微處理器程序設(shè)計(jì)-以51單片機(jī)為例 課件 項(xiàng)目2 智慧交通顯示系統(tǒng)智能控制 任務(wù)2.2

項(xiàng)目二智慧交通顯示系統(tǒng)智能控制

馮蓉珍

《微處理器程序設(shè)計(jì)》任務(wù)2.2精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)目標(biāo)

隨著科技飛速發(fā)展，微處理器不斷深入我們的生活。本學(xué)習(xí)任務(wù)模擬交通信號(hào)燈系統(tǒng)利用典型的AT89S51為核心元件，實(shí)現(xiàn)智能控制路面上的交通信號(hào)燈。本任務(wù)，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)一套交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，假設(shè)在十字路口，分為南北向和東西向，在任一時(shí)刻，只有一個(gè)方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一段時(shí)間后，經(jīng)過(guò)短暫過(guò)渡，將通行方向和禁行方向?qū)Q。知識(shí)準(zhǔn)備

定時(shí)/計(jì)數(shù)器是嵌入式計(jì)算機(jī)中重要的功能模塊之一，也可用于對(duì)外部事件計(jì)數(shù)。以51系列為代表的嵌入式計(jì)算機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器T0和定時(shí)器T1。它們都具有定時(shí)和計(jì)數(shù)的功能，并由4種工作方式可以選擇。任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備一、定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作原理圖2-7定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作原理圖

定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1實(shí)質(zhì)上是加1計(jì)數(shù)器，即每輸入一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器全為1時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖，就使得計(jì)數(shù)器歸零，且計(jì)數(shù)器溢出使TCON中的標(biāo)志位TF1或TF0置1，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。根據(jù)輸入的計(jì)數(shù)脈沖來(lái)源不同，把它們分成定時(shí)與計(jì)數(shù)兩種功能。作定時(shí)器時(shí)，脈沖來(lái)自于內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器；作計(jì)數(shù)器時(shí)，脈沖來(lái)自于外部引腳。任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備（1）定時(shí)器模式

在作定時(shí)器使用時(shí)，輸入脈沖由內(nèi)部振蕩器的輸出經(jīng)過(guò)12分頻后送來(lái)，因此定時(shí)器也可看作是對(duì)機(jī)器周期的計(jì)數(shù)器。若晶振為12MHz，則機(jī)器周期為1us，定時(shí)器每接收一個(gè)輸入脈沖的時(shí)間為1us；若晶振頻率為6MHz，則一個(gè)機(jī)器周期為2us，定時(shí)器每接收一個(gè)輸入脈沖的時(shí)間為2us。因此，確定定時(shí)時(shí)間，其實(shí)只需要對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)即可。（2）計(jì)數(shù)模式在作計(jì)數(shù)器使用時(shí)，輸入脈沖是由外部引腳P3.4(T0)或P3.5(T1)輸入到計(jì)數(shù)器。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣T0，T1引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一個(gè)周期又采樣到一低電平時(shí)，則計(jì)數(shù)器加1。任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備（3）計(jì)數(shù)器位數(shù)計(jì)數(shù)器位數(shù)確定了計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值M和計(jì)數(shù)范圍。n位計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值M=2n，計(jì)數(shù)范圍為0~2n-1。比如8位計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值為M=256，計(jì)數(shù)范圍為0~255。二、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的組成以51系列為代表的單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖2-8所示。任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備T0、T1是16位加法計(jì)數(shù)器，分別由兩個(gè)8位專用寄存器組成，T0由TH0和TL0組成，T1由TH1和TL1組成。每個(gè)寄存器均可被單獨(dú)訪問(wèn)，因此可以被設(shè)置為8位、13位或16位計(jì)數(shù)器使用。定時(shí)/計(jì)數(shù)器允許用戶編程設(shè)定開始計(jì)數(shù)的數(shù)值，稱為賦初值。初值不同，則計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出時(shí)，計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)也不同。例如：對(duì)于8位計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)最大值為256。當(dāng)初值設(shè)為100時(shí)，再加1計(jì)數(shù)156個(gè)，計(jì)數(shù)器就產(chǎn)生溢出；當(dāng)初值設(shè)為200時(shí)，再加1計(jì)數(shù)56個(gè)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出。初值計(jì)算方法：假設(shè)晶振頻率為12MHz，那么計(jì)數(shù)頻率f計(jì)數(shù)=12MHZ/12=1MHz;計(jì)數(shù)周期為T計(jì)數(shù)=1/f計(jì)數(shù)=1us;如果需要定時(shí)1ms，那么計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)count=1ms/1us=1000，任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備假設(shè)使用16位計(jì)數(shù)器，則初值=216-1000=65536-1000=64536。假設(shè)由定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0進(jìn)行定時(shí)/計(jì)數(shù)，則兩個(gè)寄存器的初值分別為：TH0=64536/256;TL0=64536%256。三、定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式寄存器TMODTMOD為定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式寄存器，其格式為表2-8表2-8定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式寄存器TMOD的格式位序號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0位符號(hào)GATEC/TM1M0GATEC/TM1

