單片機(jī)控制交通燈的畢業(yè)論文

1、<p>　　江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題目： 基于單片機(jī)控制交通燈 </p><p>　　姓名： xxxxxxxxx </p><p>　　學(xué)號： xxxxxxxx

2、xx </p><p>　　二級院系部： 機(jī)電工程系 </p><p>　　班級: 應(yīng)用電子10 </p><p>　　專業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) </p><p>　　指導(dǎo)教師： xxx 職稱： 講

3、師 </p><p>　　二〇 一三 年 五 月</p><p><b>　　【摘要】</b></p><p>　　隨著全球城市化進(jìn)程的加快,機(jī)動車的使用數(shù)量也越來越多,造成了城市交通上的各種問題,如何控制好城市的交通已經(jīng)成為一個全球化的問題。交通燈的出現(xiàn)使交通得以有效管制,對于疏導(dǎo)交通流量,提高交通通行能力,減少交通事故有明顯效果。本

4、設(shè)計利用單片機(jī)8051為核心部件,外加定時器﹑復(fù)位電路﹑晶振電路﹑顯示電路設(shè)計一個比較符合交通規(guī)則的模擬交通燈。設(shè)計中通過LED七段數(shù)碼管作為計時顯示用,用發(fā)光二級管指示車輛的通行,定時器工作于方式一并定時50ms,配合軟件計時器調(diào)用中斷程序,中斷程序設(shè)置20次,從而達(dá)到1s的定時,同時調(diào)用顯示程序,顯示倒計時的時間。本交通燈系統(tǒng)簡單﹑實用性強(qiáng)﹑成本低使用維護(hù)方便,軟件功能強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定﹑可靠的特點。</p><p&g

5、t;<b>　　【關(guān)鍵詞】</b></p><p>　　單片機(jī)；交通燈；定時器</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As the global urbanization speeding up, the number of motor vehicles more and more, c

6、aused the various problems of urban traffic, how to control the urban traffic has become a global problem. The emergence of the traffic light is able to effectively control the traffic, for facilitating traffic flow, imp

7、rove the traffic capacity, reduce traffic accidents have obvious effect. I pick made traffic lights project, analysis of the problems of modern urban traffic control and management status quo, co</p><p><

8、b>　　Key Words</b></p><p>　　single chip microcomputer; The traffic light; The timer</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　【摘要】I</b></p><p>&

9、lt;b>　　【關(guān)鍵詞】I</b></p><p>　　Key WordsII</p><p><b>　　緒 論1</b></p><p>　　1.設(shè)計任務(wù)及方案選定2</p><p><b>　　1.1設(shè)計任務(wù)2</b></p><p>　　

10、1.2 設(shè)計要求2</p><p><b>　　1.3方案選定3</b></p><p>　　2. 系統(tǒng)所用芯片簡介4</p><p>　　2.1 MCS-51單片機(jī)簡介4</p><p>　　2.1.1 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)4</p><p>　　2.1.2 MCS-51的引腳說

11、明5</p><p>　　2.2 8255A并行接口芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)8</p><p>　　2.3 74LS373芯片簡介9</p><p>　　3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計11</p><p>　　3.1交通燈硬件線路圖11</p><p>　　3.2 系統(tǒng)工作原理11</p><p><

12、b>　　4.軟件設(shè)計13</b></p><p>　　4.1延時方法的設(shè)定13</p><p>　　4.2 軟件延時13</p><p>　　4.3 時間及信號燈的顯示14</p><p>　　4.3.1 8255A并行口的擴(kuò)展14</p><p>　　4.3.2 顯示原理14</p

13、><p>　　4.3.3 LED燈簡介14</p><p>　　4.3.4 8255A輸出信號與數(shù)碼管的連接15</p><p>　　4.4 程序設(shè)計16</p><p>　　4.4.1流程圖16</p><p>　　4.4.2 程序源代碼16</p><p><b>　　設(shè)計總

14、結(jié)22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技

15、術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。</p><p>　　電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914年始安裝于紐約市5號大街的一座高塔上。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。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來啟動紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變

16、為綠燈。</p><p>　　信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(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《道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，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。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停

