基于AT89c51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的交通燈.doc

1、江西科技師范大學(xué)通信與電子學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)報(bào)告 實(shí)訓(xùn)題目：模擬交通燈 小組成員：龔石沖 羅仁敏 曾建偉 班 級(jí)：12電子科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)老師：熊朝松331、 實(shí)訓(xùn)選題內(nèi)容、要求交通模擬燈要求：1、 南北方向?yàn)橹鞲傻?，東西方向?yàn)橹罚恢鞲陕肪G燈時(shí)間為45秒，紅燈時(shí)間為35秒； 支路綠燈時(shí)間30秒，紅燈時(shí)間為50秒，兩個(gè)方向的黃燈時(shí)間都為4秒；2、使用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)時(shí)間的倒計(jì)時(shí)；用顯示部件顯示主干道路的倒計(jì)時(shí)變化；3、設(shè)計(jì)三個(gè)外部按鈕，分別用以手動(dòng)控制緊急情況下兩個(gè)方向同時(shí)禁通過(guò)；南北方向 長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)（不顯示時(shí)間倒計(jì)時(shí)變化）；東西方向長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)；釋放按鈕后則正常 通行。2、 實(shí)訓(xùn)計(jì)劃和人員安排經(jīng)

2、小組人員商定，分工完成任務(wù)，在課余時(shí)間完成。 若其中遇到什么問(wèn)題，大家聚在一起討論解決。具體分工如下：1、 程序編寫(xiě)：龔石沖2、 實(shí)體焊接：龔石沖3、 實(shí)訓(xùn)報(bào)告：羅仁敏4、 視頻及PPT：曾建偉3、 實(shí)訓(xùn)選題分析 交通燈由東西南北四向燈，倒計(jì)時(shí)顯示，人行橫道通行指示標(biāo)志等部分組成。其中東西南北四向燈中的每一向都由紅、黃、綠三色燈組成；東西為一組，南北為一組。黃燈在紅綠燈之間轉(zhuǎn)換時(shí)亮。倒計(jì)時(shí)顯示表示紅、黃、綠燈亮?xí)r所剩時(shí)間。由于人行橫道通行指示標(biāo)志與紅燈是同步的，所以在模擬交通燈時(shí)省略。交通會(huì)遇到一些突發(fā)情況。因此交通信號(hào)燈要設(shè)定一些特定功能，以防不時(shí)之需。 整個(gè)電路由單片機(jī)完成，控制部分由軟件

3、完成，硬件只負(fù)責(zé)響應(yīng)。 4、 方案設(shè)計(jì) 方案一：主控系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作為控制器，由定時(shí)器1間接控制 通行倒計(jì)時(shí)及南北和東西的通行。由按鍵開(kāi)關(guān)完成禁止通行，東西 通行，南北通行。 方案二： 主控系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作為控制器，由延時(shí)函數(shù)完成信號(hào)燈 的相互轉(zhuǎn)換，由定時(shí)器完成通行倒計(jì)時(shí)。由按鍵開(kāi)關(guān)完成禁止通行， 東西通行，南北通行。方案比較：方案二由于信號(hào)燈的相互轉(zhuǎn)換與倒計(jì)時(shí)顯示用的是兩種獨(dú)立的方法 完成，要把這兩種方法運(yùn)行的時(shí)間達(dá)到一致，這大大的增大了程序 的難度，而方案一切采用了同一種方法。就是程序變得了簡(jiǎn)單。占 用端口少，耗電也最小。統(tǒng)電源采用獨(dú)立 的+5V穩(wěn)壓電源，有各種

4、 成熟電路可供選用，使此方案可靠穩(wěn)定。該設(shè)計(jì)可直接在I/O口上 接按鍵開(kāi)關(guān)，精簡(jiǎn)并優(yōu)化了電路。結(jié)合實(shí)際情況，顯示界面采用LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描的方 法，滿足了倒計(jì)時(shí)的時(shí)間顯示輸出和狀態(tài)燈提 示信息輸出的要求，減少系統(tǒng)的復(fù)雜度，既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)潔。所以選擇 方案一。5、 方案實(shí)現(xiàn)該交通燈有以下幾個(gè)部分組成：緊急控制（按鍵電路）、復(fù)位電路、晶振電路、電源電路、單片機(jī)、led數(shù)碼管顯示、led信號(hào)指示燈。如圖所示：該交通燈控制系統(tǒng)有以上幾個(gè)部分組成：緊急控制（按鍵電路）、單片機(jī)。1各模塊電路1.1主控制系統(tǒng)主控器采用AT89C51，是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的一款性能穩(wěn)定、低功耗的單片機(jī)，兼容MCS-51系

5、列產(chǎn)品指令系統(tǒng)及引腳。片內(nèi)含4KB的可重復(fù)編程的Flash程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，使用5（120）V的電源電壓， 1288位的內(nèi)部RAM，4個(gè)8位的雙向可位尋址的I/O端口，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，AT89C51單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用，靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。單片機(jī)的P0口及P2口應(yīng)用于控制南北及東西方向的通行燈，P1口及P3.0、P3.1、P3.3、P3.4口應(yīng)用于2組LED計(jì)時(shí)器的控制，P2.6、P2.7、P1.7分別用于南北方向和東西方向和禁止通行的緊急情況。1.2 晶振電路、復(fù)位電路 1.3 通行燈輸出控制道口交通燈指示采用

6、紅、綠、黃發(fā)光二極管，南北通行、東西通行各兩個(gè)。1.4 時(shí)間顯示電路紅綠燈通行時(shí)間采用數(shù)碼管顯示，這是一種很好的方法。通行剩余時(shí)間采用高亮7段LED發(fā)光數(shù)碼管，采用共陽(yáng)數(shù)碼管。由于采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，即逐個(gè)循環(huán)點(diǎn)亮各位顯示器。雖然這樣在任一時(shí)刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但由于視覺(jué)殘留效應(yīng)，看起來(lái)與全部顯示器同時(shí)點(diǎn)亮效果完全一樣。為了顯示LED顯示器的動(dòng)態(tài)掃描，不僅要給顯示器提供段（字形代碼）的輸入之外，還要對(duì)顯示器加位控制，這就是通常所說(shuō)的段控和位控。因此多位LED顯示器接口電路需要有兩個(gè)輸出口，其中一個(gè)用于輸出8條段控線（有小數(shù)點(diǎn)顯示）；另一個(gè)用于輸出位控線，位控線的數(shù)目等于顯示器的位數(shù)

7、。時(shí)間顯示驅(qū)動(dòng)電路如圖所示。時(shí)間顯示驅(qū)動(dòng)電路1.5 電源電路 整個(gè)系統(tǒng)采用的是+5V電壓。由于實(shí)訓(xùn)沒(méi)有要求，因此可采用自制不可調(diào)的3端穩(wěn)壓器件，用LM7805就可以滿足系統(tǒng)電源的要求。LM7805內(nèi)部是由基準(zhǔn)電壓回路、恒流源、過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)和短路保護(hù)回路等8部分組成的三端集成穩(wěn)壓電源，且其低功耗，高效率，紋波系數(shù)小，輸出電壓穩(wěn)定。2.1 LED顯示器簡(jiǎn)介通常所說(shuō)的LED顯示器由7個(gè)發(fā)光二極管組成因此也稱(chēng)之為七段LED顯示器，其排列形狀如圖3.10所示。此外，顯示器中還有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管（在圖中以dp表示），用于顯示小數(shù)點(diǎn)。通過(guò)七個(gè)發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其他

8、符號(hào)。LED顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法：(1) 共陽(yáng)極接法把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極。使用時(shí)公共陽(yáng)極接+5V。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不點(diǎn)亮。(2) 共陰極接法把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時(shí)公共陰極接地，這樣陽(yáng)極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平的則不點(diǎn)亮。圖3.9 LED顯示器結(jié)構(gòu)圖使用LED顯示器時(shí)要注意區(qū)分這兩種不同的接法。為了顯示數(shù)字或符號(hào)，要為L(zhǎng)ED顯示器提供代碼，這些代碼是為顯示字形的，因此稱(chēng)之為字形代碼。七段發(fā)光二極管，再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)八段。因此提供給LED顯示器的字形代碼正好一個(gè)

9、字節(jié)。各代碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3.4。表3.4 代碼對(duì)應(yīng)關(guān)系表代碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfedcbA3.2 單片機(jī)AT89C51AT89C51是一種高效微控制器，它是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4Kbytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory) 和1288位的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，該器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，它與MCS-51系統(tǒng)產(chǎn)品兼容，AT89C51單片機(jī)功能強(qiáng)大，具有8Kb中央處理器（

10、CPU）和4KbFlash程序存儲(chǔ)器，性價(jià)比高，可應(yīng)用于很多要求高性價(jià)比的場(chǎng)合，靈活地應(yīng)用于各個(gè)控制領(lǐng)域。3.2.1 AT89C51的主要性能內(nèi)含4Kb可重編程的FPEROM；與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；1288位的內(nèi)部RAM；4個(gè)8位(32根)雙向可位尋址的I/O端口；2個(gè)16位的計(jì)數(shù)/定時(shí)器；全雙工方式的串行通道(UART)；6個(gè)中斷源；5個(gè)向量二級(jí)中斷結(jié)構(gòu)；最高時(shí)鐘振蕩頻率可達(dá)12MHz；指令集中64條為單周期指令，支持6種尋址方式，共111條指令；低功耗空閑和掉電方式；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。3.2.2 AT89C51的引腳功能AT89C51為雙列直插（DIP）式封裝的51單片機(jī)

11、芯片，有40條引腳，其引腳示意及功能分類(lèi)如圖3.2所示。圖3.2 89C51單片機(jī)引腳圖各引腳功能說(shuō)明如下：（1）主電源引腳 Vcc（40腳）：接+5（120）V電源正端； Vss（20腳）：接地。（2）I/O引腳P0口（3932腳）：P0.0P0.7統(tǒng)稱(chēng)為P0口。P0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口,分時(shí)復(fù)用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)邏輯門(mén)電路，對(duì)端口P0寫(xiě)“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這組端口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在FLASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)Flash

12、進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0口輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口（18腳）：P1.0P1.7統(tǒng)稱(chēng)為P1口，可作為準(zhǔn)雙向I/O口使用。P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。P1口被外部下拉為低電平時(shí)，輸出電流，是因?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。在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口（2128腳）：P2.0P2.7統(tǒng)稱(chēng)為P2口，一般作為準(zhǔn)雙向I/O使用。P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P2的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。當(dāng)對(duì)

13、P2端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，由于內(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）。在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O口且尋址范圍超過(guò)256B時(shí)，P2口用作高8位地址總線。當(dāng)給出地址為“1”時(shí)，它就利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀/寫(xiě)時(shí)，P2口便輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口（1017腳）：P3.0P3.7統(tǒng)稱(chēng)為P3口。P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路接收輸出電流。當(dāng)P3口寫(xiě)“1”時(shí)，通

14、過(guò)內(nèi)部的上拉電阻上拉為高電平并作為輸入口。此時(shí)由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（IIL）。除作為準(zhǔn)雙向I/O口使用外，還可以將每一位用于第二功能，而且P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。P3口第二功能祥見(jiàn)表3.1 ：表 3.1 P3口第二功能表口線第二功能信號(hào)名稱(chēng)P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接受P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送P3.2外中斷0申請(qǐng)P3.3外中斷1申請(qǐng)P3.4T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入P3.5T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通P3.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通（3）外接晶體引腳XTAL1(19腳)：它在單片機(jī)內(nèi)部是一個(gè)反向放大器的輸入端，構(gòu)成

15、了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，HMOS單片機(jī)的該引腳應(yīng)接地；CHMOS單片機(jī)的該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。XTAL2(18腳)：它在單片機(jī)內(nèi)部是片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，HMOS單片機(jī)的該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端；CHMOS單片機(jī)的該引腳應(yīng)懸空不接。（4）控制線ALE/ (30腳)：地址鎖存允許/編程信號(hào)。在訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器期間，此信號(hào)可用于控制鎖存P0輸出地址總線的低8位，ALE以每機(jī)器周期兩次進(jìn)行信號(hào)輸出；在FLASH編程期間，此引腳用作編程脈沖的輸入端。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率fosc的1/6,可作為對(duì)外輸出的

16、時(shí)鐘脈沖或用于定時(shí)目的。但要注意的是：在訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，ALE脈沖會(huì)跳空一個(gè)。若想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE執(zhí)行MOVX，MOVC指令使ALE起作用。另外，該引腳將被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。（29腳）：片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效。在由外部程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效，P0口讀回指令或常數(shù)。當(dāng)訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，信號(hào)不跳變。RST/VPD (9腳)：RST即RESET，VPD為備用電源，該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平