M0T1T0任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備假設(shè)使用16位計(jì)數(shù)器，則初值=216-1000=65536-1000=64536。假設(shè)由定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0進(jìn)行定時(shí)/計(jì)數(shù)，則兩個(gè)寄存器的初值分別為：TH0=64536/256;TL0=64536%256。三、定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式寄存器TMODTMOD為定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式寄存器，其格式為表2-8表2-8定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式寄存器TMOD的格式TMOD的低4位為T0的工作方式字段，高4位為T1的工作方式字段，它們的含義如表2-9所示。位序號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0位符號(hào)GATEC/TM1M0GATEC/TM1

M0T1T0任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備表2-9工作方式選擇位含義M1M0工作方式功能說(shuō)明00方式013位計(jì)數(shù)器01方式116位計(jì)數(shù)器10方式2初值自動(dòng)重載8位計(jì)數(shù)器11方式3T0：分成兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器T1:停止計(jì)數(shù)工作方式0為由THx的高8位和TLx的低5位組成13位計(jì)數(shù)器。（x取值為0或1）；工作方式1為由THx的高8位和TLx的低8位組成16位計(jì)數(shù)器。（x取值為0或1）；工作方式2為8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，初值由TLx決定，THx的值和TLx一致。每次中斷結(jié)束后都會(huì)將THx的值自動(dòng)沖載到TLx寄存器中。（x取值為0或1）；任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備

當(dāng)工作在方式3時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0被拆成兩個(gè)獨(dú)立的8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器使用，T1停止計(jì)數(shù)。TL0所對(duì)應(yīng)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器使用T0原來(lái)的資源，即使用TR0控制啟動(dòng)，TF0作為溢出標(biāo)志。TH0對(duì)應(yīng)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器借用T1的資源TR1和TF1。只有T0可以設(shè)置為工作方式3，T1設(shè)置為工作方式3時(shí)不工作。

說(shuō)明：當(dāng)T0在工作方式3時(shí)，T1仍然可以設(shè)置為方式0，方式1和方式2.但由于TR1，TF1和T1的中斷源已被T0占用，因此，定時(shí)器T1僅由控制位C/T切換其定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出時(shí)，只能將輸出送往串行口。在這種情況下，T1一般用作串行口波特率發(fā)生器或不需要中斷的場(chǎng)合。因T1的TR1被占用，當(dāng)設(shè)置好工作方式后，T1自動(dòng)開始計(jì)數(shù)，當(dāng)送入一個(gè)設(shè)置T1為工作方式3的方式字后，T1停止計(jì)數(shù)。每種工作方式的邏輯電路如圖2-8和圖2-9所示任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備表2-10其他各位含義控制位功

能

說(shuō)

明C/T功能選擇位C/T=0時(shí)，設(shè)定為定時(shí)器工作方式；C/T=1時(shí)，設(shè)定為計(jì)數(shù)器工作方式。GATE門控位GATE=0時(shí)，軟件啟動(dòng)方式，將TCON寄存器中的TR0或TR1置1即可啟動(dòng)相應(yīng)定時(shí)器；當(dāng)GATE=1時(shí)，軟硬件共同啟動(dòng)方式，軟件控制TR0或TR1置1的同時(shí)，還需要INT0(P3.2)或INT1(P3.3)為高電平才可啟動(dòng)相應(yīng)定時(shí)器，即允許外部中斷0或外部中斷1啟動(dòng)定時(shí)器。任務(wù)二精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備四、定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON

該寄存器既有定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制功能又有中斷控制功能。TCON可以位尋址，即對(duì)寄存器的每一位可進(jìn)行單獨(dú)操作。復(fù)位時(shí)TCON全部被清0。表2-11為TCON的格式；表2-12為TCON各位的定義。

表2-11定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON的格式位序號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0位符號(hào)TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備表2-12定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON各位的意義位符號(hào)說(shuō)明功

能TF1T1溢出標(biāo)志位T1被啟動(dòng)計(jì)數(shù)后，從初值開始加1計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)滿溢出后由硬件置位TF1，同時(shí)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，此標(biāo)志一直保持到CPU響應(yīng)中斷后才由硬件自動(dòng)清零。也可由軟件查詢?cè)摌?biāo)志，并由軟件清零。TR1T1運(yùn)行控制位由軟件清零關(guān)閉定時(shí)器1。即TR1=0，關(guān)閉定時(shí)器1。當(dāng)GATE=0時(shí)，TR1軟件置1即啟動(dòng)定時(shí)器1。當(dāng)GATE=1時(shí)，且INT1為高電平時(shí)，TR1置1啟動(dòng)定時(shí)器1TF0T0溢出標(biāo)志位T0被啟動(dòng)計(jì)數(shù)后，從初值開始加1計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)滿溢出后由硬件置位TF0，同時(shí)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，此標(biāo)志一直保持到CPU響應(yīng)中斷后才由硬件自動(dòng)清零。也可由軟件查詢?cè)摌?biāo)志，并由軟件清零。TR0T0運(yùn)行控制位由軟件清零關(guān)閉定時(shí)器0。即TR0=0，關(guān)閉定時(shí)器0。當(dāng)GATE=0時(shí)，TR0軟件置1即啟動(dòng)定時(shí)器0。當(dāng)GATE=1時(shí)，且INT0為高電平時(shí)，TR0置1啟動(dòng)定時(shí)器0IE1外部中斷1請(qǐng)求標(biāo)志位IE1=1，外部中斷1向CPU申請(qǐng)中斷（硬件置1），當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，由硬件自動(dòng)清零。IT1外部中斷1觸發(fā)方式選擇位IT1=1，下降沿觸發(fā)方式；IT1=0，低電平觸發(fā)方式，該位由軟件置位或清除。IE0外部中斷0請(qǐng)求標(biāo)志位IE0=1，外部中斷0向CPU申請(qǐng)中斷（硬件置1），當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，由硬件自動(dòng)清零。IT0外部中斷0觸發(fā)方式選擇位IT0=1，下降沿觸發(fā)方式；IT0=0;低電平觸發(fā)方式，該位由軟件置位或清除。任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示知識(shí)準(zhǔn)備五、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作過(guò)程（1）設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式。通過(guò)設(shè)置TMOD，確定相應(yīng)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器是定時(shí)功能還是計(jì)數(shù)功能，確定工作方式及啟動(dòng)方式。（2）設(shè)置計(jì)數(shù)初值。定時(shí)時(shí)間=（2n-X）*12/fosc;其中n為計(jì)數(shù)位數(shù)；X為初始值，fosc為晶振頻率。THM=X/256;TLM=X%256，M為0或1（3）啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器。根據(jù)第（1）步中設(shè)置的啟動(dòng)方式啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器。（4）計(jì)數(shù)溢出。一旦計(jì)數(shù)溢出，溢出標(biāo)志位TF1或TF0會(huì)置1，通知用戶定時(shí)/計(jì)數(shù)器已經(jīng)計(jì)滿，用戶可以通過(guò)查詢溢出標(biāo)志位的狀態(tài)或者中斷方式進(jìn)行操作。任務(wù)2.2精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施子任務(wù)一分秒不差的秒表設(shè)計(jì)

現(xiàn)在計(jì)時(shí)搶答類娛樂(lè)節(jié)目中，通常會(huì)用到由兩位數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)時(shí)間，或者是由一分鐘倒計(jì)時(shí)，哪位選手用時(shí)最短，剩余時(shí)間最多者獲勝。主持人通過(guò)按下計(jì)時(shí)按鈕開始倒計(jì)時(shí)，選手按下停止按鈕，停止計(jì)時(shí)，數(shù)碼管顯示的時(shí)間即為剩余時(shí)間。一旦倒計(jì)時(shí)到0秒，沒有選手按下停止按鈕，則會(huì)點(diǎn)亮某個(gè)LED燈以示報(bào)警。本項(xiàng)目要求完成的工作是分解出60秒倒計(jì)時(shí)的工作過(guò)程及控制方法，完成硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程。通過(guò)單片機(jī)的兩個(gè)外部中斷和定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)60S倒計(jì)時(shí)控制，以模擬仿真生活中真實(shí)的倒計(jì)時(shí)顯示效果。本項(xiàng)目主要采用中斷方式進(jìn)行外部中斷和定時(shí)器中斷控制，由此使學(xué)生加深對(duì)中斷的理解，為后面的綜合應(yīng)用打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施1、硬件電路設(shè)計(jì)

根據(jù)任務(wù)說(shuō)明及工作內(nèi)容及要求，通過(guò)具體分析，設(shè)計(jì)如下圖2-10所示電路。圖2-1160s倒計(jì)時(shí)秒表電路圖

任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施2、60S倒計(jì)時(shí)秒表程序設(shè)計(jì)1）主程序設(shè)計(jì)在主程序中需要對(duì)TMOD、TCON、TH0、TL0等寄存器進(jìn)行初始化。首先確定選用定時(shí)/計(jì)數(shù)器0作為定時(shí)器，工作方式設(shè)定為方式1，16位計(jì)數(shù)器，使用12MHz晶振，每次定時(shí)器定時(shí)時(shí)間為10毫秒。（1）定時(shí)器T0工作方式設(shè)置：TMOD=00000001B；即TMOD=0X01；T0工作方式1；（2）初始值計(jì)算：10ms=(216-X)*12/12MHz;其中X為初始值X=65536-10*10-3/(1*10-6)=55536;因此，TH0=55536/256;TL0=55536%256;任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施（3）優(yōu)先級(jí)設(shè)定考慮到實(shí)際應(yīng)用情況，當(dāng)按下連接在外部中斷1上K3按下后，應(yīng)立即停止計(jì)時(shí)，因此外部中斷1的優(yōu)先最高；外部中斷0和定時(shí)/計(jì)數(shù)器0按自然優(yōu)先級(jí)排序即可。因此，PX1=1;PX0=0;PT0=0;（4）打開中斷總開關(guān)，同時(shí)允許外部中斷0和外部中斷1，定時(shí)器T0中斷，因此EA=1；EX1=1；EX0=1；ET0=1；（5）P1和P2端口輸出全0，使得數(shù)碼管SMG1、SMG2分別顯示8。因此，P1=0X00;P2=0X00;（6）設(shè)定時(shí)間顯示的初始值為60；因此定義seconds=60。（7）循環(huán)體設(shè)計(jì)主程序除了進(jìn)行一些寄存器的初始化設(shè)置和一些變量初始化外，就進(jìn)入while（1）的死循環(huán)中，循環(huán)顯示當(dāng)前的時(shí)間秒數(shù)，并等待外部中斷0、外部中斷1和定時(shí)器中斷的產(chǎn)生。任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施2）外部中斷0程序設(shè)計(jì)當(dāng)按下K2觸發(fā)外部中斷0提出請(qǐng)求，啟動(dòng)T0開始計(jì)時(shí)，即TR0=1;每次按下K2都是從60S開始倒計(jì)時(shí)，因此seconds=60；3）外部中斷1程序設(shè)計(jì)當(dāng)按下K3觸發(fā)外部中斷1提出請(qǐng)求，停止T0計(jì)時(shí)，及TR0=0;4）定時(shí)器T0中斷程序設(shè)計(jì)T0的定時(shí)時(shí)間為10毫秒，就是說(shuō)每10ms，定時(shí)器會(huì)觸發(fā)一次定時(shí)中斷，如果需要定時(shí)1秒，就需要觸發(fā)100次，因此用變量n來(lái)統(tǒng)計(jì)觸發(fā)的次數(shù)，當(dāng)n>=100，表示1秒時(shí)間到，此時(shí)需要將顯示秒數(shù)減1，并獲取顯示的十位和各位數(shù)字。若定義shi表示十位數(shù)，ge表示個(gè)位數(shù)，則shi=seconds/10；ge=seconds%10；任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施5）數(shù)碼管顯示數(shù)字的程序設(shè)計(jì)

考慮到用共陽(yáng)極7段數(shù)碼管，將數(shù)碼管顯示0-9的碼值存放到數(shù)組table中，數(shù)字0的碼值為0xc0；則table[0]=0xc0；那么如果希望SMG1顯示0的話，只需要設(shè)置P1=table[0]即可，以此類推。3、程序調(diào)試與仿真4、開發(fā)板運(yùn)行圖2-1360s倒計(jì)時(shí)秒表開發(fā)板連線及運(yùn)行效果任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施子任務(wù)二奇妙的信號(hào)燈顯示

本項(xiàng)目要完成的工作是分解出交通信號(hào)燈工作順序和控制狀態(tài)方式，完成交通信號(hào)燈的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。通過(guò)單片機(jī)控制外圍電路點(diǎn)亮發(fā)光二極管，模擬仿真生活中真實(shí)的交通信號(hào)燈顯示效果。本項(xiàng)目對(duì)交通信號(hào)燈控制過(guò)程中，主要采用位操作，通過(guò)對(duì)某一位的置位或清零來(lái)完成基本信號(hào)燈的亮滅控制，由此加深學(xué)生對(duì)位操作的理解，為以后的應(yīng)用打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。由于接在端口的各個(gè)信號(hào)燈狀態(tài)不同，采用位操作優(yōu)勢(shì)明顯。因此，本項(xiàng)目注重對(duì)位操作的使用，同時(shí)提高對(duì)項(xiàng)目任務(wù)的分析能力，抓住解決問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。任務(wù)2.2精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施1、硬件電路設(shè)計(jì)思路

根據(jù)任務(wù)說(shuō)明及工作內(nèi)容及要求，通過(guò)具體分析，設(shè)計(jì)如下圖2-14所示電路。

根據(jù)分析，東西南北每個(gè)方向有3個(gè)燈，一共有12個(gè)燈，可以分別連接到單片機(jī)的P0的8個(gè)端口和P3的4個(gè)端口。但是在實(shí)際應(yīng)用中考慮到單片機(jī)帶負(fù)載能力，通常需要在端口和led燈之間連接反相器或其他驅(qū)動(dòng)電路。圖2-14利用可編程通用并行接口8255實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)信號(hào)燈的控制圖

任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施2、交通信號(hào)燈硬件設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目使用單片機(jī)的端口直接連接LED燈來(lái)模擬仿真交通信號(hào)燈控制。如圖2-15所示。和數(shù)碼管連接的電阻參數(shù)設(shè)置為470歐姆，和led串聯(lián)的電阻參數(shù)設(shè)置為300歐姆。P0端口接300歐姆的排阻后連接+5V電源。圖2-15交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)硬件電路圖任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施3、交通信號(hào)燈控制程序設(shè)計(jì)（1）交通信號(hào)燈控制程序由表2-14可知，交通信號(hào)燈控制狀態(tài)有6中方式，即東西方向和南北方向兩組信號(hào)燈有6中工作形式，表中“0”對(duì)應(yīng)燈點(diǎn)亮，“1”對(duì)應(yīng)燈熄滅。由于單片機(jī)的并行端口都可以進(jìn)行位操作，因此采用sbitledR_N=P0^2;來(lái)定義北面的紅燈連接的是P0的2號(hào)端口。表2-16列出了12個(gè)燈連接的每個(gè)端口的位定義。任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施表2-16信號(hào)燈與端口連接的位定義路口信號(hào)燈位變量名對(duì)應(yīng)端口東面綠燈ledG_EP3.1東面黃燈ledY_EP3.4東面紅燈ledR_EP3.5西面綠燈ledG_WP0.6西面黃燈ledY_WP0.7西面紅燈ledR_WP3.0南面綠燈ledG_SP3.3南面綠燈ledY_SP3.4南面紅燈ledR_SP3.5北面綠燈ledG_NP0.0北面黃燈ledY_NP0.1北面紅燈ledR_NP0.2任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施各狀態(tài)程序：狀態(tài)1：東西向綠燈亮，南北向紅燈亮，其他燈都不亮；ledR_N=0;ledR_S=0;ledG_E=0;ledG_W=0;其他位變量均為1；狀態(tài)2：東西向綠燈閃爍；南北向紅燈亮，其他燈都不亮狀態(tài)3：東西向黃燈亮，南北向紅燈亮，其他燈都不亮：ledY_E=0;ledY_W=0;ledR_N=0;ledR_S=0;其他位變量為1；狀態(tài)4：東西向紅燈亮，南北向綠燈亮，其他燈都不亮；ledR_E=0;ledR_W=0;ledG_N=0;ledG_S=0;其他位變量為1；狀態(tài)5：南北向綠燈閃爍；東西向紅燈亮，其他燈都不亮狀態(tài)6：東西向紅燈亮，南北向黃燈亮，其他燈都不亮；ledR_E=0;ledR_W=0;ledY_N=0;ledY_S=0;其他位變量為1；任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施設(shè)計(jì)思路：狀態(tài)5的情況和狀態(tài)2類似，下面分析狀態(tài)2的設(shè)計(jì)思路。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)0.5S燈亮0.5S燈滅來(lái)實(shí)現(xiàn)綠燈閃爍利用12MHz晶振，定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0工作方式1（16位計(jì)數(shù)器），定時(shí)時(shí)間為50ms;A）TMOD=00000001b,設(shè)置定時(shí)器工作方式1；B)定時(shí)初值設(shè)置X：50ms=（216-X）*12/12MHz得到X=65536-50000=15536；因此TH0=15536/256;TL0=15536%256;C)0.5S為10個(gè)50ms，因此10次定時(shí)器T0中斷即為0.5S，所以10次中斷后控制燈亮，再10次中斷后控制燈滅，上面的循環(huán)3次為3s定時(shí)器T0中斷程序?yàn)椋喝蝿?wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施voidmyto()interrupt1using0{TH0=15536/256;//對(duì)于12MHz晶振，定時(shí)50ms的初始值TL0=15536%256;//50000=65536-Xn1++;//統(tǒng)計(jì)中斷次數(shù)，n1為0.5S的計(jì)數(shù)次數(shù)，n2++;//n2為1s的計(jì)數(shù)次數(shù)if(n1>=10){//0.5S計(jì)時(shí)到，控制黃燈狀態(tài)的標(biāo)志位翻轉(zhuǎn)label=!label;n1=0;}if(n2>=20){//1S計(jì)時(shí)到，時(shí)間變量減1n2=0;seconds--;//時(shí)間秒數(shù)減1 if(seconds==5){step++;//進(jìn)入第2個(gè)或第5個(gè)狀態(tài)

}任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施if(seconds==2){step++;//進(jìn)入第3個(gè)或第6個(gè)狀態(tài)}if(seconds<=0){//進(jìn)入第4個(gè)或第1個(gè)狀態(tài)step++;if(step>=7){ step=1;}seconds=30;}}}定時(shí)器T0中斷程序負(fù)責(zé)狀態(tài)的切換。6個(gè)狀態(tài)下的燈的亮滅在主程序的while（）循環(huán)中完成，根據(jù)注釋，不難理解程序的含義。任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施while(1){switch(step){//step標(biāo)志交通信號(hào)燈所處在的狀態(tài) case1://狀態(tài)1 //東西向綠燈亮，南北向紅燈亮 ledR_N=0;ledR_S=0; ledG_E=0;ledG_W=0;

//東西南北向黃燈熄滅

ledY_E=1;ledY_W=1;ledY_N=1; ledY_S=1;

//東西向紅燈滅，南北向綠燈滅

ledG_N=1;ledG_S=1;ledR_W=1;ledR_E=1; break; case2://東西綠燈閃爍，南北紅燈亮

ledR_N=0;ledR_S=0;

if(label){

ledG_E=0;ledG_W=0;

}else{

ledG_E=1;ledG_W=1;

}

任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施//東西南北黃燈熄滅

ledY_E=1; ledY_W=1; ledY_N=1; ledY_S=1;//南北綠燈和東西紅燈熄滅

ledG_N=1; ledG_S=1; ledR_W=1; ledR_E=1;

break;

case3://東西黃燈亮，南北紅燈亮，其他熄滅

ledY_E=0;ledY_W=0;ledR_N=0;ledR_S=0;//東南西北綠燈熄滅

ledG_E=1;ledG_W=1;ledG_N=1;ledG_S=1;//東西紅燈滅，南北黃燈滅；

ledR_E=1;ledR_W=1;ledY_N=1;ledY_S=1;

break; case4://南北向綠燈亮，東西向紅燈亮

ledR_E=0; ledR_W=0;ledG_N=0; ledG_S=0;

//東西南北向黃燈熄滅

ledY_E=1; ledY_W=1;ledY_E=1; ledY_W=1;

任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施//南北向紅燈滅，東西向綠燈滅

ledG_W=1; ledG_E=1;ledR_N=1; ledR_S=1; break;case5://南北綠燈閃爍，東西紅燈亮ledR_E=0;ledR_W=0;

if(label){ledG_N=0;ledG_S=0;}else{ledG_N=1;ledG_S=1;}

ledY_N=1;ledY_S=1;ledY_E=1;ledY_W=1;

ledR_N=1;ledR_S=1;ledG_E=1;ledG_W=1; break;

任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施

case6://南北黃燈亮，東西紅燈亮，其他熄滅ledY_N=0;ledY_S=0;ledR_E=0;ledR_W=0;//東南西北綠燈熄滅ledG_E=1;ledG_W=1;ledG_N=1;ledG_S=1;//南北紅燈滅，東西黃燈滅；ledR_N=1;ledR_S=1;ledY_E=1;ledY_W=1; break;default:break;

}}4、仿真調(diào)試

根據(jù)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的任務(wù)說(shuō)明及本任務(wù)的工作內(nèi)容和要求，把交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分解成以下幾個(gè)部分：（1）根據(jù)前面的任務(wù)，將信號(hào)燈的工作狀態(tài)和顯示電路連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的硬件電路；硬件電路圖如圖2-16任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施圖2-16交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)仿真運(yùn)行效果圖任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施4、開發(fā)板運(yùn)行

把本程序在Proteus仿真軟件中進(jìn)行調(diào)試與仿真，當(dāng)調(diào)試成功后，因?yàn)殚_發(fā)板上數(shù)碼管的連接方式和圖2-16不一樣。所以需要根據(jù)開發(fā)板的硬件連接對(duì)程序進(jìn)行修改后下載到開發(fā)板上運(yùn)行才能得到想要的結(jié)果。我們來(lái)看下開發(fā)板的硬件電路圖，圖2-17所示。圖2-17開發(fā)板的硬件電路圖任務(wù)2.2

精準(zhǔn)的時(shí)間顯示任務(wù)實(shí)施

顯示時(shí)間的十位和個(gè)位數(shù)字的兩個(gè)數(shù)碼管的7段LED同時(shí)