。 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 交通管理的方案論證 東西、南北兩干道交于一個(gè)十 字路口，各干道有一組紅、黃、綠三色的指示燈，指揮車輛和行人安全通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈點(diǎn)亮?xí)r間為東西、南北兩干道的公共停車時(shí)間。 表 2 表 2 說明： （ 1）當(dāng)東西方向?yàn)榧t燈 ，此道車輛禁止通行，東西道行人可通過；南北道為綠燈，此道車輛通過，行人禁止通行。 （ 2）黃燈閃爍 5秒，警示車輛和行人 紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。時(shí)間為 80 秒。 （ 4）這樣如上表的時(shí)間和紅、綠、黃出現(xiàn)的順序依次出現(xiàn)這樣行人和車輛就能安全暢通的通行。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 選用設(shè)備 8031 單片機(jī)一片選用設(shè)備： 8031 彈片機(jī)一片， 8255 并行通用接口芯片一片， 74LS07 芯片兩片， MAX692‘看門狗’一片，共陰極的七段數(shù)碼管兩個(gè)雙向晶閘管若干個(gè)， 7805 三端穩(wěn)壓電源一個(gè)，紅、黃、綠交通信號(hào)燈各兩個(gè)，開關(guān)鍵盤、連接導(dǎo)線若干。 (3)8051 通過 設(shè)置 各個(gè)信號(hào)等的燃亮?xí)r間、通過 8031 設(shè)置，綠、紅時(shí)間分別為60 秒、 80秒循環(huán)由 8051 的 P0 口向 8255 的數(shù)據(jù)口輸出。 （ 5）紅燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間， 當(dāng)有車輛闖紅燈時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警， 3S 后然后恢復(fù)正常。 （ 7）綠燈時(shí)間倒計(jì)時(shí)完畢，重新循環(huán)。我們用 8255 并行接口信片來擴(kuò)展 I/O 端口。 8255PA 口輸 出信號(hào)接信號(hào)燈 由于發(fā)光二極管為共陽(yáng)極接法，輸出端口為低電平，對(duì)應(yīng)的二極管發(fā)光，所以可以用置位的方法點(diǎn)亮紅，綠，黃發(fā)光二極管。主程序的入口地址 LJMP MAIN 。外部中斷 0的中斷程序入口地址 ORG 000BH 。跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序處 ORG 0013H 。CPU 開中斷 ， 允許 T0 中斷 ， T1 中斷和外部中斷 1中斷 MOV TMOD,51H 。T1 計(jì)數(shù)器清零 MOV TL1, 00H 第 5 章 控制器的軟件設(shè)計(jì) 12 SETB TR1 。允許 INT1 中斷 SETB IT1 。給 8255 賦初值， 8255 工作于方式 0 MOVX DPTR, A AGAIN: JB ,N0 。判斷 是否為 1，若為 1則設(shè)定紅燈時(shí)間，否則設(shè)定綠燈時(shí)間 MOV R0,00H 。存入東西方向綠燈初始時(shí)間 MOV R3, A LCALL DISP1 LCALL DELAY AJMP AGAIN RED: