畢業(yè)設(shè)計---基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計的設(shè)計與實現(xiàn)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計</b></p><p><b>　　二○一一年五月</b></p><p>　基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計的設(shè)計與實現(xiàn)</p><p>　　基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計的設(shè)計與實現(xiàn)</p><p>　　內(nèi)容摘要：隨著全球城市化進(jìn)程加快，機(jī)動車的數(shù)量越來越多，造成城市交通上

2、得各種問題如何控制好城市交通已成為一個全球化的問題。交通燈的出現(xiàn)使得交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通量，提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。</p><p>　　單片機(jī)是由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備以及輸出設(shè)備共五個基本部分組成的。單片機(jī)是把包括運(yùn)算器、控制器、少量的存儲器、最基本的輸入輸出口電路、串行口電路、中斷和定時電路等都集成在一個尺寸有限的芯片上。</p><p>　　通

3、常，單片機(jī)由單個集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲器和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，便可成為一個單片機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　　本系統(tǒng)采用MCAS-51 系統(tǒng)單片機(jī)來設(shè)計交通燈控制器，實現(xiàn)各個方向的車輛、行人輪流通行的功能，此外還設(shè)置了人性化倒計時顯示。同時還具有南北、東西方向強(qiáng)制通行的功能。各個方向紅綠燈由P1口控制，倒計時顯示數(shù)碼管由P

4、2口控制，強(qiáng)制通行靠中斷來實現(xiàn)。系統(tǒng)用74LS245用來驅(qū)動LED燈和數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)使用性強(qiáng)操作簡單、擴(kuò)張功能強(qiáng)、便于維護(hù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機(jī) 交通燈 數(shù)碼管 倒計時</p><p>　　Based on SCM traffic lights design of design and implementation</p><p>　　Ab

5、stract: With the global of urbanization, the number of motor vehicles, more and more cities have all kinds of traffic caused problem how to control the urban traffic has become a global problem. The traffic light appears

6、 make traffic to effectively control, for counseling traffic, improve road capacity, reduce traffic accidents have obvious effect.</p><p>　　A single chip computer is by unit, controller, memory, input and ou

7、tput devices were equipment five basic parts. The single chip computer is including unit, controller, a small amount of memory, the most basic input output circuit, a serial port circuit, interrupt and timing circuits ar

8、e integrated in a limited size of the chip.</p><p>　　Usually, the SCM by a single integrated circuit chip structure, internal contains the basic function of computer parts: the central processor, memory and

9、I/O interface circuit, etc. Therefore, SCM only need and the appropriate software and external equipment combination, can become a single-chip microcomputer control system.</p><p>　　The system USES MCAS-51 s

10、ingle-chip microcomputer system to designing traffic light controller, realize every direction vehicles, pedestrians passage in turn function, in addition is also equipped with humanization countdown show. And also has n

11、orth and south, the function of the compulsory traffic things direction. Each direction by traffic lights P1 mouth control, countdown show digital tube by P2 mouth control, compulsory traffic to realize by interrupt. Sys

12、tem LS245 to drive with 74 LED ligh</p><p>　　Keywords: singlechip traffic light Digitron countdowm</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　目 錄</b></p>&

13、lt;p><b>　　前言1</b></p><p>　　1.1選題目的及意義1</p><p>　　1.2交通燈發(fā)展情況1</p><p>　　1.3課題設(shè)計內(nèi)容3</p><p>　　2交通管理方案與論證3</p><p>　　2.1 設(shè)計任務(wù)3</p>

14、<p>　　2.2 方案介紹3</p><p>　　2.2.1 設(shè)計思路3</p><p>　　2.2.2 紅綠燈端口個數(shù)4</p><p>　　2.2.3 通行時間設(shè)計4</p><p>　　2.2.4 數(shù)碼管的顯示4</p><p>　　2.2.5 系統(tǒng)工作流程圖4</p&

15、gt;<p>　　2.2.6 方案的確立4</p><p>　　2.3 設(shè)計方框圖5</p><p>　　2.3.1 系統(tǒng)方框圖5</p><p>　　2.3.2 程序流程方框圖6</p><p>　　2.3.3 紅綠燈顯示方框圖7</p><p>　　2.3.4強(qiáng)制通行電路方框圖8&

16、lt;/p><p><b>　　3硬件設(shè)計8</b></p><p>　　3.1 單片機(jī)概述8</p><p>　　3.2 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域8</p><p>　　3.2 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9</p><p>　　3.3 設(shè)計原理分析11</p><p>　　3

17、.3.1 單片機(jī)的復(fù)位方式11</p><p>　　3.3.2 單片機(jī)時鐘電路12</p><p>　　3.3.3 單片機(jī)的引腳12</p><p>　　4輸出信號與信號燈13</p><p>　　4.1 七段LED顯示工作原理13</p><p>　　4.2 驅(qū)動代碼13</p>

18、<p>　　4.3 芯片的介紹14</p><p>　　5單片機(jī)的中斷系統(tǒng)17</p><p>　　5.1 中斷的概念17</p><p>　　5.2 中斷的過程17</p><p>　　5.2.1 中斷系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)19</p><p>　　5.2.2 中斷源20</p>

19、<p>　　6交通燈系統(tǒng)軟件設(shè)計20</p><p>　　6.1 每秒中的設(shè)計20</p><p>　　6.2 定時器初值計算20</p><p>　　6.3 相應(yīng)的程序代碼20</p><p>　　6.4 軟件延時21</p><p>　　7系統(tǒng)硬件電路設(shè)計與調(diào)試23</p>

20、;<p>　　7.1 實驗平臺23</p><p>　　7.1 實驗步驟24</p><p>　　7.1.1 繪制電路圖編寫程序24</p><p><b>　　8結(jié)論24</b></p><p><b>　　9致謝25</b></p><p>

21、<b>　　10參考文獻(xiàn)26</b></p><p>　　附錄1 硬件電路圖27</p><p>　　附錄2 程序代碼28</p><p>　　基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計的設(shè)計與實現(xiàn)</p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　選題目的及

22、意義</b></p><p>　　單片微型計算機(jī)（Single Chip Microcomputer）簡稱單片機(jī)，它是把組成微型計算機(jī)的各功能部件：中央處理CPU、隨機(jī)存取存儲器RAM、只讀存儲器ROM、I/O接口電路、定時/計數(shù)器以及串口等部件制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機(jī)。利用單片機(jī)作為中心控制器，不但能使設(shè)計簡化，還可以直接與PC機(jī)連接通信，實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化。</p>

23、<p>　　近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月異。在實時檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個核心部件來使用，針對具體應(yīng)用對象的特點，配以其他部件來加以完善，伴隨入口車輛日益增長，交通控制的提高勢在必行，開發(fā)更高級的交通控制系統(tǒng)十分有必要。交通控制研究的發(fā)展，旨在解決人類交通因需求的增多而日益繁重帶來的問題，局限于道路建設(shè)的暫時不足和交通工具的快速增長，就要

24、使更多的車輛安全高效的利用有限道路資源，避免因無序和搶行等無控制原因造成的不必要阻塞。</p><p>　　那么十字路口車輛穿梭，行人熙攘，如何才能使交通有條不紊呢？考的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通量、提高道路通行能力、減少交通事故有明顯的效果。綠燈是同行信號，面對路燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎的車輛都必須讓正在路口內(nèi)直行的

25、車輛和過人行道的行人優(yōu)先通過。紅燈是禁止信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已經(jīng)十分接近停車線不能安全停車時可以駛?cè)虢徊媛房凇?</p><p>　　在我國，單片機(jī)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在工業(yè)自動化、自動檢測、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備燈各個方面。單片機(jī)的應(yīng)用范圍廣的特點，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

26、僅具有控制方便、簡單和靈活性大的特點，而且還可以大幅度提高被控對象的技術(shù)指標(biāo)，從而大大提高控制的質(zhì)量。</p><p><b>　　交通燈發(fā)展情況</b></p><p>　　交通燈早在19世紀(jì)就開始是用來。1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃?xì)鉃楣庠吹募t、藍(lán)兩色的機(jī)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。1868年12月10日，信號燈家族的一

27、個成員在倫敦議會大廈的廣場上誕生了，由當(dāng)時英國機(jī)械師德·哈特設(shè)計、制造的燈柱高7米，身上掛著一盞紅、綠兩色的提燈——煤氣交通信號燈，這是城市街道的第一盞信號燈。在燈的腳下，一名手持長桿的警察隨心所欲的牽動皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色。后來在信號燈的中心裝上煤氣燈罩，它的前面有兩塊紅、綠玻璃交替遮擋。不幸的是只面試23天的煤氣燈突然爆炸自滅，使一位正在值勤的警察也因此斷送了性命。從此，城市的交通燈被取締了。知道1914年，在美國的克利夫

28、蘭市才率先恢復(fù)了紅綠燈，不過這時已是“電氣信號燈”。稍后又在紐約和芝加哥等城市，相繼重新出現(xiàn)了交通信號燈。 隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實的三色燈（紅黃綠三種標(biāo)志）于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號街的一座高塔上，由于它的誕生使城市交通大為改善。黃色信號燈的發(fā)明者是我國的胡汝鼎，他懷著“科學(xué)救國”的抱負(fù)到美國深造，</p><p>　　縱觀交通事業(yè)的發(fā)展

29、歷史，以前，人們出門遠(yuǎn)行或運(yùn)輸東西最常用到的的交通工具是馬車，但是隨著社會的進(jìn)步經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一種新型交通工具汽車隨之問世。如1950年英國陸虎公司推出世界上第一臺采用燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的汽車，1952年美國通用公司推出“別克”牌小轎車，1955年福特“雷鳥”牌兩座位汽車問世，1956年中國第一汽車制造廠成立，“解放”牌汽車問世。特別是近幾年汽車產(chǎn)業(yè)更是日新月異，2006年全世界汽車總已產(chǎn)量已超過6400萬輛。在汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的背后，隨之而

30、來交通問題也越來越多，如交通堵塞和交通事故時常發(fā)生，這不但給人們的生命和財產(chǎn)造成了威脅，同時還制約著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家面臨的形勢更是嚴(yán)峻。 為了緩解交通的負(fù)荷量，使車輛運(yùn)行暢通無阻，交通事業(yè)整嚴(yán)有序，國家起用了雙車道交通燈控制系統(tǒng)。通過紅，綠，黃三色燈進(jìn)行單一的控制，使其遵守紅燈停，綠燈行的原則。但是隨著社會的發(fā)展，天津不銹鋼崗?fù)ご讼到y(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足交通控制事業(yè)的需求，需要一種全新的控制理念，進(jìn)而引進(jìn)

31、了與我國國情相符合的國外先進(jìn)的控制體系，多車道交通燈控制系統(tǒng)，不但解決以往交通控制系統(tǒng)的局限性，同時還</p><p><b>　　課題設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　利用AT89C51單片機(jī)控制信號燈。</p><p>　　結(jié)合實際情況，控制紅黃綠燈的亮滅。</p><p>　　可以調(diào)節(jié)紅、黃、綠交通燈的亮滅時間

32、。</p><p>　　采用LED數(shù)碼管顯示紅、黃、綠燈剩余時間。</p><p>　　通過按鍵設(shè)定紅綠燈的時間。</p><p>　　控制東西南北方向紅、黃、綠燈的亮滅時間。</p><p>　　控制系統(tǒng)的原理圖采用軟件繪制。</p><p>　　2交通管理方案與論證</p><p><

33、b>　　2.1 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　東西（EW）、南北（SN）兩干道交與一個十字路口，各干道有一組紅、黃、綠三個指示燈，指揮車輛和行人安全通行，綠燈允許通行，黃燈閃爍表示離紅燈亮還有5s。本設(shè)計給兩干道分配了30的時間選擇，可以根據(jù)干道上人流量、車流量來分設(shè)置時間的長短。</p><p><b>　　2.2 方案介紹</b>&

34、lt;/p><p>　　2.2.1 設(shè)計思路</p><p>　　把設(shè)計任務(wù)分為四個狀態(tài)，其對應(yīng)狀態(tài)如圖：</p><p>　　圖2.2.1-1 任務(wù)狀態(tài)圖</p><p>　　2.2.2 紅綠燈端口個數(shù)</p><p>　　十字路口一共有4個方向，其中東西方向與南北方向各自燈亮滅是一致的。所以采用6位信號控制各個方

35、向的紅、黃、綠燈即可。</p><p>　　2.2.3 通行時間設(shè)計 </p><p>　　紅綠顯示時間：以南北為例，南北方向綠燈，東西方向紅燈，倒計時25s，到第5s時，綠燈開始閃爍，閃爍時間為2s當(dāng)?shù)褂嫊r到3s時，南北方向綠燈滅，紅燈亮。倒計時結(jié)束后南北方向紅燈東西方向綠燈，倒計時從新開始，如此循環(huán)下去。</p><p>　　2.2.4 數(shù)碼管的顯示 <

36、;/p><p>　　顯示分為靜態(tài)和動態(tài)顯示，由于占用較多的接口，在單片機(jī)設(shè)計中常采用串行擴(kuò)展來完成。該方案占用接口資源多，顯示亮度有保證，但硬件開銷大，電路復(fù)雜。</p><p>　　LED動態(tài)顯示硬件連接簡單，在該系統(tǒng)只能夠由于單片機(jī)沒有太多的實時測控任務(wù)，為使倒計時顯示代碼更簡潔直觀，倒計時顯示采用靜態(tài)顯示，直接由I/O口輸出對應(yīng)數(shù)碼管。</p><p>　　2.2

37、.5 系統(tǒng)工作流程圖 </p><p>　　開啟中斷控制，數(shù)碼管循環(huán)顯示；中斷時間到，進(jìn)入中斷處理程序，重新給定時器賦初值，搜索按鍵狀態(tài)，判斷顯示狀態(tài)，賦值給各參數(shù)，控制哪些燈亮哪幾位數(shù)碼管顯示；cnt加1，判斷cnt是否等于25，確實1S時間到了，如果是sec減一；判斷sec是否到達(dá)5s，確實是否給警告標(biāo)志參數(shù)賦值；到達(dá)5s后程序判斷sec等于0，確定更改狀態(tài)。</p><p>　　2

38、.2.6 方案的確立 </p><p>　　紅綠燈數(shù)碼管輸出采用并口輸出，在需要延時時CPU進(jìn)行空操作延時。各個方向綠燈的亮滅用傳遞指令給相應(yīng)的端口賦值。</p><p>　　數(shù)碼管顯示程序，沒調(diào)用1s延時程序，為數(shù)碼管對應(yīng)端口賦一次值的算法。南北方向、東西方向強(qiáng)制通行各使用一個中斷，當(dāng)其中一個中斷響應(yīng)后，CPU執(zhí)行對應(yīng)的中斷程序，使紅綠燈、數(shù)碼管按程序點亮，然后CPU進(jìn)行死循環(huán)，當(dāng)需要

39、結(jié)束強(qiáng)制通行時，按下復(fù)位鍵即可，單片機(jī)則會從新工作。</p><p>　　采用P1口低六位來控制南北和東西方向的紅、黃、綠燈。P2口低四位和高四位分別輸出倒計時的十位和個位的BCB碼，經(jīng)過譯碼器翻譯后輸出到數(shù)碼管上顯示。南北、東西方向強(qiáng)行通過靠中斷來實現(xiàn)。</p><p>　　2.3 設(shè)計方框圖</p><p>　　2.3.1 系統(tǒng)方框圖 </p>

40、<p>　　圖2.3.1-1 系統(tǒng)設(shè)計方框圖</p><p>　　電路方框圖有單片機(jī)、復(fù)位電路、時鐘電路、強(qiáng)通電路、倒計時驅(qū)動電路、倒計時顯示電路、紅綠燈驅(qū)動電路、紅綠燈顯示電路構(gòu)成，其各部分的主控與被控關(guān)系如圖箭頭所示。</p><p>　　2.3.2 程序流程方框圖 </p><p>　　圖2.3.2-2 程序流程圖</p>&l

41、t;p>　　單片機(jī)上電后，從0000H開始執(zhí)行，程序直接跳往主程序。在主程序中，首先對單片機(jī)進(jìn)行初始化，初始化包括中斷服務(wù)，打開中斷0、中斷1，以便按下強(qiáng)通按鍵后可以跳轉(zhuǎn)到中斷程序。然后執(zhí)行程序主體，先為P1口賦值，是南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，在調(diào)用延時1子程序。延時1子程序采用循環(huán)與查表指令每隔一秒為P2口賦值，從而顯示從30遞減的倒計時，當(dāng)計時為到25時，返回主程序并調(diào)用南北綠燈閃爍子程序，在本子程序中，先調(diào)用一1s鐘的

42、閃爍子程序。接著向P2口賦值使倒計時顯示4，然后再調(diào)用一次1s鐘的閃爍子程序，然后回到主程序。接著向P1口賦值，使南北方向黃燈，東西方向紅燈，再調(diào)用延時2子程序，每1s為P2口賦一次值，以便顯示3-1的倒計時顯示。南北方向通行結(jié)束后，為P1口賦值，使南北方向紅燈，東西方向綠燈，再調(diào)用延時1子程序。倒計時為5時，返回主程序并調(diào)用東西綠燈閃爍子程序，返回主程序后，向P1口賦值，使南北方向紅燈，東西方向黃燈，再調(diào)用延時2子程序。此時程序主體執(zhí)

43、行一次，由此循環(huán)執(zhí)行程序主體。</p><p>　　2.3.3 紅綠燈顯示方框圖 </p><p>　　圖2.3.3-1紅綠燈顯示圖</p><p>　　紅綠燈顯示電路使用P1口的低六位，通過一片74LS245驅(qū)動芯片進(jìn)行功率放大，然后送給對應(yīng)的紅綠燈，使其按照程序熄滅。74LS245的AB/BA斷接高電平。表示數(shù)據(jù)由A向B傳送。發(fā)光二極管的公共端進(jìn)行一個分壓二極管

44、接到VCC，因此低電平有效。在設(shè)計方案中提到，南北方向紅綠燈顯示一致，東西方向的紅綠燈顯示一致。所以東西方向的紅綠燈接到相同的I/O ，在本電路中，南北方向，東西方向的紅綠燈串聯(lián)接到P1口。其中P1.0 、P1.1、P1.2輸出控制南北方向的紅、綠、黃燈；P1.3、P1.4、P1.5輸出控制東西方向的紅、綠、黃燈。</p><p>　　2.3.4強(qiáng)制通行電路方框圖 </p><p>　　+

45、5V key 1 </p><p>　　R1 C1 </p><p>　　key 2 </p><p><b>　　key 3 </b></p><p><b>　　GND</b></p><p>　　圖2.3.4-1

46、 強(qiáng)制通行電路</p><p>　　當(dāng)按下某一開關(guān)時，向CPU發(fā)出請求，CPU執(zhí)行相應(yīng)的中斷程序。當(dāng)按下鍵2時，南北方向強(qiáng)通，當(dāng)按下鍵3時，東西方向強(qiáng)通。當(dāng)強(qiáng)通結(jié)束時，只需要按下可以key1復(fù)位鍵，單片機(jī)重新正常工作。</p><p><b>　　3硬件設(shè)計</b></p><p>　　3.1 單片機(jī)概述</p><p&g

47、t;　　單片機(jī)是由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備以及輸出設(shè)備共五個基本部分組成的。單片機(jī)是把包括運(yùn)算器、控制器、少量的存儲器、最基本的輸入輸出口電路、串行口電路、中斷和定時電路等都集成在一個尺寸有限的芯片上。通常，單片機(jī)由單個集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲器和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，便可成為一個單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)式以單片機(jī)為核心構(gòu)成的智能化產(chǎn)品

48、。其智能化體現(xiàn)在以單片機(jī)為核心構(gòu)成的微型計算機(jī)系統(tǒng)，保證了產(chǎn)品的智能化處理與智能化控制能力。</p><p>　　3.2 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　智能化產(chǎn)品，單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合，是傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，控制智能化，構(gòu)成新一代的機(jī)電一體化。</p><p>　　智能化儀表，將單片機(jī)植入測量、控制儀表后，能促進(jìn)儀表數(shù)字化、智能化、多功能化、綜

49、合化和柔性化發(fā)展，并使監(jiān)測、處理和控制功能一體化，使儀表質(zhì)量減小便于攜帶和使用，同時降低了成本，提高了性能價格比，減小測量誤差。</p><p>　　智能化測控系統(tǒng)，測控系統(tǒng)特點是工作環(huán)境惡劣，各種干擾繁雜，而且往往要求測控實時性強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠、考干擾能力強(qiáng)。單片機(jī)最適合應(yīng)用于工業(yè)測控領(lǐng)域，可以構(gòu)成各種工業(yè)檢測與控制系統(tǒng)。</p><p>　　智能化接口，在通用計算機(jī)外部設(shè)備中，都已實現(xiàn)

50、單片機(jī)控制和管理。在計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都采用單片機(jī)接口設(shè)備進(jìn)行控制和管理，是主機(jī)和接口設(shè)備能并行工作。這個不僅大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)算速度，而且接口設(shè)備在單片機(jī)的控制下還可以對接口數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。</p><p>　　3.2 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖 3.2-1 所示的方框圖描述，中央處理器CPU包含了控制器和運(yùn)算器;只讀存儲器(ROM)和隨機(jī)存儲器（R

51、AM）對應(yīng)存儲器，ROM存放程序，RAM存放數(shù)據(jù)；I/O口對應(yīng)輸入接口和輸出接口。在單片機(jī)內(nèi)部還集成了定時/計數(shù)器（T/C）、中斷控制器和系統(tǒng)時鐘電路等。單片機(jī)用總線實現(xiàn)CPU，ROM, RAM, I/O各模塊之間的信息傳遞。</p><p>　?。?） 中央處理器（CPU）</p><p>　　中央處理器是單片機(jī)的核心器件，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)

