畢業(yè)設(shè)計(jì)-單片機(jī)控制交通燈

1、<p><b>　　基</b></p><p><b>　　于</b></p><p><b>　　單</b></p><p><b>　　片</b></p><p><b>　　機(jī)</b></p><p

2、><b>　　的</b></p><p><b>　　交</b></p><p><b>　　通</b></p><p><b>　　燈</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p>&

3、lt;b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　摘要:</b></p><p>　　近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。</p><p

4、>　　十字路口車(chē)輛穿梭，行人熙攘，車(chē)行車(chē)道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。交通信號(hào)燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用MCS-51系列單片機(jī)AT89C51為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通控制器，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)8051芯片設(shè)置紅，綠，黃燈點(diǎn)亮?xí)r間的功能。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短，可靠性高，實(shí)用性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，擴(kuò)展功能強(qiáng)，設(shè)計(jì)過(guò)程及程序通俗易懂。</p><p><b>

5、;　　關(guān)鍵詞：</b></p><p>　　單片機(jī) 交通燈 闖紅燈 檢測(cè)車(chē)流量</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　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(chē)輛最常見(jiàn)和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。</p><p>　　1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝

6、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(chē)通行。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。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。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。</p><p>　　電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，19

7、14年始安裝于紐約市5號(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。</p><p>　　1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車(chē)輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車(chē)放行，

8、以免發(fā)生交通事故。</p><p>　　信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。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。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車(chē)輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車(chē)輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車(chē)輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車(chē)輛必須在交叉路口的

9、停車(chē)線后停車(chē)。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車(chē)輛不能越過(guò)停車(chē)線，但車(chē)輛已十分接近停車(chē)線而不能安全停車(chē)時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。</p><p><b>　　2 單片機(jī)概述</b></p><p>　　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)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱(chēng)為微控制器。</p><p>　　通

10、常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　　單片機(jī)經(jīng)過(guò)1、2、3、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，引角的多功能化，以及低電壓底功耗。</p><p><b>　　3

11、 芯片簡(jiǎn)介</b></p><p>　　3.1 MSC-51芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　8051是MCS-51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。    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

12、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(shuō)明：</p><p><b>　　·中央處理器：</b></p><p>　　中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。</

13、p><p>　　·數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)</p><p>　　8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專(zhuān)用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專(zhuān)用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。</p><p><b>　　圖1<

14、;/b></p><p>　　·程序存儲(chǔ)器(ROM)：</p><p>　　8051共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。</p><p>　　·定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：</p><p>　　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。</p&g

15、t;<p>　　·并行輸入輸出(I/O)口：</p><p>　　8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。</p><p><b>　　·全雙工串行口：</b></p><p>　　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

16、信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。</p><p><b>　　·中斷系統(tǒng)：</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　·時(shí)鐘電路：</b></p>

17、<p>　　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。</p><p>　　單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類(lèi)型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)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)。INTEL的MCS-51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式

18、，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。</p><p>　　下圖是MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2。</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　MCS-51的引腳說(shuō)明：</p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列

19、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。現(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明：</p><p>　　MCS-51的引腳說(shuō)明：</p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)中的8031、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

20、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?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明：如圖3</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開(kāi)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。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000

21、H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫(xiě)入07H，其它專(zhuān)用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)，8051的初始態(tài)。</p><p>　　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(jiàn)下圖4。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，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)

22、不丟失。</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　·Pin30:ALE/當(dāng)訪問(wèn)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)。而訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，ALE會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。<

23、/p><p>　　如果單片機(jī)是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。</p><p>　　·Pin29:當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，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。</p><p>　　·Pin31:EA/Vpp程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線，8051和875

24、1單片機(jī)，內(nèi)置有4kB的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過(guò)4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。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。顯然，對(duì)內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器的8031,EA端必須接地。</p><p>　　在編程時(shí)，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓。</p><p>　　3.2 8255芯片簡(jiǎn)介</p>

25、<p>　　8255可編程并行接口芯片簡(jiǎn)介:</p><p>　　8255可編程并行接口芯片有三個(gè)輸入輸出端口，即A口、B口和C口，對(duì)應(yīng)于引腳PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。其內(nèi)部還有一個(gè)控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。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。它們分別與端口A／Ｂ配合使用，可以用作控

26、制信號(hào)輸出或作為狀態(tài)信號(hào)輸入。</p><p>　　8255可編程并行接口芯片方式控制字格式說(shuō)明:</p><p>　　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。其中C口按位置位／復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說(shuō)明也較冗長(zhǎng)，故在此不作敘述，需要時(shí)用戶可自行查找有關(guān)資料。</p><p>　　方式控制字格式說(shuō)明如表1：</p

27、><p><b>　　表1</b></p><p>　　D7：設(shè)定工作方式標(biāo)志，1有效。</p><p>　　D6、D5：A口方式選擇</p><p><b>　　0 0 —方式0</b></p><p><b>　　0 1 —方式1</b></p&g

28、t;<p><b>　　1 ×—方式2</b></p><p>　　D4：A口功能 （1=輸入，0=輸出）</p><p>　　D3：C口高4位功能 （1=輸入，0=輸出）</p><p>　　D2：B口方式選擇 （0=方式0，1=方式1）</p><p>　　D1：B口功能

29、 （1=輸入，0=輸出）</p><p>　　D0：C口低4位功能 （1=輸入，0=輸出）</p><p>　　8255可編程并行接口芯片工作方式說(shuō)明:</p><p>　　方式0：基本輸入／輸出方式。適用于三個(gè)端口中的任何一個(gè)。每一個(gè)端口都可以用作輸入或輸出。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。</p><p>　　方式1：選通輸入／輸出方式

30、。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)。</p><p>　　方式2 ：雙向總線方式。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(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。</p><p>　　3.3 74LS373簡(jiǎn)介</p><p>　　74LS373 是一種帶三態(tài)門(mén)的8D鎖存器，其管腳示

31、意圖如下示：</p><p>　　其中：1D-8D為8個(gè)輸入端。</p><p>　　1Q-8Q為8個(gè)輸出端。</p><p>　　LE為數(shù)據(jù)打入端：當(dāng)LE為“1”時(shí)，鎖存器輸出</p><p>　　狀態(tài)同輸入狀態(tài)；當(dāng)LE由“1”變“0”時(shí)，數(shù)據(jù)</p><p><b>　　打入鎖存器</b>&l

32、t;/p><p>　　OE為輸出允許端：當(dāng)OE=0時(shí)，三態(tài)門(mén)打開(kāi)；</p><p>　　當(dāng)OE=1時(shí)，三態(tài)門(mén)關(guān)閉，輸出高阻。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1交通管理的方案論證</p><p>　　東西、南北兩干道交于一個(gè)十字路口，各干道有一組紅、黃、

33、綠三色的指示燈，指揮車(chē)輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈燃亮?xí)r間為東西、南北兩干道的公共停車(chē)時(shí)間。設(shè)東西道比南北道的車(chē)流量大，指示燈燃亮的方案如表2。</p><p><b>　　表2</b></p><p>　　表2說(shuō)明： </p><p>　　（1）當(dāng)東西方向?yàn)榧t

34、燈，此道車(chē)輛禁止通行，東西道行人可通過(guò)；南北道為綠燈，此道車(chē)輛通過(guò)，行人禁止通行。時(shí)間為60秒。</p><p>　?。?）黃燈閃爍5秒，警示車(chē)輛和行人紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。 </p><p>　?。?）當(dāng)東西方向?yàn)榫G燈，此道車(chē)輛通行；南北方向?yàn)榧t燈，南北道車(chē)輛禁止通過(guò)，行人通行。時(shí)間為80秒。 東西方向車(chē)流大 通行時(shí)間長(zhǎng)。</p><p>　?。?）

35、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(chē)輛就能安全暢通的通行。</p><p>　?。?）此表可根據(jù)車(chē)流量動(dòng)態(tài)設(shè)定紅綠燈初始值。</p><p><b>　　4.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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，74LS07兩片，MAX692‘看門(mén)

36、狗’一片，共陰極的七段數(shù)碼管兩個(gè)雙向晶閘管若干，7805三端穩(wěn)壓電源一個(gè)，紅、黃、綠交通燈各兩個(gè)，開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)、連線若干。</p><p>　　4．2．1 系統(tǒng)總框圖如下：</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　4．2．2 交通燈硬件線路圖 </p><

37、;p>　　4．2．3 系統(tǒng)工作原理</p><p>　?。?）開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)輸入交通燈初始時(shí)間，通過(guò)8051單片機(jī)P1輸入到系統(tǒng)</p><p>　　(2) 由8051單片機(jī)的定時(shí)器每秒鐘通過(guò)P0口向8255的數(shù)據(jù)口送信息，由8255的PA 口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況；由8255的PC口顯示每個(gè)燈的燃亮?xí)r間。</p><p>　　(3)8051通過(guò) 設(shè)置 各個(gè)信

38、號(hào)等的燃亮?xí)r間、通過(guò)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。</p><p>　?。?） 通過(guò)8051單片機(jī)的P3.0位來(lái)控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng).牌位0就對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，為1系統(tǒng)就開(kāi)始工作。</p><p>　?。?）紅燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)有車(chē)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。</p><p>

39、;　　（6）增加每次綠燈時(shí)間車(chē)流量檢測(cè)的功能，并且通過(guò)查詢(xún)P2.0端口的電平是否為低，開(kāi)關(guān)按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車(chē)流量，直到下一次綠燈時(shí)間重新記入。</p><p>　?。?）綠燈時(shí)間倒計(jì)時(shí)完畢，重新循環(huán)。</p><p>　?。担刂破鞯能浖O(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1每秒鐘的設(shè)定</b></p><p&

40、gt;　　延時(shí)方法可以有兩種一中是利用MCS-51內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來(lái)確定1秒的時(shí)間，另一種是采用軟延時(shí)的方法。</p><p>　　5.2計(jì)數(shù)器硬件延時(shí)</p><p>　　5.2.1 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算</p><p>　　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。他是以加法記數(shù)的，并能從全1到全0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把

41、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T(mén)C 可得到如下計(jì)算通式：</p><p><b>　　TC=M-C</b></p><p>　　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)。在方式0時(shí)M為213 ；在方式1時(shí)M的值為216；在方式2和3為28</p><p>　　5.2.2 計(jì)算公式</p><p&g

42、t;　　T=（M－TC）T計(jì)數(shù)</p><p>　　或ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／T計(jì)數(shù)</p><p>　　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</p><p>　　如單片機(jī)的主脈沖頻率為ＴＣＬＫ１２ＭＨＺ　，經(jīng)過(guò)１２分頻</p><p>　　方式０　　　?。裕停粒兀?13?。蔽⒚耄剑福保梗埠撩?lt;/p><p&g

43、t;　　方式１　　　?。裕停粒兀?16?。蔽⒚耄剑叮担担常逗撩?lt;/p><p>　　顯然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(wèn)題．</p><p>　　5.2.3 １秒的方法</p><p>　　我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為２０的軟件計(jì)數(shù)器和使Ｔ０定時(shí)５０毫秒．這樣每當(dāng)Ｔ０到５０毫秒時(shí)ＣＰＵ就響應(yīng)它的溢出

44、中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。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。為零表示１秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。</p><p>　　5.2.4相應(yīng)程序代碼</p><p><b>　?。ǎ保┲鞒绦颉?lt;/b></p><p>　　定時(shí)器需定時(shí)５０毫秒，故Ｔ０工作于方式１。　初值：</p><p

45、>　　ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T計(jì)數(shù)?。剑玻保丁。担癿s/1us=15536=3CBOH</p><p><b>　　ORG 1000H</b></p><p>　　START: MOV TMOD, #01H ; 令ＴＯ為定時(shí)器方式１</p><p>　　MOV TH0, #3CH ;裝入定時(shí)器初值</p>

46、<p>　　MOV TL0, #BOH　　;</p><p>　　MOV IE,　　　#82H ;開(kāi)Ｔ０中斷</p><p>　　SEBT 　TＲO　　　　　　??；啟動(dòng)Ｔ０計(jì)數(shù)器</p><p>　　MOV 　RO,　　#14H　　　;軟件計(jì)數(shù)器賦初值</p><p>　　LOOP:　SJMP $　　　　　

47、　　　?。坏却袛?lt;/p><p>　?。ǎ玻┲袛喾?wù)子程序</p><p>　?。希遥恰　。埃埃埃拢?lt;/p><p>　?。粒剩停小　。拢遥裕?lt;/p><p><b>　?。希遥恰。埃埃拢?lt;/b></p><p>　?。拢遥裕希篋JNZ Ｒ０，ＮＥＸＴ</p><p>　

48、　AJMP TIME ; 跳轉(zhuǎn)到時(shí)間及信號(hào)燈顯示子程序 </p><p>　　DJNZ：ＭＯＶ　ＲＯ，＃１４Ｈ　；恢復(fù)Ｒ０值</p><p>　　MOV TH0, #3CH ;重裝入定時(shí)器初值</p><p>　　MOV TL0, #BOH　　;</p><p>　　MOV IE,　　　#82H <

49、/p><p><b>　?。遥牛裕?lt;/b></p><p><b>　　ＥＮＤ</b></p><p><b>　　5.3 軟件延時(shí)</b></p><p>　　MCS-51的工作頻率為2-12MHZ，我們選用的8031單片機(jī)的工作頻率為6MHZ。機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻

50、的12倍，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間為12*（1/6M）=2us。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。</p><p>　　具體的延時(shí)程序分析：</p><p>　　DELAY:MOV R4,#08H 延時(shí)1秒子程序</p><p>　　DE2:LCALL DELAY1 </p><p>　　

51、DJNZ R4,DE2</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY1:MOV R6,#0 延時(shí)125ms 子程序</p><p><b>　　MOV R5,#0</b></p><p>　　DE1: DJNZ R5,$</p><p&g

52、t;　　DJNZ R6,DE1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　MOV RN，#DATA 字節(jié)數(shù)數(shù)為2 機(jī)器周期數(shù)為1</p><p>　　所以此指令的執(zhí)行時(shí)間為2ms </p><p>　　DELAY1 為一個(gè)雙重循壞 循環(huán)次數(shù)為256*256=65536 所以延時(shí)時(shí)間=6

53、5536*2=131072us 約為125us </p><p>　　DELAY R4設(shè)置的初值為8 主延時(shí)程序循環(huán)8次，所以125us*8= 1秒</p><p>　　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)。</p><p>　　5.4 時(shí)間及信號(hào)燈的顯示</p><p>　　5.4.1 8051并行口的擴(kuò)展</

54、p><p>　　8051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)镻2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，8031通常需要擴(kuò)展。由于我們用外部輸入設(shè)定紅綠燈倒計(jì)時(shí)初值、數(shù)碼管的輸出顯示、紅綠黃信號(hào)燈的顯示都要用到一個(gè)I/O端口，顯然8031的端口是不夠，需要擴(kuò)展。</p><p>　　擴(kuò)展的方法有兩種：（1）借用外部RAM地址來(lái)擴(kuò)展I/O端口

55、；（2）采用I/O接口新片來(lái)擴(kuò)充。我們用8255并行接口信片來(lái)擴(kuò)展I/O端口。</p><p>　　5.4.2顯示原理：</p><p>　　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(hào)燈顯示子程序，它將依次顯示信號(hào)燈時(shí)間 ，同時(shí)一直顯示信號(hào)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)。 &

56、lt;/p><p>　　5.4.3 8255PA口輸出信號(hào)接信號(hào)燈：</p><p>　　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，所以可以用置位方法點(diǎn)亮紅，綠，黃發(fā)光二極管。</p><p>　　5.4.4 8255輸出信號(hào)與數(shù)碼管的連接：</p><p>　　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

57、二極管是否點(diǎn)量而顯示不同的字形如 SP，g,f,e,d,c,b,a 管角上加上７ＦＨ所以　ＳＰ上為０伏，不亮其余為ＴＴＬ高電平，全亮則顯示為８</p><p><b>　　采用共陰級(jí)連接:</b></p><p>　　其中 PC0\PB0-a,</p><p>　　PC1\PB1-b, </p><p>　　PC2\P

58、B2-c,</p><p>　　PC3\PB3-d,</p><p>　　PC4\PB4-e, </p><p>　　PC5\PB5-f,</p><p><b>　　PC6\PB6-g</b></p><p>　　PC7\PB7 -SP接地</p><p>　　表 3

59、 驅(qū)動(dòng)代碼表</p><p>　　5.4.5 8255與8051的連接：</p><p>　　用8051的P0 口的 p0.7 連接8255的片選信號(hào)cs 我們用8031的地址采用全譯碼方式，當(dāng)p0.7 =0 時(shí)片選有效， 其他無(wú)效， p0.1 p0.1 用于選擇8255端口</p><p>　　P0.7 p0.6 p0.5 p0.4 p0.3 p0.2

60、P0.1 P0.0</p><p>　　A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0</p><p>　　1 X X X X X 0 0 00H為8255 的PA口</p><p>　　1 X X X X X 0 1 01H 為8255的PB口&

61、lt;/p><p>　　1 X X X X X 1 0 02H 為8255的PC口</p><p>　　1 X X X X X 1 1 03H 為8255的控制口</p><p>　　由于8051是分時(shí)對(duì)8255和儲(chǔ)存器進(jìn)行訪問(wèn)所以8051的P0口不會(huì)發(fā)生沖突</p>

62、<p><b>　　5.5 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.5.1流程圖如圖所示</p><p><b>　　圖8</b></p><p><b>　　圖9 程序流程圖</b></p><p>　　5.5.2 程序源代碼</p><

63、p>　　ORG 0000H ;主程序的入口地址</p><p>　　LJMP MAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序的開(kāi)始處</p><p>　　ORG 0003H ;外部中斷0的中斷程序入口地址 </p><p>　　ORG 000BH ;定時(shí)器0的中斷程序入口地址</p>&

64、lt;p>　　LJMP T0_INT ;跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序處</p><p>　　ORG 0013H ;外部中斷1的中斷程序入口地址 </p><p>　　MAIN : MOV SP,#50H</p><p>　　MOV IE,#8EH ;CPU開(kāi)中斷，允許T0中斷，T1中斷和外部中斷1中斷</p>

65、;<p>　　MOV TMOD,#51H ;設(shè)置T1為計(jì)數(shù)方式,T0為定時(shí)方式，且都工作于模式1</p><p>　　MOV TH1,#00H ;T1計(jì)數(shù)器清零</p><p>　　MOV TL1,#00H</p><p>　　SETB TR1 ;啟動(dòng)T1計(jì)時(shí)器</p><p>　　SETB

66、EX1 ;允許INT1中斷</p><p>　　SETB IT1 ;選擇邊沿觸發(fā)方式</p><p>　　MOV DPTR ,#0003H</p><p>　　MOV A, #80H ;給8255賦初值，8255工作于方式0</p><p>　　MOVX @DPTR, A</p>&

67、lt;p>　　AGAIN: JB P3.1,N0 ;判斷是否要設(shè)定東西方向紅綠燈時(shí)間的初值，若P3.1為1 則跳轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV A,P1 </p><p>　　JB P1.7,RED ;判斷P1.7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 </p><p>　　MOV R0,#00H ;R0

68、清零</p><p>　　MOV R0,A ;存入東西方向綠燈初始時(shí)間</p><p><b>　　MOV R3,A</b></p><p>　　LCALL DISP1</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　AJMP AGAIN</p>&l

69、t;p>　　RED: MOV A,P1</p><p>　　ANL A,#7FH ;P1.7置0</p><p>　　MOV R7,#00H ;R7清零</p><p>　　MOV R7,A ;存入東西方向紅燈初始時(shí)間</p><p><b>　　MOV R3,A</b><

