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1、河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院 畢 業(yè) 論 文 論文題目：基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng) 教 學(xué) 系 機(jī)電工程系 專 業(yè) 機(jī)電一體化 年 級(jí) 2008級(jí) 姓 名 李少東 指導(dǎo)教師 盧易楓 職 稱 講師 （2011 年6 月） 目 錄 引言 摘要:1 第一章 單片機(jī)交通燈3 1.1 基于單片機(jī)交通燈的實(shí)際意義 3 基于單片機(jī)交通燈的發(fā)展及前景 4 第二章 單片機(jī)簡(jiǎn)介5 2.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介 5 2.2 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 6 第三章 芯片簡(jiǎn)介8

2、 3.1 MSC-51芯片簡(jiǎn)介 8 8255芯片簡(jiǎn)介 11 3.3 74LS373簡(jiǎn)介 13 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)13 4.1交通管理的方案論證 13 4.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 14 第五章 控制器的軟件設(shè)計(jì)16 5.1 每秒鐘的設(shè)定 16 5.2計(jì)數(shù)器硬件延時(shí) 16 5.3 軟件延時(shí) 18 5.4 時(shí)間及信號(hào)燈的顯示 19 5.5程序設(shè)計(jì) 20 第六章 結(jié)論 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 參考文獻(xiàn)27 基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計(jì) 引言： 片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，給現(xiàn)代工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域帶來(lái)了一次新的技術(shù)革新?，F(xiàn)代產(chǎn)品如汽車機(jī)床家電等的更新?lián)Q代大多是由電子技術(shù)在各類產(chǎn)品上的

3、應(yīng)用帶來(lái)的。總體來(lái)說(shuō)單片機(jī)在我們生活的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用是非常廣的。下面我們介紹一些關(guān)于單片機(jī)在交通領(lǐng)域的一些應(yīng)用：當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)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。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。 交通燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)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(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)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(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線

4、后停車。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過(guò)停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)紅綠燈的控制在這就需要應(yīng)用到單片機(jī)應(yīng)用原理與技術(shù)了。  摘要: 1974年，美國(guó)仙童公司研制出世界上第一臺(tái)單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)F8，深受民用電器和儀器表領(lǐng)域的歡迎和重視。單片機(jī)的出現(xiàn)是近代技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，單片機(jī)的誕生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。 單片機(jī)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)分支——嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它將是計(jì)算機(jī)的主要部件：CPU、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、輸入/輸出接口電路等集成在一塊大規(guī)模的集成

5、電路中，形成芯片級(jí)的微型計(jì)算機(jī)，稱為單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer）,簡(jiǎn)稱單片機(jī)。通常一個(gè)最基本的單片機(jī)由以下幾部分組成： 中央處理器CPU，包括運(yùn)算器、控制器和寄存器組; 1.存儲(chǔ)器，包括ROM和RAM； 2.輸入輸出（I/O）接口，它與外部輸入輸出設(shè)備連接。 單片機(jī)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中使用最廣泛的電子元件。它價(jià)格低廉，功能強(qiáng)大，體積小，性能穩(wěn)定。目前各類產(chǎn)品中都能看到單片機(jī)的身影，如門鈴、報(bào)警器、交通燈、玩具以及各類數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。 本設(shè)計(jì)以MCS-51系列單片機(jī)中的一個(gè)型號(hào)8051芯片為主要研究對(duì)象——介紹十字路口交通燈運(yùn)行過(guò)程。當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)

6、自動(dòng)化時(shí)代，交通燈控制等很多行業(yè)的設(shè)備都與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)。因此，一個(gè)好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術(shù)革新。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 交通燈  第一章 單片機(jī)交通燈 1.1 基于單片機(jī)交通燈的實(shí)際意義 當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)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。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。 1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以

7、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(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，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(hào)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(cè)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(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通

8、事故。 信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)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(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)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(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)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(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過(guò)停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。 基于單片機(jī)交通燈的發(fā)展及前景 有的單片機(jī)為了構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)或形成局部網(wǎng)，內(nèi)部含有局部網(wǎng)絡(luò)控制模

