單片機控制交通燈的電路設(shè)計

1、Anhui Vocactional & Technical College of Industry & Trade論文題目：姓 名專 業(yè)：指導教師：提交日期：單片機控制交通燈的電路設(shè)計摘要:和單片機的連接方法及其軟件編程， 且涉及到單片機內(nèi)部 I/O 口和外部中斷的使 用方法和軟件編程實現(xiàn)。包括主機電路設(shè)計， 緊急放行電路及軟件設(shè)計，可編程并行接 口 8255 電路設(shè)計。本系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展功能強。在現(xiàn)代城市中，人口和 汽車日益增長，市區(qū)交通也日益擁擠，人們的安全問題也日益重要。因此，紅綠交通信 號燈成為交管部門管理交通的重要工具之一。 有了交通燈人們的安全出行有了很

2、大的保 障。近年來隨著科技的飛速發(fā)展， 單片機的使用正在不斷的深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢 測技術(shù)的日益更新。 在實時檢測和自動控制的單片機使用系統(tǒng)中， 單片機往往作為一個 核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的， 還應(yīng)該根據(jù)具體的硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合， 加以完善。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那靠什么實現(xiàn)這 井然有序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。 交通信號燈的控制方式很多本系統(tǒng) 采用MSC-5係列單片機ATSC5和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件來設(shè)計交 通燈控制器，實現(xiàn)了能夠根據(jù)實際車流量通過 8051芯片P1 口設(shè)置紅、綠燈燃亮時間的 功能；紅

3、綠燈循環(huán)點亮，倒計時剩5秒時候黃燈閃爍警示（交通燈信號通過PA 口輸出, 顯示時間直接通過8255的PC口輸出至雙位數(shù)碼管）；車輛闖紅燈報警；綠燈時間可檢 測車流量并可通過雙位數(shù)碼管顯示。 本次設(shè)計研究的是交通燈系統(tǒng)， 主要介紹了如何機 設(shè)計交通燈控制系統(tǒng)，并介紹了可編程并行接口部件 8255 關(guān)鍵字：單片機,交通燈摘要 : 2引言 4第 1 章 單片機概述 5第 2 章 MSC-51 芯片簡介 62.1 MCS-51 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) 62.2 中斷系統(tǒng) 62.3 時鐘電路 72.4MCS-51 的引腳說明 8第 3章 8255 芯片簡介 103.1 8255 并行接口 103.2 8255

4、并行接口芯片工作方式 103.3 74LS373 簡介 10第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 124.1 交通管理的方案論證 124.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 124.2.1 系統(tǒng)總框圖如（圖六） . 124.2.2 交通燈硬件線路圖 134.2.3 系統(tǒng)工作原理 . 135.4 時間及信號燈的顯示 165.4.1 8051 并行口的擴展 165.4.2 顯示原理： 175.4.3 8255PA 口輸出信號接信號燈 175.4.4 8255 輸出信號和數(shù)碼管的連接 185.4.5 8255 和 8051 的連接 185.5 程序設(shè)計 195.5.1 流程圖如圖所示 195.5.2 程序源代碼 . 20第 6章

5、 總結(jié) 29參考文獻 30引言當今，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。 但這一技術(shù)在 19 世紀就已出現(xiàn)了。1858 年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式 信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。 1868 年，英國機械工程 師（納伊特）在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅 綠燈。它由紅綠燈以旋轉(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。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

6、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”。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 壓力探測器安在地下， 車輛接近紅燈便變?yōu)榫G燈； 另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司 機遇紅燈時按一下喇叭， 就使紅燈變?yōu)榫G燈。 紅外線紅綠燈當行人踏上壓力敏感的路面 時，它就能察覺到有人要過馬路。 紅外光的光束把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽 車放行，以免發(fā)生交通事故。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、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志信號協(xié)定對各種信 號燈的含義作

7、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入交叉路口。第 1 章 單片機概述單片機( Single Chip Microcomputer ),直譯為單片微型計算機，它將 CPU、RAM、 ROM定時器/計數(shù)器、輸入/輸出(I/O )接口電路、中斷、串行通信接口等主要計算機 部件集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上

8、，組成單片微型計算機，簡稱單片機。雖然單片機的形態(tài)只是一塊芯片，但是它已經(jīng)具有了微型計算機的組成結(jié)構(gòu)和功 能。由于單片機的結(jié)構(gòu)特點，在實際使用中常常將它完全融入使用系統(tǒng)中，故而有時也 單片機稱為嵌入式微控制器( Embedded Microcon troller )。單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支， 也是頗具生命力的機種。 單片機 微型計算機 ，特別適用于控制領(lǐng)域。單片機經(jīng)過 1、 2、 3、 3 代的發(fā)展，目前單片機正 朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強，內(nèi)部資源在增多，引腳的多功 能化，以及低電壓底功耗。單片機有兩種基本結(jié)構(gòu)形式： 一種是在通用微型計算機中廣泛采

9、用的將程序存儲器 和數(shù)據(jù)存儲器合用一個存儲空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓 (Princeton) 結(jié)構(gòu)或稱馮。諾依 曼結(jié)構(gòu)；另一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開而分別尋址的結(jié)構(gòu)， 稱為哈佛結(jié) 構(gòu)。In tel公司的MCS-51和80C51系列單片機采用的是哈佛結(jié)構(gòu)。目前的單片機以采 用哈佛結(jié)構(gòu)的較多。按內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的寬度，單片機分為 4位、 8位、 16位及 32位等。單片機的中央 處理器(CPU和通用微處理器基本相同，只是增設(shè)了“面向控制”的處理功能，例如 位處理、查表、多種跳轉(zhuǎn)、乘除法運算、狀態(tài)檢測、中斷處理功能等，增強了控制的實 用性和靈活性。第2章MSC-51芯片簡介2.1 MCS-51

10、單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)8051是MCS-51系列單片機的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。 8051單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)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：中央處理器： 中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運 算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲器(RAM)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

11、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RAMR有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果 或用戶定義的字型表。8051時鐘 U051內(nèi)部結(jié)構(gòu)1程序存儲器1 1數(shù)據(jù)存儲器1 1定時計數(shù)器1 im MilJ111211uu1r "iP! 1二r 并行時口口 I串行匾信口 I中斷生筑圖1程序存儲器(ROM)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。定時/計數(shù)器(ROM)8051有兩個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。并行輸入輸出(I/O) 口：8051共有4組8位I/O

12、口(P0、P1、P2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。全雙工串行口：8051內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于和其它設(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，也可以當同步移位器使用。2.2中斷系統(tǒng)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。2.3 時鐘電路8051內(nèi)置最高頻率達12MHZ勺時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但 8051 單片機需外置振蕩電容。單片機的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛 (Harvard) 結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程

13、序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合二為 一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。INTEL的MCS-5係列單片機采用的是哈佛結(jié) 構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16位的MCS-96系列單片機則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。下圖是MCS-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2PO. ttP0. 7 P藝 0P2 T- 2.4MCS-51的引腳說明II均采用|40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié) 源和地線兩根，樣置石英振蕩器的時 3口線復用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的RAMMCS-51系列單.片機匚=J置T蹲f個引腳中 鐘線兩根，4組8位共32*1® '口，中斷I口線和P 功能加以說明：:備 MCS-51的引腳說明：h|

14、_MCS-51系列單片機中的.構(gòu)，右圖是它們的刪配配置v 的時鐘線兩根，盤組區(qū)扁共 咗個7 些引腳的功能加以說明：如圖中的.8031、 8051 及 875構(gòu)，右圖是它們的綁腳功能加以說明:圖3 iPin9:RESET/Vp<J 復 鐘電路開始工作，:在石 以上的高電平，系統(tǒng)即初扌 PC指向 0000H P0-P3 輸 入07H,其它專用寄存器 為低電平后，系統(tǒng)即從 初始復位不改變RAM包 8051的初始態(tài)。辰蕩器的時ITKP1805T及875槪均采用40個引腳中嚴正電源和地P1. 0C1Pl. 1E39P1. 2r3SP1. 3E37F1YE3&FI. 5C藥P1.6匚34F1

15、. 7C33RSTC52SKD/P5 0匸1031TKD/P3. 1E1180IWT0/P3. 2C122勺IITT1/P?. ?C1$T0/P3. 4C1427T1/P3. 51WP亂 GC1526U1625ED/PS. JC1724XT4L2Cie23ITU1E1522GHD匚?021稈序I計數(shù)器線封裝的勺根，外置 斷口線和p3口線復用1列直接DIP結(jié)石英振蕩器 現(xiàn)在我們對這Ili潮皆3段存劉 Vcc TO. O/ADO 5 PO. 1/ADll2 PO 2/AB23 PO. 3/1D3 PO. 4/1A4 TO 5/AD5 7 PO. 6/AM FO, gA/m3 ALE/jMiC2 P

16、ESN3 P2. 7/A1S F2. 6/114 P2. 5/il3 P2. 4/Al 23 P2, 3/ill P2. 2/110 n P2. i/M2 P2 0/A8I 醉信號復用腳，當8051通電，時 -RESE引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期 始復位。初始化后，程序計數(shù)器 出口全部為高電平，堆棧指針寫 被清“ 0”。RESET由高電平下降 0000H地址開始執(zhí)行程序。然而， 括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)，8051的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖 4。此外，RESET/pd 還是一復用腳，V斷電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟 失。1nBESET80

17、51V z2211上電自動復位S05147QKKESET手動復位電蹄3Q51XI X260511號XTAL2吋鐘源18XTAL1外部時鐘方式內(nèi)部時鐘方式 Pin30:ALE/汀】；當訪問外部程序器時，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是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪 問外部程序存儲器，ALE會跳過一個脈沖。如果單片機是EPROM在編程其間，.b將用于輸入編程脈沖。 Pin29: 當訪問外部程序存儲器時，此引腳輸出負脈沖選通信號，PC的16位地 址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P

18、0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賣 入并執(zhí)行。 Pin31:EA/Vpp程序存儲器的內(nèi)外部選定線，8051和8751單片機，內(nèi)置有4kB的程序存儲器，當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。在編程時，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓。第3章8255芯片簡介3.1 8255并行接口8255 可編程并行接口芯片有三個輸入輸出端口，即 A 口、B 口和C口，對應(yīng)于引腳 PA&am

19、p;PA0 PB&PB0和PCT-PCQ其內(nèi)部還有一個控制寄存器，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，每個端口包含一個4位鎖存器。它們分別和端口 A/E配合使用， 可以用作控制信號輸出或作為狀態(tài)信號輸入。8255可編程并行接口芯片方式控制字格式說明：8255有兩種控制命令字；一個是方式選擇控制字；另一個是C 口按位置位/復位 控制字。其中C口按位置位/復位控制字方式使用較為繁難，說明也較冗長，故在此不作敘述，需要時用戶可自行查找有關(guān)資料 方式控制字格式說明如表1:表1D7D6D5D4D3D2D1

20、D0D7:設(shè)定工作方式標志，1有效。D6、D5: A 口方式選擇0 0方式00 1方式 11x 方式2D4:A 口功能（仁輸入，0=輸出）D3:C口高4位功能（仁輸入，0=輸出）D2:B 口方式選擇（0=方式0，仁方式1）D1:B 口功能（仁輸入，0=輸出）D0C 口低4位功能（1=輸入，0=輸出）3.2 8255并行接口芯片工作方式方式0:基本輸入/輸出方式。適用于三個端口中的任何一個。每一個端口都可 以用作輸入或輸出。輸出可被鎖存，輸入不能被鎖存。方式1:選定輸入/輸出方式。這時 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)信號和中斷請求信號。方式2 :

21、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C口的5條線用作通訊的聯(lián)絡(luò)信號和中斷請求信號。3.3 74LS373 簡介74LS373是一種帶三態(tài)門8D鎖存器，它的管腳示意圖如下示：甘出.acacMta不檢入治一32/、121< X V 2| n uu /o1DID2D3D4D5D6D7351Q-8Q 為8個輸出端。7Q2Q3Q4Q5Q6Q 了6LE為數(shù)據(jù)打入端:當LE為“ 1”時，鎖存器輸出891312狀態(tài)同輸入狀態(tài)；當LE由“T變“0”時，數(shù)據(jù)14151716181911LEOE1打入鎖存器0E為輸出允許端：當 OE=0時，三態(tài)門將打開; 當OE=1時，三

22、態(tài)門將關(guān)閉，輸出高阻。第4章系統(tǒng)硬件設(shè)計4.1交通管理的方案論證60S5S80S5S東西道紅燈亮黃燈亮綠燈亮黃燈亮南北道綠燈亮黃燈亮紅燈亮黃燈亮東西、南北兩干道交于一個十字路口，各干道有一組紅、黃、綠三色的指示燈，指 揮車輛和行人安全通行。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，且黃燈點亮時間為東西、南北兩干道的公共停車時間。設(shè)東西道 比南北道的車流量大，指 示燈燃亮的方案如表2。 表2表2說明：(1) 當東西方向為 紅燈，此道車輛禁止通行，東西道行人可通過；南北道為綠燈，此道車輛通過，行人禁止通 行。時間為60秒。(2) 黃燈閃爍5秒，警示車輛和行人 紅、

23、綠燈的狀態(tài)即將切換。(3) 當東西方向為綠燈，此道車輛通行；南北方向為紅燈，南北道車輛禁止 通過，行人通行。時間為80秒。東西方向車流大 通行時間長。(4) 這樣如上表的時間和紅、綠、黃出現(xiàn)的順序依次出現(xiàn)這樣行人和車輛就 能安全暢通的通行。(5) 此表可以根據(jù)車流量動態(tài)設(shè)定紅綠燈初始值。4.2系統(tǒng)硬件設(shè)計選用設(shè)備8031單片機一片選用設(shè)備：8031彈片機一片，8255并行通用接口芯片一 片，74LS07芯片兩片，MAX692'看門狗一片，共陰極的七段數(shù)碼管兩個雙向晶閘管 若干個，7805三端穩(wěn)壓電源一個，紅、黃、綠交通信號燈各兩個，開關(guān)鍵盤、連接導 線若干。4.2.1 系統(tǒng)總框圖如(圖

24、六)紅外對信號輸茸刪！IA4.2.2 交通燈硬件線路圖 (見下一頁)4.2.3 系統(tǒng)工作原理(1) 開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時間，通過 8051單片機P1輸入到系統(tǒng)8255(2) 由8051單片機的定時器每秒鐘通過 P0 口向8255的數(shù)據(jù)口送信息, 的 PA 口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況；由8255的PC口顯示每個燈的燃亮時間。（3）8051通過 設(shè)置各個信號等的燃亮時間、通過 8031設(shè)置，綠、紅時間分別為 60秒、80秒循環(huán)由8051的P0 口向8255的數(shù)據(jù)口輸出。（4）通過8051單片機的P3.0位來控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當.牌位0就對系 統(tǒng)進行初始化，為1系統(tǒng)就開始工作。（5）

25、紅燈倒計時時間，當有車輛闖紅燈時，啟動蜂鳴器進行報警，3S后然后恢復 正常。（6） 增加每次綠燈時間車流量檢測的功能，并且通過查詢P2.0端口的電平是否為低，開關(guān)按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車流量,直到下一次綠燈時間重新記入（7）綠燈時間倒計時完畢，重新循環(huán)0.121 .1 .1 .1 .1 .1 .1 .1 ppppppppX130yt1*0_I'7 6 5 4 3一 一一一 -. 33333333 pppppppp2 10DO1CDK/4 Ho f c r»Dbcdefgt T1I98 542 37 NIo654'3219 11 11 1I 11 91 71-5V

26、1_21 11 11 11 12 22 22 22 2G1_9 衛(wèi)_542J3-7P PPPPPPPRWCREGDADADPDPDPDPDPDPVPPPPPPPPPP8914333333333_3221119652 52o o oo oo O VDDDDDDD L O1!22222 222 oo oooooo pppppppp pppppppp76543 210 76 543210s PNNNN EEPS:L VASN7418一 7 4-3. 11AT89S錯誤!第 5章 控制器的軟件設(shè)計5.1 每秒鐘的設(shè)定延時方法可以有兩種中的一種是利用 MCS-51內(nèi)部定時器才生溢出中斷來確 定 1 秒的

27、時間，另一種采用的是軟延時的方法。5.2 計數(shù)器硬件延時5.2.1 計數(shù)器初值計算定時器工作時必須給計數(shù)器送計數(shù)器初值， 這個值是送到TH和TL中的。他是 以加法記數(shù)的， 并能從全 1 到全 0時自動產(chǎn)生溢出中斷請求。 因此，我們可以把 計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值設(shè)定為 C和計數(shù)初值設(shè)定為TC可得到如下計算通 式：TC=M-C式中，M為計數(shù)器的末值，該值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式 0時M為213 ； 在方式1時M的值為216;在方式2和3為285.2.2 計算公式T=（ M- TC T 計數(shù)或TC=MT/ T計數(shù)T計數(shù)是單片機時鐘周期TCLK的12倍；TC為定時初值 如單片機的主脈沖頻率為T

28、CLK12MHZ，經(jīng)過12分頻方式0TMAX= 213 * 1微秒=8.192毫秒方式1TMAX = 216 * 1微秒= 6 5.5 3 6毫秒顯然1秒鐘已經(jīng)超過了計數(shù)器的最大定時間， 所以我們只有采用定時器和軟件相 結(jié)合的辦法才能解決這個問題.5.2.3 1秒的方法我們采用在主程序中設(shè)定一個初值為2 0的軟件計數(shù)器和使T0定時5 0毫 秒.這樣每當T0到50毫秒時CPU就響應(yīng)它的溢出中斷請求，進入他的中斷服務(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間顯示程序。5.2.4 相應(yīng)程序代碼（1）主程序定時器需定時5 0毫秒，故T

29、0工作于方式1。初值：TC=MT/ T 計數(shù) =21650 ms/1us=15536=3CBOHORG 1000HSTART: MOV TMOD, #01H ;令TO為定時器方式1MOV TH0,#3CHJ裝入定時器初值MOV TL0,#BOHJMOV IE,#82H;開T0中斷SEBTTR O;啟動T0計數(shù)器MOVRO,#14H; 軟件計數(shù)器賦初值LOOP: SJMP $；等待中斷2）中斷服務(wù)子程序ORG000BHAJMPBRT0ORG00BHBRTO: DJNZ R0，NEXTAJMP TIME ; 跳轉(zhuǎn)到時間及信號燈顯示子程序DJNZ MOV RO,#14H;恢復RO值MOV TH0,

30、#3CH ; 重裝入定時器初值 MOV TL0, #BOH ;MOV IE, #82HRET1END5.3 軟件延時MCS-51的工作頻率為2-12MHZ我們選用的8031單片機的工作頻率為6MHZ 機器周期和主頻有關(guān)， 機器周期是主頻的 12倍，所以一個機器周期的時間為 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。具體的延時程序分析：DELAY:MOV R4,#08H 延時 1 秒子程序 DE2:LCALL DELAY1DJNZ R4,DE2RET DELAY1:MOV R6,#0 延時 125ms 子程序MOV R

31、5,#0DE1: DJNZ R5,$DJNZ R6,DE1RETMOV RN ， #DATA 字節(jié)數(shù)數(shù)為 2 機器周期數(shù)為 1 所以此指令的執(zhí)行時間為 2msDELAY1 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 125usDELAY R4設(shè)置的初值為8 主延時程序循環(huán)8次，所以125us*8= 1秒 由于單片機的運行速度很快其他的指令執(zhí)行時間可以忽略不計。5.4 時間及信號燈的顯示5.4.1 8051 并行口的擴展8051雖然有4個8位I/O端口，但真正能提供借用的只有 P1 口 ,因為P2和 P0 口通常用于