52、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。由算數(shù)邏輯運(yùn)算部件和控制部件構(gòu)成。中央處理器(CPU)是整個單片機(jī)的核心部件， </p><p>　?。?） 數(shù)據(jù)存儲器（RAM）</p><p>　　8051芯片共有256個RAM單元,其中后128單元被專用寄存器占用，能作為寄存器供用戶使用的只是前128單元,用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。因此通常所說的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器就

53、是指前128單元,簡稱內(nèi)部RAM。地址范圍為00H~FFH（256B）。是一個多用多功能數(shù)據(jù)存儲器,有數(shù)據(jù)存儲、通用工作寄存器、堆棧、位地址等空間。</p><p>　　（3）程序存儲器（ROM）</p><p>　　在前面也已講過,8051內(nèi)部有4KB的ROM,用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格。因此稱之為程序存儲器,簡稱內(nèi)部RAM。地址范圍為0000H~FFFFH（64KB）。</p&

54、gt;<p>　　（4）定時器/計數(shù)器 </p><p>　　8051共有2個16位的定時器/計數(shù)器,以實現(xiàn)定時或計數(shù)功能,并以其定時或計數(shù)結(jié)果對計算機(jī)進(jìn)行控制。定時時靠內(nèi)部分頻時鐘頻率計數(shù)實現(xiàn),做計數(shù)器時,對P3.4（T0）或P3.5（T1）端口的低電平脈沖計數(shù)。</p><p>　?。?）并行I/O口 </p><p>　　MCS-51共有4個8位

55、的I/O口（P0、P1、P2、P3）以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出。</p><p><b>　　（6）串行口 </b></p><p>　　MCS-51有一個全雙工的串行口,以實現(xiàn)單片機(jī)和其它設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。該串行口功能較強(qiáng),既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用,也可作為移位器使用。RXD（ P3.0）腳為接收端口,TXD（P3.1）腳為發(fā)送端口。</p>

56、<p>　?。?） 中斷控制系統(tǒng) </p><p>　　MCS-51單片機(jī)的中斷功能較強(qiáng),以滿足不同控制應(yīng)用的需要。共有5個中斷源,即外中斷2個,定時中斷2個,串行中斷1個,全部中斷分為高級和低級共二個優(yōu)先級別。</p><p><b>　?。?）時鐘電路</b></p><p>　　MCS-51芯片的內(nèi)部有時鐘電路,但石英晶體和微調(diào)

57、電容需外接。時鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時鐘脈沖序列。系統(tǒng)允許的晶振頻率為12MHZ。單片機(jī)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(jī)廣泛使用的程序存儲器與數(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-51 系列單片機(jī)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(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。</p><p

58、>　　圖3.2-1 單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.3 設(shè)計原理分析</p><p>　　3.3.1 單片機(jī)的復(fù)位方式</p><p>　　單片機(jī)在開機(jī)時或在工作中因干擾而使程序時空，或在工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)，在這種情況下都需要復(fù)位。復(fù)位的作用是使中央處理器CPU以及其他功能部件都恢復(fù)到一個確定的初始狀態(tài)，并使這個狀態(tài)重新開始工作。<

59、/p><p>　　復(fù)位后PC程序計數(shù)器的內(nèi)容為0000H,片內(nèi)RAM不受復(fù)位影響。復(fù)位電路一般有上電自動復(fù)位、按鍵手動復(fù)位兩種。如下圖所示：</p><p>　　圖3.3.1-1 上電自動復(fù)位電路圖</p><p>　　8051單片機(jī)的復(fù)位靠外部電路實現(xiàn)，信號由REST在（RST）引腳輸入，高電平有效。在振蕩器工作時，只要保持RST引腳高電平兩個機(jī)器周期，單片機(jī)即復(fù)位

60、</p><p>　　圖3.3.1-2 按鍵手動復(fù)位電路圖</p><p>　　當(dāng)復(fù)位鍵按下之后，復(fù)位端的小電阻與電源接通，電容迅速放電，是RST引腳為高電平；當(dāng)復(fù)位按鍵彈起后，電源通過電阻對電容充電，RST引腳出現(xiàn)復(fù)位正脈沖。其中持續(xù)時間取決于RC電路時間常數(shù)。</p><p>　　3.3.2 單片機(jī)時鐘電路 </p><p>　　單片

61、機(jī)工作是在統(tǒng)一的時鐘脈沖下進(jìn)行的，這個脈沖是由單片機(jī)控制器的時序電路發(fā)出的。單片機(jī)的時序是CPU在執(zhí)行指令時所需控制信號的時間順序。為了保證各部件的同步工作，單片機(jī)內(nèi)部電路應(yīng)在唯一的時鐘信號下嚴(yán)格按時序進(jìn)行工作，MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，但要形成時鐘脈沖，外部還需要附加電路。MCS-51的時鐘產(chǎn)生有兩種方法，如圖 2.3.3-1、2.3.3-2所示。</p><p><

62、;b>　　5V</b></p><p><b>　　R1</b></p><p>　　C1 </p><p>&

63、lt;b>　　GND</b></p><p>　　C2 GND</p><p>　　圖3.3.2-1單片機(jī)內(nèi)部時鐘電路 圖3.3.2-2單片機(jī)外部時鐘電路</p><p>　　3.3.3 單片機(jī)的引腳