70、/p><p>　　LCALL DISP1</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　AJMP AGAIN</p><p>　　;-------------------------------------------</p><p>　　N0: SETB TR0 ;啟動(dòng)T0計(jì)時(shí)器

71、</p><p>　　MOV 76H,R7 ;紅燈時(shí)間存入76H</p><p>　　N00: MOV A,76H ;東西方向禁止，南北方向通行</p><p>　　MOV R3,A </p><p>　　MOV DPTR,#0000H ;置8255A口，東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮</p

72、><p>　　MOV A,#0DDH</p><p>　　MOVX @DPTR, A</p><p>　　N01: JB P2.0,B0</p><p>　　N02: SETB P3.0</p><p>　　CJNE R3,#00H,N01 ;比較R3中的值是否為0，不為0轉(zhuǎn)到當(dāng)前指令處執(zhí)行</p>

73、<p>　　;------黃燈閃爍5秒程序------</p><p>　　N1: SETB P3.0</p><p>　　MOV R3,#05H</p><p>　　MOV DPTR,#0000H ;置8255A口，東西，南北方向黃燈亮</p><p>　　MOV A,#0D4H</p><p>

74、　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　N11: MOV R4,#00H</p><p>　　N12: CJNE R4,#7DH,$ ;黃燈持續(xù)亮0.5秒</p><p>　　N13: MOV DPTR,#0000H ; 置8255A口，南北方向黃燈滅</p><p>　　MOV A,#0DDH</p&g

75、t;<p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　N14: MOV R4,#00H</p><p>　　CJNE R4,#7DH,$ ;黃燈持續(xù)滅0.5秒</p><p>　　CJNE R3,#00H,N1 ;閃爍時(shí)間達(dá)5秒則退出</p><p>　　;-------------------------

76、-----------------------------------</p><p>　　N2: MOV R7,#00H</p><p>　　MOV A,R0 ;東西通行，南北禁止</p><p><b>　　MOV R3,A</b></p><p>　　MOV DPTR,#0000H ; 置8255A口，東

77、西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮</p><p>　　MOV A,#0EBH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　N21: JB P2.0,T03</p><p>　　N22: CJNE R3,#00H,N21</p><p>　　;------黃燈閃爍5秒程序------</p

78、><p>　　N3: MOV R3,#05H</p><p>　　MOV DPTR,#0000H ;置8255A口，東西，南北方向黃燈亮</p><p>　　MOV A,#0E2H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　N31: MOV R4,#00H</p>&l

79、t;p>　　CJNE R4,#7DH,$ ;黃燈持續(xù)亮0.5秒</p><p>　　N32: MOV DPTR,#0000H ; 置8255A口，南北方向黃燈滅</p><p>　　MOV A,#0EBH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　N33: MOV R4,#00H</p&g

80、t;<p>　　CJNE R4,#7DH,$ ;黃燈持續(xù)滅0.5秒</p><p>　　CJNE R3,#00H,N3 ;閃爍時(shí)間達(dá)5秒則退出</p><p><b>　　SJMP N00</b></p><p>　　;------闖紅燈報(bào)警程序------</p><p>　　B0: M

81、OV R2,#03H ;報(bào)警持續(xù)時(shí)間3秒</p><p>　　B01: MOV A,R3</p><p>　　JZ N1 ;若倒計(jì)時(shí)完畢，不再報(bào)警</p><p>　　CLR P3.0 ;報(bào)警 </p><p>　　CJNE R2,#00H,B01 ;判斷3秒是否結(jié)束<

82、/p><p><b>　　SJMP N02</b></p><p>　　;------1秒延時(shí)子程序-------</p><p>　　N7: RETI</p><p>　　T0_INT:MOV TL0,#9AH ;給定時(shí)器T0送定時(shí)10ms的初值</p><p>　　MOV TH

83、0,#0F1H </p><p><b>　　INC R4</b></p><p><b>　　INC R5</b></p><p>　　CJNE R5,#0FAH,T01 ;判斷延時(shí)是否夠一秒，不夠則調(diào)用顯示子程序</p><p>　　MOV R5,#00H ;R5清零<