32、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 通常需要擴展。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/O 端口，顯然 8031 的端口是不夠，需要擴 展。擴展的方法有兩種：（1）借用外部RAM地址來擴展I/O端口；（2）采用I/O接口 新片來擴充。我們用 8255并行接口信片來擴展 I/O 端口。5.4.2 顯示原理：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，這樣依次把所有燈的色當定時器定時為 1 秒時，程 序跳轉(zhuǎn)到時間顯示及信號燈顯示子程序，它將依次顯示信時間

33、顯示完后在重新 給時間計數(shù)器賦初值 ，重新進入循環(huán)。5.4.3 8255PA 口輸出信號接信號燈由于發(fā)光二極管為共陽極接法，輸出端口為低電平，對應(yīng)的二極管發(fā)光， 所以可以用置位的方法點亮紅，綠，黃發(fā)光二極管。544 8255輸出信號和數(shù)碼管的連接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)光二極管是否點亮而顯示不同的字形如 SP, g、f、e、d、c,、b、a管腳上加上7F H所以 SP上為0伏，不亮的其余為TTL高電平，全亮的則顯示為8采用共陰極法連接：其中 PCOPBO-a,PC1PB1-b,PC2PB2-c,PC3PB3-d,PC4PB4-e,PC5PB5-f,PC6PB6-

34、gPC7PB7 -SP 接地顯示數(shù)值dop g f e d c b a驅(qū)動代碼（16進制）00 0 1 1 1 1 1 13FH10 0 0 0 0 1 1 006H20 1 0 1 1 0 1 15BH30 1 0 0 1 1 1 14FH40 1 1 0 0 1 1 066H50 1 1 0 1 1 0 06DH60 1 1 1 1 1 0 07DH70 0 0 0 0 1 1 107H80 1 1 1 1 1 1 17FH表3 驅(qū)動代碼表5.4.5 8255 和 8051 的連接用8051的P0 口的p0.7連接8255的片選信號CS我們用8031的地址采 用全譯碼方式，當p0.7 =0

35、 時片選有效， 其他無效，p0.1 P0.1 用于選擇 8255 端口P0.7 p0.6 p0.5 p0.4 p0.3 p0.2 P0.1 P0.0A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A01 X X X X X 0 0 00H為 8255 的 PA 口1XXXXX01 01H為 8255 的 PB 口1XXXXX10 02H為 8255 的 PC 口1XXXXX11 03H為8255的控制口由于8051是分時對8255和儲存器進行訪問所以8051的P0 口不會發(fā)生沖突5.5程序設(shè)計流程圖如圖所示程序源代碼ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HORG 000BHLJMP T

36、0 INTORG 0013HMAIN : MOV SP,#50H圖8圖9程序流程圖主程序的入口地址跳轉(zhuǎn)到主程序的開始處外部中斷0的中斷程序入口地址定時器0的中斷程序入口地址跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序處外部中斷1的中斷程序入口地址MOV IE,#8EH ;CPU開中斷，允許T0中斷，T1中斷和外部中斷1中斷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1MOV TH1,#00H;T1MOV TL1, #00H計數(shù)器清零SETB TR1SETB EX1SETB IT1啟動 T1 計時器允許 INT1 中斷 選擇邊沿觸發(fā)方式MOV DPTR, #0003HMOV A, #80H

37、 ;給8255賦初值， 8255工作于方式 0MOVX DPTR, AAGAIN: 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)MOV A, P1JB 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MOV R0,#00H ;R0 清零MOV R0,A ; 存入東西方向綠燈初始時間MOV R3, ALCALL DISP1LCALL DELAYAJMP AGAINRED: MOV A, P1ANL A,#7FH ;P1.7 置 0MOV R7,#00H ;R7清零MOV R7,A ; 存入東西方向紅燈

38、初始時間MOV R3, ALCALL DISP1LCALL DELAYAJMP AGAINN0: SETB TR0 ;啟動 T0 計時器MOV 76H,R7 ;紅燈時間存入 76HN00: MOV A,76H ;MOV R3, A東西方向禁止，南北方向通行MOV DPTR,#0000H ;置 8255A 口，東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮 MOV A, #0DDHMOVX DPTR, AN01: JB P2.0, B0N02: SETB P3.0CJNE R3,#00H,N01 ; 比較R3中的值是否為0,不為0轉(zhuǎn)到當前指令處執(zhí)行 黃燈閃爍 5 秒程序N1: SETB P3.0MOV R3,

39、#05HMOV DPTR,#0000H ;置8255A 口，東西，南北方向黃燈亮MOV A, #0D4HMOVX DPTR, AN11: MOV R4, #00HN12: CJNE R4,#7DH,$ ; 黃燈持續(xù)亮 0.5 秒N13: MOV DPTR,#0000H ; 置 8255A 口，南北方向黃燈滅MOV A, #0DDHMOVX DPTR, AN14: MOV R4, #00HCJNE R4,#7DH,$ ; 黃燈持續(xù)滅 0.5 秒CJNE R3,#00H,N1 ; 閃爍時間達 5 秒則退出N2: MOV R7, #00HMOV A,R0 ; 東西通行，南北禁止MOV R3, AMO

40、V DPTR,#0000H ; 置 8255A 口，東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮MOV A, #0EBHMOVX DPTR, AN21: JB P2.0, T03N22: CJNE R3, #00H,N21; 黃燈閃爍 5 秒程序 N3: MOV R3, #05HMOV DPTR,#0000H ;置 8255A 口，東西，南北方向黃燈亮MOV A, #0E2HMOVX DPT, AN31: MOV R4, #00HCJNE R4,#7DH,$ ; 黃燈持續(xù)亮 0.5 秒N32: MOV DPTR,#0000H ; 置 8255A 口，南北方向黃燈滅MOV A, #0EBHMOVX DPTR,

41、 AN33: MOV R4, #00HCJNE R4,#7DH,$ ; 黃燈持續(xù)滅 0.5 秒CJNE R3,#00H,N3 ; 閃爍時間達 5 秒則退出SJMP N00; 闖紅燈報警程序 B0: MOV R2,#03H ; 報警持續(xù)時間 3 秒B01: MOV A, R3JZ N1 ; 若倒計時完畢，不再報警CLR P3.0; 報警CJNE R2,#00H,B01SJMP N02-1 秒延時子程序判斷 3 秒是否結(jié)束給定時器TO送定時10ms的初值N7: RETIT0_INT:MOV TL0,#9AH MOV TH0, #0F1H INC R4判斷延時是否夠一秒，不夠則調(diào)用顯示子程序清零倒計

42、時初值減 1INC R5CJNE R5,#0FAH,T01 ;MOV R5,#00H ;R5 DEC R3 ;DEC R2報警初值減 1T01: ACALL DISP調(diào)用顯示子程序RETI中斷返回顯示子程序DISP: JNB P2.4, T02DISP1: MOV B, #0AHMOV A,R3;R3中值二轉(zhuǎn)十顯示轉(zhuǎn)換DIV ABMOV 79H,AMOV 7AH,BDIS: MOV A,79H; 顯示十位MOV DPTR, #TABMOVC A, A+DPTRMOV DPTR, #0002HMOVX DPTR, AMOV DPTR, #0001HMOV A, #0F7HMOVX DPTR ，

43、ALCALL DELAYDS2: MOV A,7AH ; 顯示個位MOV DPTR, #TABMOVC A, A+DPTRMOV DPTR, #0002H MOVX DPTR, AMOV DPTR, #0001HMOV A, #0FBHMOVX DPTR, ARET; 東西方向車流量檢測程序 T03: MOV A, R3 SUBB A,#00H; 若綠燈倒計時完畢，不再檢測車流量JZ N3JB P2.0, T03INC R7CJNE R7, #64H,E1MOV R7,#00H ;中斷到 100 次則清零E1: SJMP N22; 東西方向車流量顯示程序 T02: MOV B, #0AHMOV A,R7 ;R7 中值二轉(zhuǎn)十顯示轉(zhuǎn)換DIV ABMOV 79H,AMOV 7AH,BDIS3: MOV A,79H顯示十位MOV DPTR, #TABMOVC A, A+DPTRMOV DPTR, #0002HMOVX DPTR, AMOV DPTR, #0001HMOV A, #0