64、</p><p>　　圖3.3.3-1單片機(jī)的引腳</p><p>　　單片機(jī)的40個引腳大致可分為4類：電源、時鐘、控制和I/O引腳。</p><p>　?、?電源: ⑴ VCC - 芯片電源，接+5V；</p><p>　　⑵ VSS - 接地端；</p><p>　　⒉ 時鐘:XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩

65、電路反相輸入端和輸出端。 </p><p>　?、?控制線:控制線共有4根，</p><p>　?、?ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖① ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址② PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。</p><p>　?、?PSEN:外ROM讀選通信號。</p>

66、<p>　?、?RST/VPD:復(fù)位/備用電源。</p><p>　　① RST（Reset）功能：復(fù)位信號輸入端。</p><p>　　② VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。</p><p>　　⑷ EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。</p><p>　　① EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。</p

67、><p>　?、?Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。</p><p><b>　?、?I/O線</b></p><p>　　80C51共有4個8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個引腳。P3口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。</p><p&

68、gt;<b>　　4輸出信號與信號燈</b></p><p>　　4.1 七段LED顯示工作原理</p><p>　　LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的ＭＣ－５１單片機(jī)輸出設(shè)備。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用七段數(shù)碼管作為顯示器，這重顯示器具有耗電低配置靈活、線路簡單、安裝方便等優(yōu)點。因此應(yīng)用廣泛。</p><p>　　LED顯示器可以分為共陰極和共陽

69、極兩種結(jié)構(gòu)</p><p>　　共陽極結(jié)構(gòu)：如果所有發(fā)光二極管的陽極連在一起稱為共陽極結(jié)構(gòu)，則數(shù)碼顯示段輸入低電平有效，當(dāng)某段輸入低電平該段發(fā)亮。</p><p>　　共陰極結(jié)構(gòu)：如果所有發(fā)光二極管的陰極連在一起稱為共陽極結(jié)構(gòu)，則數(shù)碼顯示段輸入高電平有效，當(dāng)某段輸入高電平該段發(fā)亮。</p><p><b>　　4.2 驅(qū)動代碼</b><

70、/p><p>　　要使行人能看見信號燈的情況，必須把P2口輸出的信號降低，當(dāng)P2某個端口為低電平，該支路指示燈亮（此處設(shè)計陰極接端口）。</p><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)光二極管是否點亮。如下圖：

71、 </p><p>　　而七段數(shù)碼管的顯示及與74LS245的連接顯示不同的字形如 SP，g,f,e,d,c,b,a 管角上加上0FEＨ所以?。樱猩蠟椋胺涣疗溆酁椋裕裕谈唠娖?，全亮則顯示為８。</p><p><b>　　采用共陰極連接:</b></p><p>　　驅(qū)動代碼表4.2-1</p><p&

72、gt;　　4.3 芯片的介紹</p><p>　　【1】AT89C51芯片</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-5

73、1指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p>　　一．主要特性：·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級程序存儲器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可

74、編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源 ·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 </p><p>　　二．管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。1、P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義

75、為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。2、P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 3、P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙

76、向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存</p><p>　　三．振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放

77、大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　四．芯片擦除：整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被

78、寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。</p><p>　　【2】74LS245芯片</p><p&g

79、t;　　74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。 當(dāng)8051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過P0最大負(fù)載能力時，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。 當(dāng)片選端/CE低電平有效時，DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸;（接收） DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)CE為高電平時，A、B均

80、為高阻態(tài)。 由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時74LS245的三態(tài)控制端1G和2G接地，P2口與驅(qū)動器輸入線對應(yīng)相連。P0口與74LS245輸入端相連,E端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得RD且PSEN有效時，74LS245輸入（P0.1←D1），其它時間處于輸出（P0.1→D1）。</p><p><b>　　5單片機(jī)的中斷系統(tǒng)</b></p

81、><p>　　5.1 中斷的概念</p><p>　　中斷是指計算機(jī)在執(zhí)行某一程序的過程中，由于計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)、外的某種原因而必須終止源程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，待處理結(jié)束后再返回繼續(xù)執(zhí)行被終止的源程序的過程。如圖2.3.1-1所示。實現(xiàn)這種中斷的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)稱為中斷系統(tǒng)。</p><p>　　在中斷系統(tǒng)中，經(jīng)常要用到一下幾個概念：CPU在正常情況下運(yùn)行

82、的程序稱為現(xiàn)行程序；向CPU提出在中斷請求的設(shè)備稱為中斷源；由中斷源CPU發(fā)出的請求中斷的信號稱為中斷請求；CPU在滿足條件的情況下接受中斷申請，終止現(xiàn)行程序轉(zhuǎn)而為申請的對象服務(wù)稱為中斷響應(yīng)；現(xiàn)行程序被中斷的地址稱為斷點；中斷服務(wù)程序結(jié)束后返回到原來程序稱為中斷返回。</p><p>　　5.2 中斷的過程</p><p><b>　　1請求中斷 </b></

83、p><p>　　當(dāng)某一中斷源需要CPU為其進(jìn)行中斷服務(wù)時，就輸出中斷請求信號，使中斷控制系統(tǒng)的中斷請求觸發(fā)器置位，向CPU請求中斷。系統(tǒng)要求中斷請求信號一直保持到CPU對其進(jìn)行中斷響應(yīng)為止。</p><p><b>　　2.中斷響應(yīng) </b></p><p>　　CPU對系統(tǒng)內(nèi)部中斷源提出的中斷請求必須響應(yīng)，而且自動取得中斷服務(wù)子程序的入口地址，執(zhí)