9、塊CAN。例如，Infineon公司的C 505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM，81C90；Motorola公司的68HC08AZ 系列等。特別是在單片機(jī)C167CS-32FM中，內(nèi)部還含有2個(gè)CAN。因此，這類單片機(jī)十分容易構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。特別是在控制，系統(tǒng)較為復(fù)雜時(shí)，構(gòu)成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)十分有用。 為了能在變頻控制中方便使用單片機(jī)，形成最具經(jīng)濟(jì)效益的嵌入式控制系統(tǒng)。有的單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置了專門用于變頻控制的脈寬調(diào)制控制電路，這些單片機(jī)有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列；Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。在這些單片機(jī)中，脈寬調(diào)

10、制電路有6個(gè)通道輸出，可產(chǎn)生三相脈寬調(diào)制交流電壓，并內(nèi)部含死區(qū)控制等功能。 特別引人注目的是：現(xiàn)在有的單片機(jī)已采用所謂的三核（TrCore）結(jié)構(gòu)。這是一種建立在系統(tǒng)級(jí)芯片（System on a chip）概念上的結(jié)構(gòu)。這種單片機(jī)由三個(gè)核組成：一個(gè)是微控制器和DSP核，一個(gè)是數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器核，最后一個(gè)是外圍專用集成電路（ASIC）。這種單片機(jī)的最大特點(diǎn)在于把DSP和微控制器同時(shí)做在一個(gè)片上。雖然從結(jié)構(gòu)定義上講，DSP是單片機(jī)的一種類型，但其作用主要反映在高速計(jì)算和特殊處理如快速傅立葉變換等上面。把它和傳統(tǒng)單片機(jī)結(jié)合集成大大提高了單片機(jī)的功能。這是目前單片機(jī)最大的進(jìn)步之一。這種單片機(jī)最典型

11、的有Infineon公司的TC10GP；Hitachi公司的SH7410，SH7612等。這些單片機(jī)都是高檔單片機(jī)，MCU都是32位的，而DSP采用16或32位結(jié)構(gòu)，工作頻率一般在60MHz 單片機(jī)的另外一個(gè)名稱就是嵌入式微控制器，原因在于它可以嵌入到任何微型或小型儀器或設(shè)備中。目前，把單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)和Internet連接已是一種趨勢(shì)。但是，Internet一向是一種采用肥服務(wù)器，瘦用戶機(jī)的技術(shù)。這種技術(shù)在互聯(lián)上存儲(chǔ)及訪問(wèn)大量數(shù)據(jù)是合適的，但對(duì)于控制嵌入式器件就成了"殺雞用牛刀"了。要實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)備和連接，就需要把傳統(tǒng)的Internet理論和嵌入式設(shè)備的實(shí)踐都顛倒過(guò)來(lái)。為了使復(fù)雜的或簡(jiǎn)單的

12、嵌入式設(shè)備，例如單片機(jī)控制的機(jī)床、單片機(jī)控制的門鎖，能切實(shí)可行地和Internet連接，就要求專門為嵌入式微控制器設(shè)備設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，使嵌入式設(shè)備可以和Internet相連，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行過(guò)程控制。 目前，為了把單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)和Internet相連，已有多家公司在進(jìn)行這方面的較多研究。這方面較為典型的有EmWare公司和TASKING公司。 EmWare公司提出嵌入式系統(tǒng)入網(wǎng)的方案--EMIT技術(shù)。這個(gè)技術(shù)包括三個(gè)主要部分：即emMicro， emGateway和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。其中，emMicro是嵌入設(shè)備中的一個(gè)只占內(nèi)存容量1K字節(jié)的極小的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器； emGatew

13、ay作為一個(gè)功能較強(qiáng)的用戶或服務(wù)器，它用于實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)嵌入式設(shè)備的管理，還有標(biāo)準(zhǔn)的Internet 通信接入以及網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的支持。網(wǎng)絡(luò)瀏覽器使用emObjicts進(jìn)行顯示和嵌入式設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。 如果嵌入式設(shè)備的資源足夠，則emMicro和emGateway可以同時(shí)裝入嵌入式設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)Inter net的直接接入。否則，將要求emGateway和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器相互配合。EmWare的EMIT軟件技術(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)的 Internet協(xié)議對(duì)8位和16位嵌入式設(shè)備進(jìn)行管理，但比傳統(tǒng)上的開銷小得多。 目前，單片機(jī)應(yīng)用中提出了一個(gè)新的問(wèn)題：這就是如何使8位、16位單片機(jī)控制的產(chǎn)品，也即嵌入式產(chǎn)品或設(shè)

14、備能實(shí)現(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)互連？ TASKING公司目前正在為解決這個(gè)問(wèn)題提供了途徑。該公司已把emWare的EMIT軟件包和有關(guān)的軟件配套集成，形成一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，向用戶提供開發(fā)方便。嵌入互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟ETI（embed the Internet Consortium）正在緊密合作，共同開發(fā)嵌入式Internet的解決方案。在不久將會(huì)有成果公布。 第二章 單片機(jī)簡(jiǎn)介 2.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種，單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱微控制器。 通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部

15、件：中央處理器、存儲(chǔ)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(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。 單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過(guò)價(jià)錢也是低的

16、，一般不超過(guò)10元即可......用它來(lái)做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！......它主要是作為控制部分的核心部件。 單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來(lái)搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過(guò)你編寫的

17、程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 可以說(shuō)，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上

18、了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來(lái)的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。 2.2 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 1、單片機(jī)的特點(diǎn) （1）高集成度，體積小，高可靠性 單片機(jī)將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最小的。芯片本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，內(nèi)部布線很短，其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。單片機(jī)程序指令，常數(shù)及表格等固化在ROM中不易破壞，許多信號(hào)通道均在一個(gè)芯片內(nèi)，故

19、可靠性高。 （2）控制功能強(qiáng) 為了滿足對(duì)對(duì)象的控制要求，單片機(jī)的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)移能力，I/O口的邏輯操作及位處理能力，非常適用于專門的控制功能。 （3）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng)，許多單片機(jī)內(nèi)的工作電壓僅為1.8V～3.6V，而工作電流僅為數(shù)百微安。 （4）易擴(kuò)展 片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。芯片外部有許多供擴(kuò)展用的三總線及并行、串行輸入/輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 （5）優(yōu)異的性能價(jià)格比 單片機(jī)的性能極高。為了提高速度和運(yùn)行效率，單片機(jī)已開始使用RISC流水線和DSP等技術(shù)。單

20、片機(jī)的尋址能力也已突破64KB的限制，有的已可達(dá)到1MB和16MB，片內(nèi)的ROM容量可達(dá)62MB，RAM容量則可達(dá)2MB。由于單片機(jī)的廣泛使用，因而銷量極大，各大公司的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更使其價(jià)格十分低廉，其性能價(jià)格比極高。 2、單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 （1）單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用 在各類儀器儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測(cè)試的自動(dòng)化程度和精度，簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。 （2）單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用 機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集成機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品，例如微機(jī)控制的車床、鉆床等。單片機(jī)

21、作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可大大提高機(jī)器的自動(dòng)化、智能化程度。 （3）單片機(jī)在日常生活及家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用 自從單片機(jī)誕生以后，它就步入了人類生活，如洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)器、電子玩具、 電飯煲、視聽音響設(shè)備等家用電器配上單片機(jī)后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛。單片機(jī)將使人類生活更加方便、舒適、豐富多彩。 （4）在實(shí)時(shí)過(guò)程控制中的應(yīng)用 用單片機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和控制，使系統(tǒng)保持最佳工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。 （5）辦公自動(dòng)化設(shè)備 現(xiàn)代辦公室使用的大量通信和辦公設(shè)備多數(shù)嵌入了單片機(jī)。如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、

22、傳真機(jī)、繪圖機(jī)、考勤機(jī)、電話以及通用計(jì)算機(jī)中的鍵盤譯碼、磁盤驅(qū)動(dòng)等。 （6）商業(yè)營(yíng)銷設(shè)備 在商業(yè)營(yíng)銷系統(tǒng)中已廣泛使用的電子稱、收款機(jī)、條形碼閱讀器、IC卡刷卡機(jī)、出租車計(jì)價(jià)器以及倉(cāng)儲(chǔ)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、商場(chǎng)保安系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷凍保險(xiǎn)系統(tǒng)等都采用了單片機(jī)控制。 （7）在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)

23、講機(jī)等。 （8）單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 （9）汽車電子產(chǎn)品 現(xiàn)代汽車的集中顯示系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運(yùn)行監(jiān)視器（黑匣子）等都離不開單片機(jī)。 （10）航空航天系統(tǒng)和國(guó)防軍事、尖端武器等領(lǐng)域 單片機(jī)的應(yīng)用更是不言而喻。 綜合所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)

24、實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。 第三章 芯片簡(jiǎn)介 3.1 MSC-51芯片簡(jiǎn)介 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 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(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)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(shuō)明： 中央處理器：中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)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(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)

25、協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)：8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)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(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，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。 程序存儲(chǔ)器(ROM)：8051共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)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口(P

26、0、 P1、P2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 全雙工串行口：8051內(nèi)置一個(gè)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。 中斷系統(tǒng)：8051具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 時(shí)鐘電路：8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)

27、據(jù)存儲(chǔ)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)。 下圖是MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2。 圖2 MCS-51的引腳說(shuō)明： MCS-51系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能

28、加以說(shuō)明： MCS-51的引腳說(shuō)明： MCS-51系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。 引腳的功能加以說(shuō)明：如圖3 圖3 Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)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(jì)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

29、”。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(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見下圖4。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。 圖4 Pin30:ALE/當(dāng)訪問(wèn)外部程序器時(shí)，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的

30、正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，ALE會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。 如果單片機(jī)是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。 ·Pin29:當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，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(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。 ·Pin31:EA/Vpp程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機(jī)，內(nèi)置有4kB的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過(guò)4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，則不管地

31、址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。顯然，對(duì)內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器的8031,EA端必須接地。 在編程時(shí)，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓。 8255芯片簡(jiǎn)介 8255可編程并行接口芯片簡(jiǎn)介:8255可編程并行接口芯片有三個(gè)輸入輸出端口，即A口、B口和C口，對(duì)應(yīng)于引腳PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。其內(nèi)部還有一個(gè)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(gè)端口包含一個(gè)4位鎖存器。它們分別與端口A／Ｂ配合使用，可以用作控制信號(hào)輸出或作為狀態(tài)信號(hào)輸入。 8255可編程并行接口芯片方式控

32、制字格式說(shuō)明:8255有兩種控制命令字；一個(gè)是方式選擇控制字；另一個(gè)是C口按位置位／復(fù)位控制字。其中C口按位置位／復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說(shuō)明也較冗長(zhǎng)，故在此不作敘述。 方式控制字格式說(shuō)明如表1： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 表1 D7：設(shè)定工作方式標(biāo)志，1有效。 D6、D5：A口方式選擇 0 0 —方式0 0 1 —方式1 1 0—方式2 D4：A口功能 （1=輸入，0=輸出）

33、 D3：C口高4位功能 （1=輸入，0=輸出） D2：B口方式選擇 （0=方式0，1=方式1） D1：B口功能 （1=輸入，0=輸出） D0：C口低4位功能 （1=輸入，0=輸出） 8255可編程并行接口芯片工作方式說(shuō)明: 方式0：基本輸入／輸出方式。適用于三個(gè)端口中的任何一個(gè)。每一個(gè)端口都可以用作輸入或輸出。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。 方式1：選通輸入／輸出方式。這時(shí)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(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。 方式2 ：雙向總線方式。只有A口具備雙向總線方式，8位外

34、設(shè)線用作輸入或輸出，此時(shí)C口的5條線用作通訊聯(lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。 3.3 74LS373簡(jiǎn)介 74LS373 是一種帶三態(tài)門的8D鎖存器，其管腳示意圖如下示： 其中：1D-8D為8個(gè)輸入端。 1Q-8Q為8個(gè)輸出端。 LE為數(shù)據(jù)打入端：當(dāng)LE為“1”時(shí)，鎖存器輸出 狀態(tài)同輸入狀態(tài)；當(dāng)LE由“1”變“0”時(shí)，數(shù)據(jù) 打入鎖存器 OE為輸出允許端：當(dāng)OE=0時(shí)，三態(tài)門打開； 當(dāng)OE=1時(shí)，三態(tài)門關(guān)閉，輸出高阻。 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4.1交通管理的方案論證 東西、南北兩干道交于一個(gè)十字路口，

35、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，且黃燈燃亮?xí)r間為東西、南北兩干道的公共停車時(shí)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。 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 …… 60S 5S 80S 5S …… 表2 表2說(shuō)明： （1）當(dāng)東西方向?yàn)榧t燈，此道車輛禁止通行，東西道行人可通過(guò)；南北道為綠燈，此道車輛通過(guò)，行人禁止通行。時(shí)間為60

36、秒。 （2）黃燈閃爍5秒，警示車輛和行人紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。 （3）當(dāng)東西方向?yàn)榫G燈，此道車輛通行；南北方向?yàn)榧t燈，南北道車輛禁止通過(guò)，行人通行。時(shí)間為80秒。 東西方向車流大 通行時(shí)間長(zhǎng)。 （4）這樣如上表的時(shí)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。 4.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 選用設(shè)備8031（AT89S52）單片機(jī)一片選用設(shè)備：8031單片機(jī)一片，8255并行通用接口芯片一片，74LS07兩片，MAX692‘看門狗’一片，共陰極的七段數(shù)碼管兩個(gè)雙向晶閘管若干，7805三端穩(wěn)壓電源一個(gè)，紅、黃、綠交通燈各兩個(gè)，開關(guān)鍵盤、連線若干。 4．2．1

37、 系統(tǒng)總框圖如下： 圖6 4．2．2 交通燈硬件線路圖 4．2．3 系統(tǒng)工作原理 （1）開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時(shí)間，通過(guò)8051單片機(jī)P1輸入到系統(tǒng)。 （2）由8051單片機(jī)定時(shí)器每秒鐘通過(guò)P0口向8255的數(shù)據(jù)口送信息，由8255的PA 口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況；由8255的PC口顯示每個(gè)燈的燃亮?xí)r間。 （3）8051通過(guò) 設(shè)置 各個(gè)信號(hào)等的燃亮?xí)r間、通過(guò)8031設(shè)置，綠、紅時(shí)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(guò)8051單片機(jī)的P3.0位來(lái)控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng).牌位0就對(duì)系

38、統(tǒng)進(jìn)行初始化，為1系統(tǒng)就開始工作。 （5）紅燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)有車輛闖紅燈時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，3S后然后恢復(fù)正常。 （6）增加每次綠燈時(shí)間車流量檢測(cè)的功能，并且通過(guò)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(shí)間重新記入。 （7）綠燈時(shí)間倒計(jì)時(shí)完畢，重新循環(huán)。 第五章 控制器的軟件設(shè)計(jì) 5.1 每秒鐘的設(shè)定 延時(shí)方法可以有兩種一中是利用MCS-51內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來(lái)確定1秒的時(shí)間，另一種是采用軟延時(shí)的方法。 5.2計(jì)數(shù)器硬件延時(shí) 5.2.1 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算 定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)值是送到TH

39、和TL中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全1到全0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為TC 可得到如下計(jì)算通式： TC=M-C 式中，M為計(jì)數(shù)器摸值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)M為213 ；在方式1時(shí)M的值為216；在方式2和3為28 5.2.2 計(jì)算公式 T=（M－TC）T計(jì)數(shù) 或TC＝M-T／T計(jì)數(shù) 　T計(jì)數(shù)是單片機(jī)時(shí)鐘周期ＴＣＬＫ的12倍；TC為定時(shí)初值 如單片機(jī)的主脈沖頻率為ＴＣＬＫ12MHZ　，經(jīng)過(guò)12分頻 方式0　　　TMAX＝213　＊１微秒＝8.192毫秒 方式１　　　TM

40、AX＝216?。蔽⒚耄?5.536毫秒 　顯然１秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題． 5.2.3 １秒的方法 　　我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為20的軟件計(jì)數(shù)器和使T0定時(shí)50毫秒．這樣每當(dāng)T0到50毫秒時(shí)CPU就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)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(jì)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(shí)間顯示程序。 5.2.4 相應(yīng)程序代碼 （１）主程序 定時(shí)器需定時(shí)50毫秒，故T0工作于方式１。初值：TC＝M-T／ T計(jì)數(shù)＝2１６－50ms/

41、1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, #01H ; 令T0為定時(shí)器方式１ MOV TH0, #3CH ;裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, #BOH; MOV IE, #82H ;開T0中斷 SEBT TR0；啟動(dòng)T0計(jì)數(shù)器 MOV RO,#14H;軟件計(jì)數(shù)器賦初值 LOOP:SJMP ；等待中斷 （２）中斷服務(wù)子程序 ORG

42、 000BH AJMP BRTO ORG 00BH BRTO:DJNZ R0，NEXT AJMP TIME ; 跳轉(zhuǎn)到時(shí)間及信號(hào)燈顯示子程序 DJNZ：MOV　R0，＃14H；恢復(fù)R0值 MOV TH0, #3CH ;重裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, #BOH; MOV IE, #82H RET1 END 5.3 軟件延時(shí) 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6MH

43、Z。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(gè)機(jī)器周期的時(shí)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(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)確定1秒的時(shí)間。 具體的延時(shí)程序分析： DELAY:MOV R4,#08H 延時(shí)1秒子程序 DE2:LCALL DELAY1 DJNZ R4,DE2 RET DELAY1:MOV R6,#0 延時(shí)125ms 子程序 MOV R5,#0 DE1: DJNZ R5,$ DJNZ R6,DE1

44、 RET MOV Rn，#DATA 字節(jié)數(shù)數(shù)為2 機(jī)器周期數(shù)為1 所以此指令的執(zhí)行時(shí)間為2ms DELAY1 為一個(gè)雙重循壞 循環(huán)次數(shù)為256*256=65536 所以延時(shí)時(shí)間=65536*2=131072us 約為125us DELAY R4設(shè)置的初值為8 主延時(shí)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(shí)間可以忽略不計(jì)。 5.4 時(shí)間及信號(hào)燈的顯示 5.4.1 8051并行口的擴(kuò)展 8051雖然有4個(gè)8位I/O端口,但真正能提供借用的只有P1口,因?yàn)镻2和P0口通常用于傳送外部傳送

45、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(kuò)展。由于我們用外部輸入設(shè)定紅綠燈倒計(jì)時(shí)初值、數(shù)碼管的輸出顯示、紅綠黃信號(hào)燈的顯示都要用到一個(gè)I/O端口，顯然8031的端口是不夠，需要擴(kuò)展。 擴(kuò)展的方法有兩種：（1）借用外部RAM地址來(lái)擴(kuò)展I/O端口；（2）采用I/O接口新片來(lái)擴(kuò)充。我們用8255并行接口信片來(lái)擴(kuò)展I/O端口。 5.4.2顯示原理： 當(dāng)定時(shí)器定時(shí)為1秒，時(shí)程序跳轉(zhuǎn)到時(shí)間顯示及信號(hào)燈顯示子程序，它將依次顯示信號(hào)燈時(shí)間 ，同時(shí)一直顯示信號(hào)燈的顏色，這時(shí)在返回定時(shí)子程序定時(shí)一秒，在顯示黃燈的下一個(gè)時(shí)間，這樣依次把所有的燈色的時(shí)間顯示完后在重新給時(shí)間計(jì)數(shù)器賦初值

46、，重新進(jìn)入循環(huán)。 5.4.3 8255PA口輸出信號(hào)接信號(hào)燈： 由于發(fā)光二極管為共陽(yáng)極接法，輸出端口為低電平，對(duì)應(yīng)的二極管發(fā)光，所以可以用置位方法點(diǎn)亮紅，綠，黃發(fā)光二極管。 5.4.4 8255輸出信號(hào)與數(shù)碼管的連接： LED 燈的顯示原理:通過(guò)同名管腳上所加電平的高低來(lái)控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)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?。樱猩蠟椋胺?，不亮其余為ＴＴＬ高電平，全亮則顯示為８ 采用共陰級(jí)連接: 其中 PC0\PB0-a, PC1\PB1-b, PC2\PB2-c, PC3\PB3-d, PC4\PB4-e,

47、 PC5\PB5-f, PC6\PB6-g PC7\PB7 -SP接地 顯示數(shù)值 dop g f e d c b a 驅(qū)動(dòng)代碼（16進(jìn)制） 0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 5 0 1 1 0 1 1 0 0 6DH 6 0 1 1 1 1 1 0 0 7DH 7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 8

48、0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 表 3 驅(qū)動(dòng)代碼表 5.4.5 8255與8051的連接： 用8051的P0 口的 p0.7 連接8255的片選信號(hào)cs 我們用8031的地址采用全譯碼方式，當(dāng)p0.7 =0 時(shí)片選有效， 其他無(wú)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 P0.0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 X X X X X

49、0 0 00H為8255 的PA口 1 X X X X X 0 1 01H 為8255的PB口 1 X X X X X 1 0 02H 為8255的PC口 1 X X X X X 1 1 03H 為8255的控制口 由于8051是分時(shí)對(duì)8255和儲(chǔ)存器進(jìn)行訪問(wèn)所以8051的P0口不會(huì)發(fā)生沖突 5.5 程序設(shè)計(jì) 5.5.1流程圖如圖所示 開始 初始化 等待鍵盤事件 顯示程序處理 鍵盤事件處理

50、 圖8 圖9 程序流程圖 5.5.2 程序源代碼 ORG 0000H ;主程序的入口地址 LJMP MAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序的開始處 ORG 0003H ;外部中斷0的中斷程序入口地址 ORG 000BH ;定時(shí)器0的中斷程序入口地址 LJMP T0_INT ;跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)

51、程序處 ORG 0013H ;外部中斷1的中斷程序入口地址 MAIN : MOV SP,#50H 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(jì)數(shù)方式,T0為定時(shí)方式，且都工作于模式1 MOV TH1,#00H ;T1計(jì)數(shù)器清零 MOV TL1,#00H SETB TR1 ;啟動(dòng)T1計(jì)時(shí)器 SETB EX1 ;允許

52、INT1中斷 SETB IT1 ;選擇邊沿觸發(fā)方式 MOV DPTR ,#0003H MOV A, #80H ;給8255賦初值，8255工作于方式0 MOVX @DPTR, A //ST0:MOV P3 ,#0F0H AGAIN: JB P3.1,N0 ;判斷是否要設(shè)定東西方向紅綠燈時(shí)間的初值，若P3.1為1 則跳轉(zhuǎn) MOV A,P1 JB P1.7,RED ;判斷P1.7是否為1，若為1則設(shè)定紅燈時(shí)間，否則設(shè)定綠燈時(shí)間

53、 MOV R0,#00H ;R0清零 MOV R0,A ;存入東西方向綠燈初始時(shí)間 MOV R3,A LCALL DISP1 LCALL DELAY AJMP AGAIN RED: MOV A,P1 ANL A,#7FH ;P1.7置0 MOV R7,#00H ;R7清零 MOV R7,A ;存入東西方向紅燈初始時(shí)間 MOV R3,A LCALL DISP1

54、 LCALL DELAY AJMP AGAIN ;------------------------------------------- N0: SETB TR0 ;啟動(dòng)T0計(jì)時(shí)器 MOV 76H,R7 ;紅燈時(shí)間存入76H N00: MOV A,76H ;東西方向禁止，南北方向通行 MOV R3,A MOV DPTR,#0000H ;置8255A口，東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮 MOV A,#0DDH

55、 MOVX @DPTR, A N01: JB P2.0,B0 N02: SETB P3.0 CJNE R3,#00H,N01 ;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 ;------黃燈閃爍5秒程序------ N1: SETB P3.0 MOV R3,#05H MOV DPTR,#0000H ;置8255A口，東西，南北方向黃燈亮 MOV A,#0D4H MOVX @DPTR,A N11: MOV R4,#00H N12: CJNE R4,#7DH,$ ;黃

56、燈持續(xù)亮0.5秒 N13: MOV DPTR,#0000H ; 置8255A口，南北方向黃燈滅 MOV A,#0DDH MOVX @DPTR,A N14: MOV R4,#00H CJNE R4,#7DH,$ ;黃燈持續(xù)滅0.5秒 CJNE R3,#00H,N1 ;閃爍時(shí)間達(dá)5秒則退出 ;------------------------------------------------------------ N2: MOV R7,#00H MOV A,R0 ;東西通行，南北禁

57、止 MOV R3,A MOV DPTR,#0000H ; 置8255A口，東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮 MOV A,#0EBH MOVX @DPTR,A N21: JB P2.0,T03 N22: CJNE R3,#00H,N21 ;------黃燈閃爍5秒程序------ N3: MOV R3,#05H MOV DPTR,#0000H ;置8255A口，東西，南北方向黃燈亮 MOV A,#0E2H MOVX @DPTR,A N31:

58、 MOV R4,#00H CJNE 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,#0EBH MOVX @DPTR,A N33: MOV R4,#00H CJNE R4,#7DH,$ ;黃燈持續(xù)滅0.5秒 CJNE R3,#00H,N3 ;閃爍時(shí)間達(dá)5秒則退出 SJMP N00 ;------闖紅燈報(bào)警程序------ B0: MOV R2,#03H ;報(bào)警持續(xù)時(shí)間

59、3秒 B01: MOV A,R3 JZ N1 ;若倒計(jì)時(shí)完畢，不再報(bào)警 CLR P3.0 ;報(bào)警 CJNE R2,#00H,B01 ;判斷3秒是否結(jié)束 SJMP N02 ;------1秒延時(shí)子程序------- N7: RETI T0_INT:MOV TL0,#9AH ;給定時(shí)器T0送定時(shí)10ms的初值 MOV TH0,#0F1H INC R4 INC R5 CJNE R5,#

60、0FAH,T01 ;判斷延時(shí)是否夠一秒，不夠則調(diào)用顯示子程序 MOV R5,#00H ;R5清零 DEC R3 ;倒計(jì)時(shí)初值減一 DEC R2 ;報(bào)警初值減一 T01: ACALL DISP ;調(diào)用顯示子程序 RETI ;中斷返回 ;------顯示子程序------ DISP: JNB P2.4,T02 DISP1: MOV B,#0AH MOV A,R3 ;R3中值二轉(zhuǎn)

61、十顯示轉(zhuǎn)換 DIV AB MOV 79H,A MOV 7AH,B DIS: MOV A,79H ;顯示十位 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#0002H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0001H MOV A,#0F7H MOVX @DPTR,A LCALL DELAY DS2: MOV A,7AH ;顯示個(gè)位

62、 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#0002H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0001H MOV A,#0FBH MOVX @DPTR,A RET ;------東西方向車流量檢測(cè)程序------ T03: MOV A,R3 SUBB A,#00H ;若綠燈倒計(jì)時(shí)完畢，不再檢測(cè)車流量 JZ N3 JB

63、P2.0,T03 INC R7 CJNE R7,#64H,E1 MOV 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,#0AH MOV A,R7 ;R7中值二轉(zhuǎn)十顯示轉(zhuǎn)換 DIV AB MOV 79H,A MOV 7AH,B DIS3: MOV A,79H ;顯示

64、十位 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#0002H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0001H MOV A,#0F7H MOVX @DPTR,A LCALL DELAY DS4: MOV A,7AH ;顯示個(gè)位 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#0002H MOVX @DPTR

65、,A MOV DPTR,#0001H MOV A,#0FBH MOVX @DPTR,A LJMP N7 ;------延時(shí)4MS子程序---------- DELAY: MOV R1,#0AH LOOP: MOV R6,#64H NOP LOOP1: DJNZ R6,LOOP1 DJNZ R1,LOOP RET ;------字符表------ TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

66、 END 第六章 結(jié)論 本系統(tǒng)就是充分利用了8051和8255芯片的I/O引腳。系統(tǒng)統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)Intel8051和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過(guò)8031芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩5秒時(shí)黃燈閃爍警示（交通燈信號(hào)通過(guò)PA口輸出，顯示時(shí)間直接通過(guò)8255的PC口輸出至雙位數(shù)碼管）；車輛闖紅燈報(bào)警；綠燈時(shí)間可檢測(cè)車流量并可通過(guò)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(dòng)根據(jù)車流改變紅綠燈時(shí)間等。這是由于本身地理位子以及車流量情況所定，如果有需要可以設(shè)計(jì)擴(kuò)充原系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問(wèn)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(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是匯編語(yǔ)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)。 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 1.“斷改進(jìn)”是在設(shè)計(jì)程序時(shí),不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好,"反復(fù)修改,不程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路. 2