【正文】 輸出時(shí)間的十位， 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)。 （ 6） 在交通控制程序中加入看門狗指令，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常看門狗將發(fā)出溢出中斷。通過專用端口輸入到 MAX692 看門狗芯片的 WDI 引腳， 引起 RESET 復(fù)位信號復(fù)位系統(tǒng) 。 鍵盤設(shè)置時(shí)間參數(shù) AT89S51系 統(tǒng) 處 理 鎖存 看門狗 的并行接口 8255A擴(kuò)展 CPU 時(shí)間顯示 交通燈 劉濤：基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 交通燈控制線路圖 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e vi s i o nS i z eBD a t e : 11 J un 200 9 S h e e t of F i l e : D : \ p 圖 \ l i u t a b D r a w n B y:R1RRRRRRRRS S S S SSSSSV C CV C CD826D727D628D529D430D331D232D133G348Q352Q361Q37E3874 L S 3 73WR43RD44CS45A146A047D748D649D550D451D352D253D154D055R E S E T56G N D57VCC58P A 770P A 669P A 568P A 467P B 778P B 677P B 576P B 475P B 374P B 273P B 172P C 079P C 180P C 281P C 38282 55P A 366P A 265P A 164P A 063P B 071V C CD7D6D5D4D3D2D1D0RRRP C 0P C 1P C 2P C 0 P C 1 P C 2V C C1V O U T2P F I3G N D4P F D8W D I7R E S E T6V B A T T5M A X 6 92OUT1IN2GND378 05V C C116116abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgP 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0/ R X D9P 3 .1/ T X D10P 3 .2/ I N T 011P 3 .3/ I N T 112P 3 .4/ T 013P 3 .5/ T 114G U D15W R / P 3 .616R D / P 3 .717P 0 .718P 0 .619P 0 .520P 0 .421P 0 .322P 0 .223P 0 .124P 0 .025E A / V P P29A L E / P R O G26P E S N27A T 89S 51VCC30R S T28D7D6D5D4D3D2D1D0P 3 .2/ I N T 0P 3 .2/ I N T 0 圖 32 交通燈控制線路圖 看門狗硬件電路設(shè)計(jì) 由于單片機(jī)自身的抗干擾能力比較差，尤其在一些條件比較惡劣、噪聲大的場合，常會出現(xiàn)單片機(jī)因?yàn)槭芡饨绺蓴_而導(dǎo)致死機(jī)的現(xiàn)象，造成系統(tǒng)不能正常工作。設(shè)置看門狗是為了防止單片機(jī)死機(jī)、提高單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾性的一種重要途徑。 一個(gè)完整的單片機(jī)應(yīng)用 系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)軟、硬件的結(jié)合體，在系統(tǒng)正常工作時(shí)，會受到各種外界干擾因素的影響。這種外界干擾輕者導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)出錯(cuò)，重者將嚴(yán)重影響程序的運(yùn)行。因此單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)一定要考慮系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)，以滿足系統(tǒng)在現(xiàn)場苛刻環(huán)境下的正常運(yùn)行，而“看門狗”則是系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，所謂的“看門狗”是指在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中通過軟件或硬件方式在一定的周期內(nèi)監(jiān)控單片機(jī)或其他 CPU 的 運(yùn)行情況。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有收到來自單片機(jī)或其他 CPU 的觸發(fā)信號，則系統(tǒng)會強(qiáng)制復(fù)位，以保證系統(tǒng)在受到干擾時(shí)仍能夠維持正常的工作狀態(tài)。在單片機(jī)系統(tǒng)中，看門狗的設(shè)計(jì)一般采用硬件和軟件結(jié)合兩種方式。 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 軟件看門狗 軟件看門狗是利用單片機(jī)片內(nèi)閑置的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器單元作為看門狗，在單片機(jī)程序中適當(dāng)?shù)牟迦氡O(jiān)控指令，當(dāng)程序出現(xiàn)異?；蜻M(jìn)入死循環(huán)時(shí)，利用軟件將程序計(jì)數(shù)器 PC賦予初始值，強(qiáng)制性的使程序重新開始運(yùn)行。 使用軟件看門狗的具體實(shí)現(xiàn)方法如下。 （ 1） 首先在初始化程序中設(shè)置好定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的方式控制寄存器 (TMOD) 和 定時(shí)時(shí)間的初值，并開中斷。 （ 2） 根據(jù)定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間，在主程序中按一定的間隔插入復(fù)位定時(shí)器的指令，既插入監(jiān)控 指令，兩條指令間的時(shí)間間隔應(yīng)該小于定時(shí)時(shí)間，否則看門狗將發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作。 （ 3） 在定時(shí)器的中斷服務(wù)程序中設(shè)置一條無條件轉(zhuǎn)移指令，將程序計(jì)數(shù)器 PC 轉(zhuǎn)移到初始化程序的入口。 軟件看門狗的最大特點(diǎn)是無須外加硬件電路，經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)然，如果片內(nèi)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器被占用，就需要尋求其他的設(shè)計(jì)方式了。 硬件看門狗 專用硬件看門狗是指一些集成化的或集成在單片機(jī)內(nèi)的專用看門狗電路，它實(shí)際上是一個(gè)特殊的定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，發(fā)出溢出脈沖。從實(shí)現(xiàn)角度上看，該方式是一種軟件與片外專用電路相結(jié)合的技術(shù)，硬件電 路連接好后，在程序中適當(dāng)?shù)夭迦胍恍┛撮T狗復(fù)位的指令，保證程序正常運(yùn)行時(shí)看門狗不溢出。而當(dāng)程序運(yùn)行異常時(shí)，看門狗超時(shí)發(fā)出溢出脈沖，通過單片機(jī)的 RESET 引腳使單片機(jī)復(fù)位。這種方式中，看門狗能否可靠有效地工作，與硬件組成及軟件的控制策略都有密切的關(guān)系。目前常用的集成看門狗電路很多，如 MAX705/70 MAX813L、 X5043/5045 等。 看門狗電路可以分為內(nèi)看門狗和外看門狗?？撮T狗電路是指看門狗的硬件電路包含在單片機(jī)內(nèi)部，如 Microchip 的 16C5x 系列， MOTOROLA 的 68C05 系列， 51 內(nèi)核中 比較典型的有 Atmel 公司的 AT89C55WD、 AT89S8252， Winbond 公司的 W77E58， SST 公司的SST89C58 以及 Philips 公司 87系列的多種型號的單片機(jī)等。 VOUT VBATT VCC RESET RESET GND WDI PFI /PFD 圖 33 MAX692 引腳圖 MAX692 1 2 3 4 5 6 7 8 劉濤：基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 對于沒有看門狗定時(shí)器的單片機(jī)或是認(rèn)為內(nèi)部看門狗不可靠時(shí)，可以采用外部看門狗定時(shí)器。外部看門狗電路既可以用專用看門狗芯片，也可由普通芯片實(shí)現(xiàn)。 本設(shè)計(jì)中 ，以專用芯片 MAX692 作為外部看門狗的電路， MAX692 是微系統(tǒng)監(jiān)控電路芯片，具有后備電池切換、掉電判別、看門狗 監(jiān)控等功能， 其引腳說明如圖 33 所示。圖中： VOUT：電 源輸出引腳。 VCC：接電源引腳，電源供電 ～ 。 GND：接地。 PFI：電池故障輸入。 /PFO：電池故障輸出。 WDI：監(jiān)視器輸入引腳。 /RESET：復(fù)位輸出引腳，低電平有效。 VBATT：后備電池輸入端。 MAX692 在本文的單片機(jī)系統(tǒng)中的具體使用方法和電路原理圖如圖 34 所示。 圖 中WDI 是看門狗監(jiān)測輸入腳，接到 CPU 的一個(gè)專用 I/O 口或一個(gè)總線上。 /RESET 是復(fù)位信號輸出腳，接到 CPU 的復(fù)位輸入腳。 MAX692 的 WDI 定時(shí)周期是 ，復(fù)位脈沖寬度是200ms。如果 WDI 保持高或低 超過看門狗定時(shí)周期（ ）， /RESET 端將發(fā)生 200ms 的負(fù)脈沖使 CPU 復(fù)位 。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 31 M a y 20 09 S he e t of F i l e : D : \新建文件夾 \p 圖 \ l i ut a db D r a w n B y :V C C1VOUT2P F I3GND4P F D8W D I7R E S E T6V B A T T5M A X 69 2OUT1IN2GND37805V C C116116I N T 1I / OR E S E T 圖 34 MAX692 電路原理圖 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 時(shí)間及信號燈的顯示 AT89S51 并 行口擴(kuò)展 AT89S51 雖然有 4 個(gè) 8 位 I/O 端口 ,但真正能提供借用的只有 P1口 ,因?yàn)?P2 和 P0口通常用于傳送外部傳送地址和數(shù)據(jù) ,P3 口也有它的第二功能。因此， AT89S51 通常需要擴(kuò)展。由于我們用外輸出時(shí)間時(shí)，時(shí)間的個(gè)位、十位、信號燈的顯示都要用到一個(gè) I/O端口，顯然 AT89S51 的端口是不夠，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。 本設(shè)計(jì)采 用 8255 并行接口芯片來擴(kuò)展 I/O 端口。 用 AT89S51 的 P0 口的 連接8255 的片選信號 /cs ， AT89S51 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。 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 AT89S51 是分時(shí)對 8255 和儲存器進(jìn)行訪問，所以 AT89S51 的 P0 口不會發(fā)生沖突。 顯示原理 當(dāng)定時(shí)器定時(shí)為 1秒， 定 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)再返回定時(shí)子程序定時(shí)一秒，再顯示黃燈的下一個(gè)時(shí)間，這樣依次把所有燈色的時(shí)間顯示完后，再 重新給時(shí)間計(jì)數(shù)器賦初值，重新進(jìn)入循環(huán)。 8255 輸出信號的放大 要使行人能看見信號燈的情況，必須把 8255 輸出的信號進(jìn)行放大，這里我們用 VT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。本設(shè)計(jì)采 用連接 7段數(shù)碼管的方法來連接晶閘管。 8255 輸出信號 與信號燈的連接 LED 燈的顯示原理 :通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮而顯示不同的字形 。 本設(shè)計(jì) 采用共陰級連接 ，各管腳的電平高低對應(yīng)的字型如表 31所示。 其中 PA0\PB0a, PA1\PB1b, 劉濤：基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 PA2\PB2c, PA3\PB3d, PA4\PB4e, PA5\PB5f, PA6\PB6g