84、行中斷服務(wù)子程序。對于外部中斷，CPU在執(zhí)行當(dāng)前指令的最后一個時鐘周期去查詢INTR引腳，若查詢到中斷請求信號有效，同時在系統(tǒng)開中斷（即IF＝1）的情況下，CPU向發(fā)出中斷請求的外設(shè)回送一個低電平有效的中斷應(yīng)答信號INTA，作為對中斷請求INTR的應(yīng)答，系統(tǒng)自動進(jìn)入中斷響應(yīng)周期。</p><p><b>　　3．關(guān)閉中斷</b></p><p>　　CPU響應(yīng)中斷后，

85、輸出中斷響應(yīng)信號INTA，自動將狀態(tài)標(biāo)志寄存器FR或EFR的內(nèi)容壓入堆棧保護(hù)起來，然后將FR或EFR中的中斷標(biāo)志位IF與陷阱標(biāo)志位TF清零，從而自動關(guān)閉外部硬件中斷。因為CPU剛進(jìn)入中斷時要保護(hù)現(xiàn)場，主要涉及堆棧操作，此時不能再響應(yīng)中斷，否則將造成系統(tǒng)混亂。</p><p><b>　　4．保護(hù)斷點 </b></p><p>　　保護(hù)斷點就是將CS和IP/EIP的當(dāng)前

86、內(nèi)容壓入堆棧保存，以便中斷處理完畢后能返回被中斷的原程序繼續(xù)執(zhí)行，這一過程也是由CPU自動完成。 5．中斷源識別 </p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)中有多個中斷源時，一旦有中斷請求，CPU必須確定是哪一個中斷源提出的中斷請求，并由中斷控制器給出中斷服務(wù)子程序的入口地址，裝入CS與IP/EIP兩個寄存器。CPU轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序開始執(zhí)行。</p><p><b>　　6．

87、保護(hù)現(xiàn)場</b></p><p>　　主程序和中斷服務(wù)子程序都要使用CPU內(nèi)部寄存器等資源，為使中斷處理程序不破壞主程序中寄存器的內(nèi)容，應(yīng)先將斷點處各寄存器的內(nèi)容壓入堆棧保護(hù)起來，再進(jìn)入的中斷處理?，F(xiàn)場保護(hù)是由用戶使用PUSH指令來實現(xiàn)的。</p><p><b>　　7．中斷服務(wù) </b></p><p>　　中斷服務(wù)是執(zhí)行中斷的

88、主體部分，不同的中斷請求，有各自不同的中斷服務(wù)內(nèi)容，需要根據(jù)中斷源所要完成的功能，事先編寫相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序存入內(nèi)存，等待中斷請求響應(yīng)后調(diào)用執(zhí)行。</p><p><b>　　8．恢復(fù)現(xiàn)場 </b></p><p>　　當(dāng)中斷處理完畢后，用戶通過POP指令將保存在堆棧中的各個寄存器的內(nèi)容彈出，即恢復(fù)主程序斷點處寄存器的原值。</p><p>

89、<b>　　9．中斷返回 </b></p><p>　　在中斷服務(wù)子程序的最后要安排一條中斷返回指令I(lǐng)RET，執(zhí)行該指令，系統(tǒng)自動將堆棧內(nèi)保存的IP/EIP和CS值彈出，從而恢復(fù)主程序斷點處的地址值，同時還自動恢復(fù)標(biāo)志寄存器FR或EFR的內(nèi)容，使CPU轉(zhuǎn)到被中斷的程序中繼續(xù)執(zhí)行。</p><p>　　5.2.1 中斷系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p&

90、gt;　　MCS-51的中斷系統(tǒng)由與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器、中斷入口、順序查詢邏輯電路組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.3.3-1所示。</p><p>　　又圖可見，MCS-51系列單片機(jī)有5個中斷源，包括中斷INT0和INT1，定時/計數(shù)器T0和T1的溢出中斷，串行口的發(fā)送和請求標(biāo)志位，鎖存在定時/計數(shù)器的控制器（TCON）中，而串行口對應(yīng)的中斷請求標(biāo)志位則所存在串行口的控制寄存器（SCON）中。</p>

91、<p>　　MCS-51系列單片機(jī)的中斷具有兩個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)兩級中斷服務(wù)程序嵌套，沒一個中斷的中斷級別均可用軟件設(shè)置。用戶可以用開中斷指令“SETB EA”來允許CPU接收中斷請求，每一個中斷源可以用軟件獨立地控制為允許中斷或關(guān)中斷狀態(tài)。</p><p>　　圖5.2.1-1中斷系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　5.2.2 中斷源</p><p&

92、gt;　　表5.2.2MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)的5個中斷源</p><p>　　6交通燈系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p>　　6.1 每秒中的設(shè)計</p><p>　　我們采用在主程序中設(shè)定一個初值為20 的軟件計數(shù)器和使T0 定時50 毫秒．這樣每當(dāng)T0 到50 毫秒時CPU 就響應(yīng)它的溢出中斷請求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中，CPU 先使軟件計數(shù)

93、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。</p><p>　　6.2 定時器初值計算</p><p>　　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

94、計數(shù)器摸值，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28。</p><p>　　6.3 相應(yīng)的程序代碼</p><p><b>　　（１）主程序</b></p><p>　　定時器需定時50 毫秒，故T0 工作于方式１。</p><p><b>　

95、　初值：</b></p><p>　　TC＝M－T／ T 計數(shù)＝2１６－50ms/1us=15536=3CBOH</p><p><b>　　ORG 1000H</b></p><p>　　START:MOV TMOD,#01H; 令T0 為定時器方式１</p><p>　　MOV TH0,#3CH;裝入定時

96、器初值</p><p>　　MOV TL0,#BOH;</p><p>　　MOV IE,#82H;開T0 中斷</p><p>　　SEBT TRO；啟動T0 計數(shù)器</p><p>　　MOV RO,#14H;軟件計數(shù)器賦初值</p><p>　　LOOP:SJMP $；等待中斷</p><p&

97、gt;　?。ǎ玻┲袛喾?wù)子程序</p><p><b>　　ORG 000BH</b></p><p><b>　　AGMP BRT0</b></p><p><b>　　ORG 00BH</b></p><p>　　BRT0：DJNZ R0，NEXT</p>&

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

99、t;b>　　RET1</b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　6.4 軟件延時</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)器周期是主頻的12 倍，所以一個機(jī)器周期的時

100、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：</p><p>　　DELAY:MOV R4,#08H 延時1 秒子程序</p><p>　　DE2:LCALL DELAY1</p><p>　　DJNZ R4,DE2</p><p><b>

101、;　　RET</b></p><p>　　DELAY1:MOV R6,#0 延時125ms 子程序</p><p><b>　　MOV R5,#0</b></p><p>　　DE1:DJNZ R5,$</p><p>　　DJNZ R6,DE1</p><p><b>　　

102、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2ms</p><p>　　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</p><p><b>　　約為125us&

103、lt;/b></p><p>　　DELAY 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(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>　　7系統(tǒng)硬件電路設(shè)計與調(diào)試</p><p><b>　　7.1 實驗平臺</b></p><p>　　本人采用的是Keil

104、 uVision3單片機(jī)編程軟件和proteus 7電路圖繪制軟件。 </p><p>　　開啟計算機(jī)進(jìn)入Keil C51編譯器介面。如下圖7.1-1：</p><p><b>　　圖7.1-1</b></p><p><b>　　7.1 實驗步驟</b></p><p>　　7.1.1 繪制電

105、路圖編寫程序</p><p>　　程序代碼分為3個模塊：中斷模塊，中斷處理模塊，循環(huán)模塊。</p><p><b>　　1．調(diào)試程序</b></p><p>　?、?打開Keil軟件，新建工程；</p><p><b>　?、?選擇芯片；</b></p><p>　?、?新建

106、文檔，保存文檔為.c后綴文件； </p><p>　　⑷ 把保存的文檔加載到Source Group；</p><p>　?、?編寫程序，每個功能逐漸編寫；</p><p>　?、?編譯程序，并生成hex文件；</p><p>　?、?打開proteus 7，在芯片中加載hex文件；</p><p>　　(8) 運(yùn)行顯

107、示結(jié)果； </p><p>　　2. 觀察運(yùn)行的結(jié)果，看第一個功能能否實現(xiàn)，如果出錯則重新編寫；如果成功就繼續(xù)下個功能的編寫，調(diào)試，直到想要的功能全部實現(xiàn)。</p><p><b>　　8結(jié)論</b></p><p>　　本系統(tǒng)就是充分利用了8051 和74LS245 芯片的I/O 引腳。系統(tǒng)統(tǒng)采用MSC-51 系列單片機(jī)8051 和可編程并行

108、I/O 接口芯片74LS245 為中心器件來設(shè)計交通燈控制器，實現(xiàn)了能根據(jù)實際車流量通過8031 芯片的P2 口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；紅綠燈循環(huán)點亮，倒計時剩5 秒時黃燈閃爍警示（交通燈信號通過PA 口輸出，顯示時間直接通過74LS245 的PB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。系統(tǒng)不足之處不能控制車的左、右轉(zhuǎn)、以及自動根據(jù)車流改變紅綠燈時間等。這是由于本身地理位子以及車流量情況所定

109、，如果有需要可以設(shè)計擴(kuò)充原系統(tǒng)來實現(xiàn)。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>　　9致謝</b></p><p>　　在本次論文設(shè)計過程中

110、，田秀玲老師對該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo),使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計。在學(xué)習(xí)中,老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模，導(dǎo)師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)精神，將永遠(yuǎn)激勵著我。這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。在此，謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！在本論文的設(shè)計中，我也參考了大量的著作和文章，許多作者的科研成果及設(shè)計給

111、我很大的啟發(fā)。在此我向這些學(xué)者們表示由衷的感謝，感謝我的同學(xué)和朋友對我的大力支持，他們的無私奉獻(xiàn)、關(guān)愛和支持是我能夠繼續(xù)追求我的理想，感謝所有幫助和關(guān)心我的人。最后，我要向百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。</p><p><b>　　10參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李廣弟等 單片機(jī)基礎(chǔ) 北京航空航天出版社，

112、 2001.7 </p><p>　　[2] 樓然苗等 51 系列單片機(jī)設(shè)計實例 北京航空航天出版社， 2003.3 </p><p>　　[3] 唐俊翟等 單片機(jī)原理與應(yīng)用 冶金工業(yè)出版社， 2003.9 </p><p>　　[4] 劉瑞新等 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程 機(jī)械工業(yè)出版社， 2003.7 </p><p>　　[5]

113、 吳國經(jīng)等 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 中國電力出版社， 2004.1 </p><p>　　[6] 李全利，遲榮強(qiáng)編著 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 高等教育出版社，2004.1 </p><p>　　[7] 侯媛彬等，凌陽單片機(jī)原理及其畢業(yè)設(shè)計精選 2006年，科學(xué)出版社 </p><p>　　[8] 羅亞非，凌陽十六位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)2003年 北京航空航天大學(xué)出版社