17、，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)回復(fù)到初始狀態(tài)。上電時(shí)，考慮到振蕩器有一定的起振時(shí)間，該引腳上高電平必須持續(xù)10ms以上才能保證有效復(fù)位。當(dāng)VCC發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時(shí)，該引腳可接上備用電源VPD（+5V）為內(nèi)部RAM供電，以保證RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。/VPP（30腳）：為片外程序存儲(chǔ)器選用端，訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。當(dāng)端接高電平時(shí)，CPU訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)接低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器(0000H-FFFFH)，則強(qiáng)調(diào)CPU訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，而不管程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容是多少。此外，該引腳還用做EPROM編程電壓的輸入端。在編程期間，此引腳用作21V編程電源VPP的輸入端。3

18、.2.3AT89C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)89C51單片機(jī)內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)中包含運(yùn)算器和控制器（CPU）、片內(nèi)存儲(chǔ)器、4個(gè)并行I/O接、串行口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、振蕩器等功能部件10。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3.3所示。圖中PC是程序計(jì)數(shù)器；PSW是程序狀態(tài)字寄存器；DPTR是數(shù)據(jù)指針寄存器。圖3.3 AT89C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖運(yùn)算器和控制器89C51的運(yùn)算器和控制器功能類(lèi)似于一般微機(jī)中的微處理器(CPU)，是單片機(jī)的核心部件，它決定了單片機(jī)的主要功能特性。它完成邏輯算術(shù)運(yùn)算并協(xié)調(diào)單片機(jī)其它各部分的工作。各種算術(shù)、邏輯運(yùn)算所涉及到的寄存器包括：累加器ACC、寄存器B、暫存器1(TEMP1)和暫存器2(

19、TEMP2)、程序狀態(tài)字寄存器PSW，程序計(jì)數(shù)器PC，堆棧指針SP，數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR等。它們位于CPU內(nèi)部，又稱(chēng)CPU專(zhuān)用寄存器，以區(qū)別于I/O接口專(zhuān)用寄存器。存儲(chǔ)器MCS-51系列單片機(jī)存儲(chǔ)器組成是所謂的哈佛結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)器的組織方式與通用單片機(jī)系統(tǒng)不同，包含程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其地址空間是相互獨(dú)立的，而不是程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址。在89C51單片機(jī)中，程序存儲(chǔ)器采用EEPROM，而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用RAM。它們又可以進(jìn)一步分成內(nèi)部或外部?jī)深?lèi)。程序存儲(chǔ)器 程序存儲(chǔ)器內(nèi)部和外部是統(tǒng)一連續(xù)編址的，內(nèi)部占用地址空間的低4KB，地址0000H0FFFH，外部地址范圍1000HFFFFH，共

20、60KB。程序存儲(chǔ)器主要用來(lái)存放程序和常數(shù)。當(dāng)程序計(jì)數(shù)器PC由內(nèi)部ROM開(kāi)始執(zhí)行到外部ROM時(shí)，會(huì)自動(dòng)尋址外接程序存儲(chǔ)器。程序地址空間原則上可由用戶任意安排，但復(fù)位和中斷源的程序入口地址在51系列單片機(jī)中是固定的，用戶不能改變。入口地址見(jiàn)表3.2。復(fù)位后，CPU從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。其他地址為中斷服務(wù)程序入口地址，響應(yīng)某個(gè)中斷時(shí)，將自動(dòng)從其對(duì)應(yīng)的入口地址執(zhí)行中斷服務(wù)程序。表 3.2 51單片機(jī)復(fù)位、中斷入口地址操 作入口地址復(fù)位0000H外部中斷00003H定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出000BH外部中斷10013H定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出001BH串行口中斷0023H定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2溢出或T2EX

21、端負(fù)跳變（52子系列）002BH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 MCS-51系列單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也有內(nèi)部、外部之分。但與程序存儲(chǔ)器不同，片內(nèi)、片外存儲(chǔ)器是分別獨(dú)立編址的，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器除RAM塊外，還有特殊功能寄存器（SFR）塊，其中片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有128個(gè)字節(jié)，其編制為00HFFH；特殊功能寄存器也占128個(gè)字節(jié)，其編制為80HFFH；二者連續(xù)而不重疊。外部RAM地址范圍0000HFFFFH，共64KB。內(nèi)部存儲(chǔ)器可直接尋址。盡管片內(nèi)、片外地址空間的低256B有重疊，但尋址并不會(huì)造成混亂。這是因?yàn)槠瑑?nèi)、片外存儲(chǔ)器使用不同的指令(MOV和MOVX)。擴(kuò)展的I/O地址也占用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間。對(duì)I/O端口操作無(wú)須特殊指

22、令且訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器是用信號(hào)選通，而訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，由信號(hào)（讀）和信號(hào)（寫(xiě)）選通。寄存器區(qū) 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為4個(gè)區(qū)域，數(shù)據(jù)RAM用于存放臨時(shí)變量，下面介紹其他三個(gè)寄存器區(qū)：a) 工作寄存器區(qū) 它占用地址00FFH的32個(gè)內(nèi)存單元，又分成4個(gè)區(qū)。每個(gè)區(qū)有R0R7共8個(gè)工作寄存器。工作寄存器區(qū)的選擇又由程序狀態(tài)寄存器PSW的第4位和第3位(RS1和RS0)共同指定。單片機(jī)復(fù)位時(shí)，RS1和RS0為零，故指向0區(qū)。通過(guò)位操作改變RS1和RS0的值，可以方便地指向任一個(gè)區(qū)間。b) 位尋址區(qū) 每位都有一個(gè)獨(dú)立的8位地址(占據(jù)空間007F)，共128位。此外，在專(zhuān)用寄存器SFR中還有一部分是可以位尋址

23、的(有些位可能無(wú)定義)。c) 專(zhuān)用寄存器區(qū) 共有21個(gè)專(zhuān)用寄存器SFR，位于80FFH地址空間。這些寄存器又可以分為CPU專(zhuān)用寄存器和接口專(zhuān)用寄存器。CPU專(zhuān)用寄存器前面己經(jīng)提過(guò)，而接口專(zhuān)用寄存器包括兩部分。一部分就是單片機(jī)的I/O端口P0P3，分別編址為80H、90H、A0H、B0H，共4個(gè)單元，32位，每一位都可以獨(dú)立尋址。另一部分為定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行口、中斷的一些控制寄存器。定時(shí)/計(jì)數(shù)器89C51有兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器(T0，T1)。在定時(shí)功能中，每個(gè)機(jī)器周期定時(shí)器加1，由于l個(gè)機(jī)器周期包含12個(gè)振蕩周期，因而它的計(jì)數(shù)頻率為1/12，即由定時(shí)器計(jì)數(shù)到的脈沖為振蕩周期頻率的1/12。在計(jì)

24、數(shù)器功能中，在外部事件相應(yīng)輸入腳(T0或T1)產(chǎn)生負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器加1。由于計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)過(guò)程需要2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)，所以，最高的計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的1/24。這兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作狀態(tài)(定時(shí)/計(jì)數(shù))及工作方式(方式0方式3)的選擇是由定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式寄存器(TMOD)中的每位值所決定的。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制由控制寄存器(TCON)完成。I/O口 89C51不僅有4個(gè)8位并行口，供單片機(jī)和外部RAM、EEPROM等擴(kuò)展連接用或與其它設(shè)備交換信息用，它還有一個(gè)全雙工串行口，能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在前面的引腳功能中已對(duì)并行口作了簡(jiǎn)要介紹，在此就主要介紹一下串行口。串行口也就是P3.0和P

25、3.1的第二功能。它既能工作在異步方式，又能工作在同步方式。該串行口是全雙工的，它在物理上分為兩個(gè)獨(dú)立的發(fā)送緩沖器和接收緩沖器SBUF，但它們占用一個(gè)特殊功能寄存器的地址99H，只需對(duì)SBUF進(jìn)行寫(xiě)或讀的操作，就可以同時(shí)發(fā)送和接收了。串行口的工作方式選擇、波特率選擇、串行通信協(xié)議的完成，由兩個(gè)特殊功能寄存器，即串行口控制寄存器SCON和功耗控制寄存器PCON完成。中斷89C51單片機(jī)提供了6個(gè)中斷源，而每一個(gè)中斷源都能被程控為高優(yōu)先級(jí)或低優(yōu)先級(jí)。其中5個(gè)中斷源包括2個(gè)外部中斷和3個(gè)內(nèi)部中斷。兩個(gè)外部中斷源為INT0和INT1，外部設(shè)備的中斷請(qǐng)求信號(hào)、掉電等故障信號(hào)都可以從INT0而和INT1引

26、腳輸入，向CPU提出中斷申請(qǐng)，INT0和INT1的中斷請(qǐng)求標(biāo)志IE0、IE1分別設(shè)在TCON寄存器的TCON.1、TCON.3。3個(gè)內(nèi)部中斷源為T(mén)0、Tl溢出中斷源及片內(nèi)串行發(fā)送或接收中斷源，T0、Tl中斷請(qǐng)求標(biāo)志TF0和TF1分別設(shè)在TCON寄存器的TCON.5、TCON.7，串行發(fā)送或接收中斷標(biāo)志TI或RI設(shè)在SCON寄存器的第SCON.0、SCON.1。5個(gè)中斷源中的一個(gè)、幾個(gè)或全部中斷源的開(kāi)、關(guān)由中斷允許寄存器(IE)完成，而每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)別的高低由中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器(IP)完成。89C51單片機(jī)中斷源簡(jiǎn)要特性見(jiàn)表3.3。表3.3 中斷源特性表名稱(chēng)符號(hào)標(biāo)志符號(hào)標(biāo)志符號(hào)位置矢量地址

27、優(yōu)先級(jí)別外部中斷INT0IE0TCON.10003H最高最低定時(shí)器0溢出中斷TF0TF0TCON.5000BH外部中斷1INT1IE1TCON.30013H定時(shí)器1溢出中斷TF1TF1TCON.7001BH串行口中斷R1+T1R1SCON.00023HT1SCON.1六、仿真電路圖7、 程序設(shè)計(jì)過(guò)程交通道口交通燈控制系統(tǒng)的控制程序主要包括以下幾個(gè)部分：主程序、顯示程序、定時(shí)中斷程序、等。4.1.1 主程序主程序主要是負(fù)責(zé)總體程序的管理功能，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)的交互設(shè)定。因?yàn)樵O(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)掃描方式顯示時(shí)間，所以主程序大部分時(shí)間要調(diào)用掃描顯示程序。主程序流程圖如圖4.1所示。 開(kāi)始 初始化 While（1）

28、Key1=1&key2=1&key3=1Key1=0Key2=0Key3=0 NanBei()State1() Stop（） DongXi()State2()State3() display(ge1,shi1,ge2,shi2)State4()State8()State7()State6()State5() 主程序流程圖程序如下：#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int /調(diào)用函數(shù)的聲明 void display(uint shi1,uint ge1,uint shi2,uint ge2);/數(shù)碼管顯示函數(shù)的聲明

29、 void delay(uint z); /延時(shí)函數(shù)的聲明 void State1(); void State2(); void State3(); void State4(); void State5(); void State6(); void State7(); void State8(); void NanBei(); void DongXi(); void Stop (); /定義管腳 sbit ARED_NB = P05; sbit BRED_NB = P22; sbit AYELLOW_NB = P04; sbit BYELLOW_NB = P21; sbit AGREEN_NB

30、 = P03; sbit BGREEN_NB = P20; sbit ARED_DX = P25; sbit BRED_DX = P02; sbit AYELLOW_DX = P24; sbit BYELLOW_DX = P01; sbit AGREEN_DX = P23; sbit BGREEN_DX = P00; sbit DXweixuan1 = P33;/東西方向數(shù)碼管位選1 sbit DXweixuan2 = P34;/東西方向數(shù)碼管位選2 sbit NBweixuan1 = P31;/南北方向數(shù)碼管位選1 sbit NBweixuan2 = P30;/南北方向數(shù)碼管位選2 sbit

31、 Key1=P27; sbit Key2=P26; sbit Key3=P17; /定義全局變量 uchar flag1=0, flag2=1; uint shi1, ge1, shi2, ge2, aa; uint code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /主函數(shù) void main() /初始化管腳 P0=0xFF; P1=0Xff; P2=0xFF; P3=0xFF; /循環(huán)函數(shù) while(1) uchar flag1 = 0, flag2 = 0; if(Key1 = 0) /按鍵檢測(cè) Stop();

32、 /調(diào)用禁止通行函數(shù) P1=0xff; /不顯示時(shí)間 if(Key2 = 0) /按鍵檢測(cè) NanBei(); /調(diào)用南北單向通行函數(shù) P1=0xff; if(Key3 = 0) /按鍵檢測(cè) DongXi(); /調(diào)用東西單向通行函數(shù) P1=0xff; if(Key1=1 & Key2=1 & Key3=1) State1(); /調(diào)用第1個(gè)狀態(tài)（東西紅燈亮42秒，南北綠燈亮42秒） State2(); /調(diào)用第2個(gè)狀態(tài)（東西紅燈亮 3秒，南北綠燈閃 3秒） State3(); /調(diào)用第3個(gè)狀態(tài)（東西紅燈亮 4秒，南北黃燈亮 4秒） State4(); /調(diào)用第4個(gè)狀態(tài)（東西紅燈亮 1秒，南北

33、紅燈亮 1秒） State5(); /調(diào)用第5個(gè)狀態(tài)（東西黃燈亮 4秒，南北紅燈亮 4秒） State6(); /調(diào)用第6個(gè)狀態(tài)（東西綠燈亮27秒，南北紅燈亮27秒） State7(); /調(diào)用第7個(gè)狀態(tài)（東西綠燈閃 3秒，南北紅燈亮 3秒） State8(); /調(diào)用第8個(gè)狀態(tài)（東西黃燈亮 4秒，南北黃燈亮 4秒） void NanBei()/南北單向通行函數(shù)的定義 ARED_NB=1;AYELLOW_NB=1;AGREEN_NB=0;BRED_NB=1;BYELLOW_NB=1;BGREEN_NB=0;ARED_DX=0;AYELLOW_DX=1;AGREEN_DX=1;BRED_DX=0

34、;BYELLOW_DX=1;BGREEN_DX=1; void DongXi() /東西單項(xiàng)通行函數(shù)的定義 ARED_NB=0;AYELLOW_NB=1;AGREEN_NB=1;BRED_NB=0;BYELLOW_NB=1;BGREEN_NB=1;ARED_DX=1;AYELLOW_DX=1;AGREEN_DX=0;BRED_DX=1;BYELLOW_DX=1;BGREEN_DX=0; void Stop () /禁止通行函數(shù)的定義 ARED_NB=0;AYELLOW_NB=1;AGREEN_NB=1;BRED_NB=0;BYELLOW_NB=1;BGREEN_NB=1;ARED_DX=0;A

35、YELLOW_DX=1;AGREEN_DX=1;BRED_DX=0;BYELLOW_DX=1;BGREEN_DX=1; void State1()/第1個(gè)狀態(tài)（東西紅燈亮42秒，南北綠燈亮42秒）函數(shù)的定義 uint temp1,temp2; temp1 = 50; temp2 = 45; TMOD=0x01; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(Key1=1 & Key2=1 & Key3=1) if(flag1 = 0 & flag2 = 1)/定時(shí)20*50MS=1S flag2=

36、0; temp1-; temp2-; ARED_NB=1;AYELLOW_NB=1;AGREEN_NB=0; BRED_NB=1;BYELLOW_NB=1;BGREEN_NB=0; ARED_DX=0;AYELLOW_DX=1;AGREEN_DX=1; BRED_DX=0;BYELLOW_DX=1;BGREEN_DX=1; shi1=temp1/10; ge1=temp1%10; shi2=temp2/10; ge2=temp2%10; if(temp2 = 3) temp2 = 45; break; display(ge1,shi1,ge2,shi2); /調(diào)用數(shù)碼管顯示函數(shù) flag1 =

37、 1; void State2()/第2個(gè)狀態(tài)（東西紅燈亮 3秒，南北綠燈閃 3秒）函數(shù)的定義 uint temp1,temp2; temp1 = 8; temp2 = 3; TMOD=0x01; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(Key1=1 & Key2=1 & Key3=1) if(flag1 = 1 & flag2 = 1)/定時(shí)20*50MS=1S flag2=0; temp1-; temp2-; ARED_NB=1;AYELLOW_NB=1;AGREEN_NB = AGRE

38、EN_NB; BRED_NB=1;BYELLOW_NB=1;BGREEN_NB = BGREEN_NB; ARED_DX=0;AYELLOW_DX=1;AGREEN_DX=1; BRED_DX=0;BYELLOW_DX=1;BGREEN_DX=1; shi1=0; shi2=0; ge1=temp1%10; ge2=temp2%10; if(temp2 = 0) temp2 = 3; break; display(ge1,shi1,ge2,shi2); /調(diào)用數(shù)碼管顯示函數(shù) flag1 = 2; void State3() /第3個(gè)狀態(tài)（東西紅燈亮 4秒，南北黃燈亮 4秒）函數(shù)的定義 uint

39、 temp1, temp2; temp1 = 5; temp2 = 4; TMOD=0x01; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(Key1=1 & Key2=1 & Key3=1) if(flag1 = 2 & flag2 =1)/定時(shí)20*50MS=1S flag2=0; temp1-; temp2-; ARED_NB=1;AYELLOW_NB=0; AGREEN_NB=1; BRED_NB=1;BYELLOW_NB=0; BGREEN_NB=1; ARED_DX=0;AYELLOW

40、_DX=1;AGREEN_DX=1; BRED_DX=0;BYELLOW_DX=1;BGREEN_DX=1; shi1=0; shi2=0; ge1=temp1%10; ge2=temp2%10; if(temp2 = 0) temp2 = 4; break; display(ge1,shi1,ge2,shi2); /調(diào)用數(shù)碼管顯示函數(shù) flag1 = 3; void State4() /第4個(gè)狀態(tài)（東西紅燈亮 1秒，南北紅燈亮 1秒）函數(shù)的定義 uint temp1, temp2; temp1 = 1; temp2 = 35; TMOD=0x01; TH0=(65535-50000)/256

41、; TL0=(65535-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(Key1=1 & Key2=1 & Key3=1) if(flag1 = 3 & flag2 =1)/定時(shí)20*50MS=1S flag2=0; temp1-; temp2-; ARED_NB=0; AYELLOW_NB=1;AGREEN_NB=1; BRED_NB=0; BYELLOW_NB=1;BGREEN_NB=1; ARED_DX=0; AYELLOW_DX=1;AGREEN_DX=1; BRED_DX=0; BYELLOW_DX=1;BGREEN_DX=1; shi1=0; shi2

42、=temp2/10; ge1=temp1%10; ge2=temp2%10; if(temp1=0) temp1 = 1; break; display(ge1,shi1,ge2,shi2); flag1 = 4; void State5()/第5個(gè)狀態(tài)（東西黃燈亮 4秒，南北紅燈亮 4秒）函數(shù)的定義 uint temp1,temp2; temp1 = 4; temp2 = 34; TMOD=0x01; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(Key1=1 & Key2=1 & Key3=1

43、) if(flag1 = 4 & flag2 =1) flag2=0; temp1-; temp2-; ARED_NB=0;AYELLOW_NB=1;AGREEN_NB=1; BRED_NB=0;BYELLOW_NB=1;BGREEN_NB=1; ARED_DX=1;AYELLOW_DX=0; AGREEN_DX=1; BRED_DX=1; BYELLOW_DX=0; BGREEN_DX=1; shi1=0; shi2=temp2/10; ge1=temp1%10; ge2=temp2%10; if(temp1=0) temp1 = 4; break; display(ge1,shi1,ge2

44、,shi2); /調(diào)用數(shù)碼管顯示函數(shù) flag1 = 5; void State6()/第6個(gè)狀態(tài)（東西綠燈亮27秒，南北紅燈亮27秒）函數(shù)的定義 uint temp; temp = 30; TMOD=0x01; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(Key1=1 & Key2=1 & Key3=1) if(flag1 = 5 & flag2 =1) flag2=0; temp-;ARED_NB=0;AYELLOW_NB=1;AGREEN_NB=1; BRED_NB=0;BYELLOW_N

45、B=1;BGREEN_NB=1; ARED_DX=1;AYELLOW_DX=1;AGREEN_DX=0; BRED_DX=1;BYELLOW_DX=1;BGREEN_DX=0; shi1=temp / 10; shi2=temp / 10; ge1=temp % 10; ge2=temp % 10; if(temp = 3) temp = 30; break; display(ge1,shi1,ge2,shi2); /調(diào)用數(shù)碼管顯示函數(shù) flag1 = 6; void State7()/第7個(gè)狀態(tài)（東西綠燈閃 3秒，南北紅燈亮 3秒）函數(shù)的定義 uint temp; temp = 3; TMOD=0x01; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(Key1=1 & Key2=1 & Key3=1) if(flag1 = 6 & flag2 =1) flag2=0; temp-;ARED_NB=0;AYELLOW_NB=1;AGREEN_NB=1; BRED_NB=0;BYELLOW_NB=1;BGREEN_NB=1; ARED_DX=1;AYELLOW_DX=1;AG