17、車。黃燈是警告信號，面對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可以進(jìn)入交叉路口。</p><p>　　交通信號燈控制電路是由振蕩電路、三進(jìn)制計數(shù)器、譯碼電路、顯示驅(qū)動電路和開關(guān)控制電路等電路組成。在本課程設(shè)計中，通過EDA設(shè)計程序使十字路口的工作順序為主干道每次通行時間都設(shè)為30秒、支干道每次通行間為20秒，時間可設(shè)置修改。在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，要求黃燈先亮5秒鐘，才能變換運(yùn)行車道；后5秒黃

18、燈亮，黃燈亮?xí)r，要求每秒閃亮一次。東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時間都用顯示器進(jìn)行顯示（采用計時的方法）,依次重復(fù)。</p><p>　　本設(shè)計采用8051單片機(jī)實現(xiàn)汽車尾燈控制電路，其電路設(shè)計比較簡單，外圍電路少，易于控制和檢查，單片機(jī)的應(yīng)用具有范圍廣的特點，對各個行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品智能化的更新?lián)Q代起著重要的推動作用。采用單片機(jī)來對他們控制，不僅具有控制方便、簡單和靈活性大等特點

19、，而且還可以大幅度提高被控對象的技術(shù)指標(biāo)，從而大大提高控制器的質(zhì)量。</p><p>　　1.設(shè)計任務(wù)及方案選定</p><p><b>　　1.1設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、鍵盤、LED 顯示、交通燈演示系統(tǒng)組成。最后，系統(tǒng)要求實現(xiàn)如下的交通燈的功能：</p><p>　　1）南北方向（主

20、干道）車道和東西方向（支干道）車道兩條交叉道路上的車輛交替運(yùn)行，主干道每次通行時間都設(shè)為30秒、支干道每次通行間為20秒，時間可設(shè)置修改。</p><p>　　2）在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，要求黃燈先亮5秒鐘，才能變換運(yùn)行車道。 </p><p>　　3）黃燈亮?xí)r，要求每秒閃亮一次。</p><p>　　4）東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時間都

21、用顯示器進(jìn)行顯示（采用計時的方法）。 </p><p><b>　　5）依次重復(fù)。</b></p><p><b>　　1.2 設(shè)計要求</b></p><p>　　該設(shè)計在熟練掌握單片機(jī)及其仿真系統(tǒng)的使用方法基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用單片機(jī)原理、微機(jī)原理、微機(jī)接口技術(shù)等課程方面的知識，設(shè)計一個采用8051單片機(jī)控制的交通燈控制電路

22、。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計功能及要求，我們可得系統(tǒng)的原理框圖如圖1-1所示。 </p><p>　　圖1-1 系統(tǒng)的原理框圖</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的原理框圖，分別分析各部分電路的元器件的功能以及選擇合適的元件。具體設(shè)計思路如下：收集并整理資料，硬件設(shè)計，軟件設(shè)計，Proteus仿真，設(shè)計體會與總結(jié)。</p><p><

23、b>　　1.3方案選定</b></p><p>　　交通燈在安全行車過程中起著十分重要的作用，現(xiàn)在交通燈一般設(shè)在十字路口，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈， 加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車， 對于一般情況下的安全行車、車輛分流發(fā)揮著作用， 但根據(jù)實際行車過程中出現(xiàn)的情況， 如何全面有效地利用交通燈指示交通情況，我們嘗試用單片機(jī)來控制交通燈，在軟、硬件方面采取一些改進(jìn)措施,，使交通燈在

24、控制中靈活而有效。 硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)的實體和裝置，通常由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。單片機(jī)實質(zhì)上是一個硬件的芯片，在實際應(yīng)用中，通常很難直接和被控對象進(jìn)行電氣連接，必須外加各種擴(kuò)展接口電路、外部設(shè)備、被控對象等硬件和軟件，才能構(gòu)成一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。該交通燈擬系統(tǒng)的硬件部分主要由鍵盤、顯示和運(yùn)算部分組成。按照題目的設(shè)計要求，本課題需要使用LED數(shù)碼管顯示和擴(kuò)展鍵盤。在該交通燈系

25、統(tǒng)的設(shè)計中采用8051單片機(jī)。</p><p>　　2. 系統(tǒng)所用芯片簡介</p><p>　　2.1 MCS-51單片機(jī)簡介</p><p>　　2.1.1 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、程序存儲器(ROM)、

26、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(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，如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　·中央處理器：</b></p><p>　　中央處理器(CPU)是整個單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度

27、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。</p><p>　　·數(shù)據(jù)存儲器(RAM)：</p><p>　　8051內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有12

28、8個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 </p><p>　　·程序存儲器(ROM)：</p><p>　　8051共有4096個8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。</p><p><b>　　·定時/計數(shù)器：</b></p><p>　　8051有

29、兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。</p><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)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。</p><p><b>　　·全雙工串行口：</b></p><p>　　

30、8051內(nèi)置一個全雙工串行通信口，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，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。</p><p&

31、gt;<b>　　·時鐘電路：</b></p><p>　　8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。</p><p>　　2.1.2 MCS-51的引腳說明 </p><p>　　CHMOS制造工藝的8051，除采用40腳雙列直插式封裝外，還采用方形的封裝方&

32、lt;/p><p>　　式?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明，如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 8051引腳示意圖</p><p>　　(1)P0口(32—39) 8位漏極開路型雙向I/O口。在外接存儲器時，P0口作為低8位地址／數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，通過分時操作，先傳送低8位地址，利用ALE信號的下降沿特地址鎖存，然后作為8位雙向數(shù)據(jù)總線使用，用來傳送8

33、位數(shù)據(jù)。在對片內(nèi)EPROM編程時，P0口接收指令代碼；而在內(nèi)部程序驗證時，則輸出指令代碼，并要求外接上拉電阻。Po口能以吸收電流的方式驅(qū)動8個I0STTL負(fù)載。</p><p>　　(2)P1口(1—8) 8位具有內(nèi)部上拉電阻的難雙向I/O口。在片內(nèi)EPROM編程及校驗時，它接收低8位地址。P1口能驅(qū)動3個LSTTL負(fù)載。其中P1．0和P1.1還具有第二變異功能：P1.0(T2)為定時器／計數(shù)器2的外部事件脈沖

34、輸入端。P1.1(T2Ex)為定時器／計數(shù)器2的捕捉和重新裝入觸發(fā)脈沖輸入端。</p><p>　　(3)P2口(21—28) 8位具有內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向I/O口。在外接存儲器時，P2口作為高8位地址總線。Atmel在對片內(nèi)EPROM編程、校驗時，它接收高位地址。P2u能驅(qū)動3個LSTTL負(fù)載。</p><p>　　(4)P3口(10—l7) 8位帶有內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向I/O口。特

35、殊功能(或稱第二變異功能)。</p><p>　　P3.0(RXD)：串行輸入端口。</p><p>　　P3．1(TXD)：串行輸出端口。</p><p>　　P3.2(INT0)：外部中斷0輸入端。 </p><p>　　P3．3(1NTl)：外部中斷1輸入端。</p><p>　　P3．4(T0)：定時器／計數(shù)

36、器0外部輸入端。</p><p>　　P3．5(T1)：定時器／計數(shù)器1AL部輸入端。</p><p>　　P3．6(WR)：外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通。</p><p>　　P3．7(RD)：外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通。</p><p>　　P3口能驅(qū)動3個LSTTL負(fù)載。</p><p>　　·Pin9:RESET/

37、Vpd復(fù)位信號復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計數(shù)器PC指向0000H，P0-P3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”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(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)。8051的復(fù)位方式可以是自動復(fù)位，也可以是手動復(fù)位，

38、見下圖2-3。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)不丟失。時鐘方式見圖2-4 所示。 </p><p>　　(a)上電自動復(fù)位 (b)手動復(fù)位電路 (c)內(nèi)部時鐘方式 (d)外部時鐘方式</p><p>　　圖2-3復(fù)位電路

39、 圖2-4 時鐘方式 </p><p>　　·Pin30:ALE/當(dāng)訪問外部程序器時，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲器時，ALE端將有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當(dāng)訪問外部程序存儲器，ALE會跳過一個脈沖。</p><p>　

40、　·Pin29:當(dāng)訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號，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程序存儲器的內(nèi)外部選通線，內(nèi)置有4kB的程序存儲器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，則不管地

41、址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。顯然，對內(nèi)部無程序存儲器的8031,EA端必須接地。</p><p>　　·Pin40:VCC電源+5V輸入。</p><p>　　·Pin20:VSSGND接地端。</p><p>　　·Pin18和Pin19: XTAL1和XTAL2 晶振引腳。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)

42、電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。</p><p>　　在編程時，EA/Vpp腳還需加上12V的編程電壓。</p><p>　　2.2 8255A并行接口芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-5所示，由三部分電路組成：與CPU的接口電路、內(nèi)部控制邏輯電路和與外設(shè)連接的輸入/輸出接口電路。</p><p>

43、　　圖2-5 8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　?。?）與CPU的接口電路</p><p>　　與CPU的接口電路由數(shù)據(jù)總線緩沖器和讀/寫控制邏輯組成。數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個三態(tài)、雙向、8位寄存器，8條數(shù)據(jù)線D0～D7與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線連接，構(gòu)成CPU與8255A之間信息傳送的通道，CPU通過執(zhí)行輸出指令向8255A寫入控制命令或往外設(shè)傳送數(shù)據(jù)，通過執(zhí)行輸入指令讀取外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)。<

44、;/p><p>　　讀/寫控制邏輯電路用來接收CPU系統(tǒng)總線的讀信號，寫信號，片選擇信號，端口選擇信號A1，A0和復(fù)位信號RESET，用于控制8255A內(nèi)部寄存器的讀/寫操作和復(fù)位操作。</p><p>　?。?）內(nèi)部控制邏輯電路</p><p>　　內(nèi)部控制邏輯包括A組控制與B組控制兩部分。A組控制寄存器用來控制A口PA7～PA0和C口的高4位PC7～PC4。B組控制

45、寄存器用來控制B口PB7～PB0和C口的低4位PC3～PC0。</p><p>　　它們接收CPU發(fā)送來的控制命令，對A, B, C 3個端口的輸入/輸出方式進(jìn)行控制。</p><p>　?。?）輸入/輸出接口電路</p><p>　　8255A片內(nèi)有A, B, C 3個8位并行端口，A口和B口分別有1個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和1個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器，C口有1個

46、8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和1個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，用于存放CPU與外部設(shè)備交換的數(shù)據(jù)。</p><p>　　對于8255A的3個數(shù)據(jù)端口和1個控制端口，數(shù)據(jù)端口既可以寫入數(shù)據(jù)又可以讀出數(shù)據(jù)，控制端口只能寫入命令而不能讀出，讀/寫控制信號（, ）和端口選擇信號（, A1和A0）的狀態(tài)組合可以實現(xiàn)A, B, C 3個端口和控制端口的讀/寫操作。8255A的端口分配及讀/寫功能見表2-1。</p><

47、;p>　　表2-1　8255A的端口分配及讀/寫功能</p><p>　　2.3 74LS373芯片簡介</p><p>　　當(dāng)74LS373用作地址鎖存器時如圖2-6所示。應(yīng)使0E為低電平，此時鎖存使能端C為高電平時，輸出Q0~Q7狀態(tài)與輸入端D1~D7狀態(tài)相同；當(dāng)C發(fā)生負(fù)的跳變時，輸入端D0~D7 數(shù)據(jù)鎖入Q0~Q7。51單片機(jī)的ALE信號可以直接與74LS373的C連接。在MC

48、S-51單片機(jī)系統(tǒng)中，常采用74LS373作為地址鎖存器使用，其連接方法如上圖所示。其中輸入端D0~D7接至單片機(jī)的P0口，輸出端提供的是低8位地址，G端接至單片機(jī)的地址鎖存允許信號ALE。輸出允許端E接地，表示輸出三態(tài)門一直打開。</p><p>　　圖2-6 74LS373內(nèi)部引腳示意圖</p><p>　　當(dāng)三態(tài)允許控制端0E為低電平時，Q0～Q7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線

49、。當(dāng)0E 為高電平時，Q0～Q7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時，Q 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時，D 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。其真值表如表2-2所示。</p><p>　　表2-2 74LS373真值表</p><p>&

50、lt;b>　　3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計</b></p><p>　　3.1交通燈硬件線路圖 </p><p>　　交通燈硬件線路圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 交通燈硬件線路圖</p><p>　　3.2 系統(tǒng)工作原理</p><p>　　開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時間，通過8051單片機(jī)

51、P1輸入到系統(tǒng)。</p><p>　　由8051單片機(jī)的定時器每秒鐘通過P0口向8255A的數(shù)據(jù)口送信息，由8255A的PA 口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況；由8255A的PC口顯示每個燈的燃亮?xí)r間。</p><p>　　8051通過設(shè)置各個信號等的燃亮?xí)r間,綠、紅時間分別為60秒、80秒循環(huán)由8255A的 P0口向8255A的數(shù)據(jù)口輸出。</p><p>　　通過8

52、051單片機(jī)的P3.0位來控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng)牌位0就對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，為1系統(tǒng)就開始工作。</p><p>　　紅燈倒計時時間，當(dāng)時間結(jié)束時,黃燈閃爍5s后結(jié)束。</p><p>　　綠燈時間倒計時完畢，重新循環(huán)。</p><p><b>　　4.軟件設(shè)計</b></p><p>　　4.1延時方法的設(shè)定<

53、;/p><p>　　延時方法可以有兩種一中是利用MCS-51內(nèi)部定時器才生溢出中斷來確定1秒的時間，另一種是采用軟延時的方法。本設(shè)計采用軟件延時的方法。</p><p><b>　　4.2 軟件延時</b></p><p>　　MCS-51的工作頻率為2-12MHZ，我們選用的8051單片機(jī)的工作頻率為6MHZ。機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的

54、12倍，所以一個機(jī)器周期的時間為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指令的執(zhí)行條數(shù)來確定1秒的時間。</p><p>　　具體的延時程序分析：</p><p>　　DELAY: MOV R4,#08H ;延時1秒子程序</p><p>　　DE2: LCALL DELAY1 </p><p>

55、;　　DJNZ R4,DE2</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY1: MOV R6,#0 ;延時125us 子程序</p><p><b>　　MOV R5,#0</b></p><p>　　DE1: DJNZ R5,$</p>&l

56、t;p>　　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)行時間為2us，DELAY1 為一個雙重循壞 循環(huán)次數(shù)為256*256=65536 所以延時時間=65536*2=131072us 約為125m

57、s。</p><p>　　DELAY R4設(shè)置的初值為8， 主延時程序循環(huán)8次，所以125ms*8= 1秒,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。</p><p>　　4.3 時間及信號燈的顯示</p><p>　　4.3.1 8255A并行口的擴(kuò)展</p><p>　　8051雖然有4個8位I/O端口,但真正能提供借用的

58、只有P1口,因為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。由于我們用外部輸入設(shè)定紅綠燈倒計時初值、數(shù)碼管的輸出顯示、紅綠黃信號燈的顯示都要用到一個I/0端口。</p><p>　　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接口新片來擴(kuò)充。我們用8255A并行接口信片來擴(kuò)展I/O端口。</p><p>　　4.3.2 顯示原理<

59、;/p><p>　　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數(shù)器賦初值 ，重新進(jìn)入循環(huán)。 </p><p>　　4.3.3 LED燈簡介</p><p>　　發(fā)光二極管（LED是一種由磷化鎵（G

60、aP）等半導(dǎo)體材料制成的，能直接將電能轉(zhuǎn)變成光能的發(fā)光顯示器件。當(dāng)其內(nèi)部有一一電流通過時，它就會發(fā)光。7段數(shù)碼管一般由8個發(fā)光二極管組成，其中由7個細(xì)長的發(fā)光二極管組成數(shù)字顯示，另外一個圓形的發(fā)光二極管顯示小數(shù)點。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點或一個筆畫發(fā)光?？刂葡鄳?yīng)的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符，盡管顯示的字符形狀有些失真，能顯示的數(shù)符數(shù)量也有限，但其控制簡單，使有也方便。</p><p>　　常見的數(shù)碼管

61、由七個條狀和一個點狀發(fā)光二極管管芯制成，叫七段數(shù)碼管,如圖4-1所示。根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同，可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。根據(jù)管腳資料，您可以判斷使用的是何總接口類型<LED數(shù)碼管引腳圖> LED數(shù)碼管中各段發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管類似，只是正向壓降較大，正向電阻也較大。在一定范圍內(nèi)，其正向電流與發(fā)光亮度成正比。由于常規(guī)的數(shù)碼管起輝電流只有1～2 mA，最大極限電流也只有10～30 mA，所以它的輸入端在5 V電

62、源或高于TTL高電平(3.5 V)的電路信號相接時，一定要串加限流電阻，以免損壞器。</p><p>　?。╝）引腳圖 (b) 共陰極 (c) 共陽極</p><p>　　圖4-1 LED數(shù)碼管引腳圖</p><p>　　4.3.4 8255A輸出信號與數(shù)碼管的連接</p>

63、<p>　　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,如表4-1所示。</p><p>　　表4-1 驅(qū)動代碼表</p><p><b>　　4.4 程序設(shè)計</b></p><

64、p><b>　　4.4.1流程圖</b></p><p>　　軟件流程圖圖如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 程序流程圖</p><p>　　4.4.2 程序源代碼</p><p>　　ORG 0000H ; 主程序的入口地址</p><p>　　LJMP MAIN

65、 ; 跳轉(zhuǎn)到主程序的開始處</p><p>　　ORG 0003H ; 外部中斷0的中斷程序入口地址 </p><p>　　ORG 000BH ; 定時器0的中斷程序入口地址</p><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

66、中斷程序入口地址 </p><p>　　MAIN : MOV SP,#50H</p><p>　　MOV IE,#8EH ;CPU開中斷，允許T0中斷，T1中斷和外部中斷1中斷</p><p>　　MOV TMOD,#51H ;設(shè)置T1為計數(shù)方式,T0為定時方式，且都工作于模式1</p><p>　　MOV TH1,#00H

67、 ;T1計數(shù)器清零</p><p>　　MOV TL1,#00H</p><p>　　SETB TR1 ;啟動T1計時器</p><p>　　SETB EX1 ;允許INT1中斷</p><p>　　SETB IT1 ;選擇邊沿觸發(fā)方式</p><p>　　MOV DPTR

68、 ,#0003H</p><p>　　MOV A, #80H ;給8255A賦初值，8255A工作于方式0</p><p>　　MOVX @DPTR, A</p><p>　　AGAIN: JB P3.1,N0 ; 判斷是否要設(shè)定東西方向紅綠燈時間的初值，若P3.1為1 則跳轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV A,P1

69、 </p><p>　　JB P1.7,RED ;判斷P1.7是否為1，若為1則設(shè)定紅燈時間，否則設(shè)定綠燈時間 </p><p>　　MOV R0,#00H ;R0 清零</p><p>　　MOV R0,A ;存入東西方向綠燈初始時間</p><p><b>　　MOV R3,A&l

70、t;/b></p><p>　　LCALL DISP1</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　AJMP AGAIN</p><p>　　RED: MOV A,P1</p><p>　　ANL A,#7FH ; P1.7置0</p><p>　

71、　MOV R7,#00H ; R7清零</p><p>　　MOV R7,A ;存入東西方向紅燈初始時間</p><p><b>　　MOV R3,A</b></p><p>　　LCALL DISP1</p><p>　　LCALL DELAY</p><p&

72、gt;　　AJMP AGAIN</p><p>　　N0: SETB TR0 ;啟動T0計時器</p><p>　　MOV 76H,R7 ; 紅燈時間存入76H</p><p>　　N00: MOV A,76H ;東西方向禁止，南北方向通行</p><p>　　MOV

73、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><p>　　MOV A,#0DDH</p><p>　　MOVX @DPTR, A</p><p>　　N01: JB P2.0,B0</p><p>　　N02: SE

74、TB P3.0</p><p>　　CJNE R3,#00H,N0 ;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><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&

75、gt;<p>　　MOV A,#0D4H</p><p>　　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 ;

76、 置8255A口，南北方向黃燈滅</p><p>　　MOV A,#0DDH</p><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

77、 ;閃爍時間達(dá)5秒則退出</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，東西

78、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>　　N3: MOV R3,#05H</p

79、><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><p>　　CJNE R4,#7DH, ;黃燈持續(xù)亮0.5

80、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><p>　　CJNE R4,#7DH

81、 ;黃燈持續(xù)滅0.5秒</p><p>　　CJNE R3,#00H,N3 ;閃爍時間達(dá)5秒則退出</p><p><b>　　SJMP N00</b></p><p>　　N7: RETI</p><p>　　T0_INT:MOV TL0,#9AH ;給定時器T0送定時10

82、ms的初值</p><p>　　MOV TH0,#0F1H </p><p><b>　　INC R4</b></p><p><b>　　INC R5</b></p><p>　　CJNE R5,#0FAH,T01 ;判斷延時是否夠一秒，不夠則調(diào)用顯示子程序</p>&l

83、t;p>　　MOV R5,#00H ;R5清零</p><p>　　DEC R3;倒計時初值減一</p><p>　　T01: ACALL DISP ;調(diào)用顯示子程序</p><p>　　RETI ;中斷返回</p><p>　　DISP: JNB

84、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><p><b>　　MOV 79H,A</b></p><

85、;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</p><p>　　MOV DPTR,#0002H</p><p

86、>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV DPTR,#0001H</p><p>　　MOV A,#0F7H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　DS2: MOV A,7AH ;顯示個位<

87、/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,#0FBH</

88、p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　T03: MOV A,R3</p><p>　　SUBB A,#00H </p><p><b>　　JZ N3 </b></p>

89、<p>　　JB P2.0,T03</p><p>　　INC R7 </p><p>　　CJNE R7,#64H,E1 </p><p>　　MOV R7,#00H ;中斷到100次則清零</p><p>　　E1: SJMP N22;</p>&

90、lt;p>　　T02: MOV B,#0AH</p><p>　　MOV A,R7 ;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>　　

91、MOV 7AH,B</b></p><p>　　DIS3: MOV A,79H ;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

92、</p><p>　　MOV DPTR,#0001H</p><p>　　MOV A,#0F7H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　DS4: MOV A,7AH ;顯示個位</p><p>　　M

93、OV 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,#0FBH</p><p>　　MO

94、VX @DPTR,A</p><p><b>　　LJMP N7</b></p><p>　　DELAY: MOV R1,#0AH</p><p>　　LOOP: MOV R6,#64H</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　LOOP1: DJ

95、NZ R6,LOOP1</p><p>　　DJNZ R1,LOOP</p><p>　　RET </p><p>　　TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH </p><p><b>　　END</b></p><p>

96、<b>　　設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計讓我獲得了許多珍貴的知識，學(xué)到了在許多書本上不可能收錄的東西。例如一些設(shè)計的具體的規(guī)范，和一些設(shè)計的要求。如何把規(guī)范里的明文規(guī)定運(yùn)用到實際上去，以及運(yùn)用過程中的把握上。也學(xué)到了如何獨立思考，如何自己查閱資料，如何與人相處融洽等實際經(jīng)驗。感到自己應(yīng)用基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識解決問題的能力有了很大的提高，以前所學(xué)的許多課程覺得很零散，也不知道有

97、什么用及怎么用，現(xiàn)在也都找到了用武之地。今后走上社會，我主要還是靠在學(xué)校學(xué)到的只是技能來養(yǎng)活自己，并回報社會，回報父母，所以通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我也了解到了自己的很多不足，在今后的工作與學(xué)習(xí)中，我會不斷的提高與改進(jìn)。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思路技巧（特別是匯編語言）的掌

98、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>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過半年忙碌的工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個專科生的畢業(yè)設(shè)計者，由于經(jīng)驗和實踐的不足，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有了老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。畢業(yè)設(shè)計鍛煉了綜合運(yùn)用知識的

99、能力和刻苦鉆研精神，在畢業(yè)設(shè)計完成之際，衷心感謝任玲老師，以及校外指導(dǎo)老師陳建民，在論文的選題、資料查詢、開題、研究和撰寫、閱改等環(huán)節(jié)，無不得到老師的悉心指導(dǎo)和幫助，讓我順利完成本次設(shè)計，真的非常感謝。</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計期間，老師不僅傳授了做學(xué)問的秘訣，還傳授了做人的準(zhǔn)則。這些都將使我終生受益。我還要向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的朋友們表示真摯的謝意,感謝他們對我的關(guān)心、關(guān)注和支持。</p>&

100、lt;p>　　畢業(yè)設(shè)計讓我學(xué)到了許多知識，它還培養(yǎng)了我獨立思考、解決問題的能力，加深了對知識的理解，有助于今后的學(xué)習(xí)和工作，為事業(yè)的起航和拓展指明了方向。我愿在未來的學(xué)習(xí)工作中，以更加進(jìn)取的態(tài)度面對人生的每一次挑戰(zhàn)，以優(yōu)異的成績的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過我的所有老師、同學(xué)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李江全

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