84、/p><p>　　DEC R3 ;倒計(jì)時(shí)初值減一</p><p>　　DEC R2 ;報(bào)警初值減一</p><p>　　T01: ACALL DISP ;調(diào)用顯示子程序</p><p>　　RETI ;中斷返回</p><p>

85、　　;------顯示子程序------</p><p>　　DISP: JNB P2.4,T02</p><p>　　DISP1: MOV B,#0AH</p><p>　　MOV A,R3 ;R3中值二轉(zhuǎn)十顯示轉(zhuǎn)換</p><p><b>　　DIV AB</b></p><

86、;p><b>　　MOV 79H,A</b></p><p><b>　　MOV 7AH,B</b></p><p>　　DIS: MOV A,79H ;顯示十位</p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</

87、p><p>　　MOV DPTR,#0002H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV DPTR,#0001H</p><p>　　MOV A,#0F7H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　LCALL DELAY</p>

88、<p>　　DS2: MOV A,7AH ;顯示個(gè)位</p><p>　　MOV DPTR,#TAB </p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV DPTR,#0002H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV D

89、PTR,#0001H</p><p>　　MOV A,#0FBH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;------東西方向車(chē)流量檢測(cè)程序------</p><p>　　T03: MOV A,R3</p>

90、<p>　　SUBB A,#00H ;若綠燈倒計(jì)時(shí)完畢，不再檢測(cè)車(chē)流量</p><p>　　JZ N3 </p><p>　　JB P2.0,T03</p><p>　　INC R7 </p><p>　　CJNE R7,#64H,E1

91、 </p><p>　　MOV R7,#00H ;中斷到100次則清零</p><p>　　E1: SJMP N22</p><p>　　;------東西方向車(chē)流量顯示程序------</p><p>　　T02: MOV B,#0AH</p><p>　　MOV A,R7

92、 ;R7中值二轉(zhuǎn)十顯示轉(zhuǎn)換</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV 79H,A</b></p><p><b>　　MOV 7AH,B</b></p><p>　　DIS3: MOV A,79H

93、 ;顯示十位</p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV DPTR,#0002H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV DPTR,#0001H</p><p>　　MOV A

94、,#0F7H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　DS4: MOV A,7AH ;顯示個(gè)位</p><p>　　MOV DPTR,#TAB </p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><

95、p>　　MOV DPTR,#0002H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV DPTR,#0001H</p><p>　　MOV A,#0FBH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p><b>　　LJMP N7</b></p&

96、gt;<p>　　;------延時(shí)4MS子程序----------</p><p>　　DELAY: MOV R1,#0AH</p><p>　　LOOP: MOV R6,#64H</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　LOOP1: DJNZ R6,LOOP1</p&

97、gt;<p>　　DJNZ R1,LOOP</p><p>　　RET </p><p>　　;------字符表------</p><p>　　TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH </p><p><b>　　END</b&g

98、t;</p><p><b>　　6 結(jié)論</b></p><p>　　本系統(tǒng)就是充分利用了8051和8255芯片的I/O引腳。系統(tǒng)統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)Intel8051和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車(chē)流量通過(guò)8031芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩5秒時(shí)黃燈閃爍警示（交通燈信

99、號(hào)通過(guò)PA口輸出，顯示時(shí)間直接通過(guò)8255的PC口輸出至雙位數(shù)碼管）；車(chē)輛闖紅燈報(bào)警；綠燈時(shí)間可檢測(cè)車(chē)流量并可通過(guò)雙位數(shù)碼管顯示。。系統(tǒng)不足之處不能控制車(chē)的左、右轉(zhuǎn)、以及自動(dòng)根據(jù)車(chē)流改變紅綠燈時(shí)間等。這是由于本身地理位子以及車(chē)流量情況所定，如果有需要可以設(shè)計(jì)擴(kuò)充原系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn) 。</p><p>　　通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用

100、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是匯編語(yǔ)言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1張毅坤. 單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用，西安電子科技大學(xué)出版社 1998 </p><p>　　2余錫存 曹?chē)?guó)華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].陜西: