【正文】 口： Pl 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口， Pl 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 端口引腳 第二功能： MOSI（用于 ISP 編程） MOSI（用于 ISP 編程） MOSI（用于 ISP 編程） 表 2 具有第二功能的 P1 口引腳 P2 口： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR 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 亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。作輸入端時(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。 WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置 SFR AUXR 的 DISRT0 位（地址 8EH）可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。 ALE／ PROG———— ：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如有必要，可通過(guò)對(duì)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(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 無(wú)效。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的 PSEN————信號(hào)。欲使 CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)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(chǔ)器中的指令。 XTAL1：振蕩器反相 放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器， 20 因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在閑置模式下， CPU停止工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 中斷的處理流程 CPU 響應(yīng)中斷請(qǐng)求后，就立即轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷服務(wù)程序。我們舉個(gè)例子，在看書時(shí)，電話玲響需傳去接電話時(shí)，必須在書本上做個(gè)記號(hào)， 以便在接完電話后回來(lái)看書時(shí)，知道從哪些內(nèi)容繼續(xù)往下看。中斷服務(wù)程序完成后，繼續(xù)執(zhí)行原先的程序，就需把保存的現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)容從堆棧中彈出，恢復(fù)積存器和存儲(chǔ)單元的原有內(nèi)容，這就是現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)。 （ 2）中斷打開(kāi)和中斷關(guān)閉： 在中斷處理進(jìn)行過(guò)程中，可能又有新的中斷請(qǐng)求到來(lái)，這里規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)的操作是不允 許打擾的，否則保護(hù)和恢復(fù)的過(guò)程就可能使數(shù)據(jù)出錯(cuò)， 21 為此在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)的過(guò)程中，必須關(guān)閉總中斷，屏蔽其它所有的中斷，待這個(gè)操作完成后再打開(kāi)總中斷，以便實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。 （ 4）中斷返回： 執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，必然要返回，中斷返回就是被程序運(yùn)行從中斷服務(wù)程序轉(zhuǎn)回到原工作程序上來(lái)。 交通燈中的中斷處理流程 （ 1）現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)： 有特殊車輛要通過(guò)時(shí)就要進(jìn)行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況保護(hù)好，當(dāng)中斷執(zhí)行后再恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，包括信號(hào)燈和時(shí)間顯示電路。 （ 3）中斷服務(wù)程序： 有中斷產(chǎn)生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務(wù)，中斷服務(wù)程序就是執(zhí)行中斷處理的具體內(nèi)容：即如果南北方向有特殊車輛要求通過(guò)，南北方向轉(zhuǎn)換 為綠燈，東西方向?yàn)榧t燈；如果東西方向有特殊車輛要求通過(guò)，東西方向轉(zhuǎn)換為綠燈，南北方向?yàn)榧t燈。 系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理 實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)要求的具體功能，可以選用 AT89C51 單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)， 12 個(gè)發(fā)光二極管分成 4 組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號(hào)燈指示模塊， 8 個(gè)LED 東西南北各兩個(gè)構(gòu)成倒計(jì)時(shí)顯示模塊，若干按鍵組成時(shí)間設(shè)置和緊急按鈕。其具體的硬件電路總圖如圖 所示。 22 20pFC120pFC21KR13R1422uFC31212MHZS?SWPBVCCVCCGNDGNDGNDVD12VD11VD10VD9VD8VD7VD6VD5VD4VD3VD2VD1R12R11R10R9R8R7R6R5R3R4R1R2南北綠南北黃南北紅東西綠東西黃東西紅交通燈電路12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40IC1P80C51RA+5NK1K2K3復(fù)位電路緊急通行電路A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS1A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS3倒計(jì)時(shí)顯示電路Q?2N3904Q?2N3904VCC 圖 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)電路圖 系統(tǒng)工作原理 系統(tǒng)上電或手動(dòng)復(fù)位之后，系統(tǒng)先顯示狀態(tài)燈及 LED 數(shù)碼管，將狀態(tài)碼值送顯 P1 口，將要顯示的時(shí)間值的個(gè)位和十位分別送 顯 P0 口，在此同時(shí)用軟件方法計(jì)時(shí) 1 秒，到達(dá) 1s 就要將時(shí)間值減 1，刷新 LED 數(shù)碼管。其二為通行時(shí)間調(diào)整中斷，若 K4 按鍵有效，進(jìn)入相應(yīng)的中斷子程序，對(duì)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，此后再按 K4 鍵則中斷結(jié)束返回。由于東往西方向和西往東方向顯示的時(shí)間相同，南往北方向和北往南方向顯示的時(shí)間也相同，所以只需要考慮四位數(shù)碼管顯示電路，其中東西方向兩位，南北方向兩位，兩位數(shù)碼管可以時(shí)間的時(shí)間為 099 秒完全可以滿足系統(tǒng)的要求。讓其顯示 1MS 后再給 P0 口送 0 的共陰極碼即 3FH，讓第二位要顯示 0 的位碼 GND 段為低電平，其它三位的控制端都接高電平，那么第二位就顯示 0，其它三位不亮。顯掃描次數(shù) LOOP： MOV P0,5BH 。延時(shí) 1MS SETB 。送 0 的共陰極碼 CLR ；第二位顯示 0 ACALL D1MS 。滅第二位 MOV P0,5BH 。延時(shí) 1MS SETB 。送 5 的共陰極碼 CLR ；第四位顯示 5 ACALL D1MS 。滅第四位 DJNZ R7， LOOP；不夠一秒，繼續(xù)掃描 NEXTNUMBER；到一秒顯示下一個(gè)數(shù) D1MS: 。 LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽(yáng)和共陰之分。這樣，一個(gè) LED 數(shù)碼管就有 I 根位選線和 8 根段選線，要想顯示一個(gè)數(shù)值，就要分別對(duì)它們的高低電平來(lái)加以控制。 圖 LED 數(shù)碼管 LED 燈的顯示原理 :通過(guò)同名管腳上所加電平的高低來(lái)控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮而顯示不同的字形，如 dp， g,f,e,d,c,b,a 全亮顯示為８，采用共陽(yáng)極連接驅(qū)動(dòng)代碼，代碼表如下表 5 所示。 LED8 段數(shù)碼管的設(shè)置為每個(gè)方位上的一對(duì) 2 為顯示器。雖然路口不一樣，但是顯示的時(shí)間在數(shù)字上是一樣的，所以兩邊連接的 IO 口是對(duì)稱的。 圖 LED 連接圖 發(fā)光二極管 根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對(duì)稱分布的，如下圖 所示。低電平有效，當(dāng)按鍵 按下端口接地，單片機(jī)捕獲到低電平，從而知道相應(yīng)的輸入信息 27 5 智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 交通燈的軟件設(shè)計(jì)流程圖 全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊：鍵盤設(shè)置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，LED 顯示程序緊停程序，中斷服務(wù)子程序，紅綠燈時(shí)間調(diào)整程序等。流程 圖如圖 所示。智能交通燈控制系統(tǒng)在正常工作的情況下，每 20s 循環(huán)變化一次。在此期間若中斷按鍵按下則轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序進(jìn)行相關(guān)操作。它是以加法記數(shù)的，并能從全 1 到全 0 時(shí)自動(dòng)產(chǎn)開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 東西亮綠燈，南北亮紅燈 調(diào)顯示子程序（動(dòng)態(tài)顯示） 東西，南北方向換向 東西黃燈閃爍，南北亮紅燈燈 中斷處理子程序 處理 返回 28 生溢出中斷請(qǐng)求。計(jì)數(shù)值并不是目的，目的是時(shí)間值，設(shè)計(jì) 1 次的時(shí)間，即定時(shí)器計(jì)數(shù)脈沖的周期為 T0，它是單片機(jī)系統(tǒng)主頻周期的 12 倍，設(shè)要求的時(shí)間值為 T，則有 C=T／ T0。在方式 0 時(shí) M 為 8192；在方式 1 時(shí) M 的值為65536；在方式 2 和 3 為 256。如單片機(jī)的主脈沖頻率為 12MHZ，經(jīng)過(guò) 12 分頻后，若采用方式０最大延時(shí)只有 毫秒，采用方式１最大延時(shí)也只有 毫秒。相反，時(shí)間計(jì)時(shí)方面卻不可能只用計(jì)數(shù)器，因?yàn)轱@然１秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們還必須采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題。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(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)確定 1 秒的時(shí)間，但同時(shí)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)。以 IT0 為例， IT0=0，為電 平觸發(fā)方式，IT0=1，為負(fù)邊沿觸發(fā)方式，本設(shè)計(jì)采用電平方式， IE0 為其中斷標(biāo)志位，有中斷信號(hào)則置位，中斷服務(wù)子程序響應(yīng)后， IE0 自動(dòng)清零。 在優(yōu)先級(jí)的允許下，一旦有外部中斷信號(hào)產(chǎn)生，單片機(jī) CPU首先保護(hù)斷點(diǎn)，PC 值進(jìn)棧，然后執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，執(zhí)行完后，用 RETI 指令返回，此時(shí) CPU會(huì)從堆棧中取保存的斷點(diǎn)地址，送回 PC，程序再正常執(zhí)行。定義 IO 端口如下，其中均是低電平有效。 括號(hào)中是 P1 端口 8 個(gè)引腳值對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制碼。東西紅，南北綠，計(jì)時(shí)時(shí)間為 20s MOV P1,0F3H MOV 60H,61H A1: MOV R1,50 A2: ACALL BCD ACALL DISPCLK DJNZ R1,A2 MOV A,60H MOV R0,60H ADD A,99H DA A MOV 60H,A CJNE R0,05H,A1 LED 倒計(jì)時(shí)顯示 LED 計(jì)時(shí)每 1 秒都要刷新 1 次，采用的是動(dòng)態(tài)顯示，首先將 R4 除以 10H，整數(shù)即十位放在 50H 中，余數(shù)即個(gè)位放在 51H 中，設(shè)置 7 段 LED 顯示數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表，用數(shù)據(jù)指針寄存器 DPTR 指向數(shù)據(jù)表的首地址，再加上 A 中的偏移量，就可以指向十位數(shù)字，然后送顯即可，個(gè)位顯示同理。將十位數(shù)送到（ 51Ｈ），個(gè)位數(shù)送到（５０ Ｈ） MOV A,60H ； 60H 單元放的是倒計(jì)時(shí)值 MOV B,10H DIV AB MOV 51H,A MOV A,B MOV 50H,A RET DISPCLK: 。程序如下： 。全紅 A9: MOV P1,0F6H SETB SETB ACALL DELAY JNB ,B0 JMP JE 。只允許南北方向車輛通行 DH: MOV P1,0F3H SETB SETB ACALL DELAY JNB ,B0 JMP JE JE: POP P2 POP P1 POP 60H SETB EA RETI 31 紅綠燈時(shí)間調(diào)整程序 時(shí)間調(diào)整按鍵連接到外部中斷引腳 ，即 INT1 捕獲到一個(gè)低電平，則進(jìn)入該中斷進(jìn)行相關(guān)處 理。加減程序 IINT1: CLR EA JB ,$ PUSH P1 PUSH P2 B1: JNB ,DDEC IINC: JNB ,SINC 。自動(dòng)加