畢業(yè)設(shè)計--基于單片機交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　班 次 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導(dǎo)老師

2、 </p><p>　　二0一 二 年 </p><p>　　基于單片機交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　摘要：本系統(tǒng)由單片機系統(tǒng)、鍵盤數(shù)碼管顯示、交通燈演示系統(tǒng)組成。系統(tǒng)包括人行道、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、以及基本的交通燈的功能。系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有倒計時、時間設(shè)置、緊急情況處理、分時段調(diào)整信號燈的點亮?xí)r間以及根據(jù)具體情況手動控制等功能。隨

3、著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計算機綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】 單片機；交通燈；控制器</p><p><b>　　目 錄</b></p&

4、gt;<p>　　第1章 緒論................................... .................. ....1</p><p>　　1.1 研究意義. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1</p><p>　　1.1.1 交通燈的發(fā)展歷史...

5、..................................... 1</p><p>　　1.1.2交通燈研究的意義.................... ....................1</p><p>　　1.2基于單片機交通燈的發(fā)展及前景................... ............ 1</p><p>　　1.3

6、國內(nèi)現(xiàn)狀................... ............ ................... .3</p><p>　　第2章單片機概述4</p><p>　　2.1單片機的定義4</p><p>　　2.2 單片機的特點5</p><p>　　2.3 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域5</p>&

7、lt;p>　　2.4 單片機的發(fā)展方向7</p><p>　　2.5 MCS-51簡介7</p><p>　　2.6AT89S51芯片與介紹9</p><p>　　第3章硬件系統(tǒng)設(shè)計.............................. ................... ..13</p><p>　　3

8、.1 單片機最小系統(tǒng)13</p><p>　　3.1.1 時鐘電路 ..............................................13</p><p>　　3.1.2 復(fù)位電路................................................13</p><p>　　3.2 設(shè)計任務(wù)14&

9、lt;/p><p>　　3.3 方案介紹14</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件流程圖設(shè)計18</p><p>　　4.1 程序設(shè)計流程圖18</p><p>　　4.2 延時的設(shè)定21</p><p>　　4.2.1 計數(shù)器初值計算....................................

10、.......21</p><p>　　4.2.2 計算公式.................................................22</p><p>　　4.2.3 實現(xiàn)１秒的方法：.........................................22</p><p>　　4.3 相應(yīng)程序代碼 22</p&

11、gt;<p>　　4.3.1 初始化程序...............................................22</p><p>　　4.3.2 緊急中斷服務(wù)子程序..... .................................23</p><p>　　第5章 系統(tǒng)仿真23</p><p>　　5.1

12、PROTUES軟件介紹25</p><p>　　5.2 交通燈系統(tǒng)PROTUES仿真25</p><p>　　5.3 調(diào)試與功能說明25</p><p>　　5.3.1 硬件調(diào)試.................................................26</p><p>　　5.3.2 軟件調(diào)試.......

13、..........................................26</p><p>　　第6章 實驗平臺 ................................................. .....28</p><p>　　6.1實驗平臺...................... .................... ..... . ... .

14、28</p><p>　　6.2 實驗步驟...................... .................... ...... .. ...28</p><p>　　6.2.1 編寫程序代碼...................... ......................28</p><p>　　6.2.2 調(diào)試.............

15、................... ....................28</p><p>　　結(jié) 論....................................................... .... ...30</p><p>　　致 謝 ......................................................

16、........31</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn) ...........................................................32</p><p>　　附錄 PCB硬制電路圖 ........................................ ..........33</p><p>　　附錄 原理

17、圖 ..........................................................34</p><p>　　附錄 實物圖.......................................................... 35</p><p>　　附錄 程序源代碼 .................................

18、.....................36</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1 研究意義</p><p>　　1.1.1 交通燈的發(fā)展歷史</p><p>　　今天，紅綠燈安裝在各個道口上，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。</

19、p><p>　　1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)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。它由紅綠兩塊以旋轉(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。</p><p>　　

20、1914年，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，安裝在紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。</p><p>　　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，當(dāng)車輛接近時,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(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時，它

21、就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能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。</p><p><b>　　交通燈研究的意義</b></p><p>　　信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(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《道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛

22、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(jìn)入交叉路口。</p><p>　　1.2 基于單片機交通燈的發(fā)展及前景</p><p>　　有的單片機為了

23、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C167CS-32FM中，內(nèi)部還含有2個CAN。因此，這類單片機十分容易構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。特別是在控制，系統(tǒng)較為復(fù)雜時，構(gòu)成一個控制網(wǎng)絡(luò)十分有用。 </p><p>　　為了能在變頻控制中方便使用單片

24、機，形成最具經(jīng)濟(jì)效益的嵌入式控制系統(tǒng)。有的單片機內(nèi)部設(shè)置了專門用于變頻控制的脈寬調(diào)制控制電路，這些單片機有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列；Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。在這些單片機中，脈寬調(diào)制電路有6個通道輸出，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。 </p><p>　　特別引人注目的是：現(xiàn)在有的單片機已采用所謂的三核（TrCore）結(jié)構(gòu)

25、。這是一種建立在系統(tǒng)級芯片（System on a chip）概念上的結(jié)構(gòu)。這種單片機由三個核組成：一個是微控制器和DSP核，一個是數(shù)據(jù)和程序存儲器核，最后一個是外圍專用集成電路（ASIC）。這種單片機的最大特點在于把DSP和微控制器同時做在一個片上。雖然從結(jié)構(gòu)定義上講，DSP是單片機的一種類型，但其作用主要反映在高速計算和特殊處理如快速傅立葉變換等上面。把它和傳統(tǒng)單片機結(jié)合集成大大提高了單片機的功能。這是目前單片機最大的進(jìn)步之一。這種

26、單片機最典型的有Infineon公司的TC10GP；Hitachi公司的SH7410，SH7612等。這些單片機都是高檔單片機，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</p><p>　　單片機的另外一個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，把單片機嵌入式系統(tǒng)和Internet連接已是一種趨勢。但是，Internet一向是一種采用肥服務(wù)器

27、，瘦用戶機的技術(shù)。這種技術(shù)在互聯(lián)上存儲及訪問大量數(shù)據(jù)是合適的，但對于控制嵌入式器件就成了"殺雞用牛刀"了。要實現(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)備的實踐都顛倒過來。為了使復(fù)雜的或簡單的嵌入式設(shè)備，例如單片機控制的機床、單片機控制的門鎖，能切實可行地和Internet連接，就要求專門為嵌入式微控制器設(shè)備設(shè)計網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，使嵌入式設(shè)備可以和Internet相連，并通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行過程控制

28、。</p><p>　　目前，為了把單片機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。 </p><p>　　EmWare公司提出嵌入式系統(tǒng)入網(wǎng)的方案--EMIT技術(shù)。這個技術(shù)包括三個主要部分：即emMicro， emGateway和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。其中，emMicro是嵌入設(shè)備中的一個只占內(nèi)存容量1K字

29、節(jié)的極小的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器； emGateway作為一個功能較強的用戶或服務(wù)器，它用于實現(xiàn)對多個嵌入式設(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。 </p><p>　　如果嵌入式設(shè)備的資源足夠，則emMicro和emGateway可以同時裝入嵌入式設(shè)備中，實現(xiàn)Inter net的直接接入。否則，將要求emGateway和網(wǎng)絡(luò)

30、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。 </p><p>　　目前，單片機應(yīng)用中提出了一個新的問題：這就是如何使8位、16位單片機控制的產(chǎn)品，也即嵌入式產(chǎn)品或設(shè)備能實現(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)互連？ </p><p>　　TASKING公司目前正在為解決這個問題提供了途徑。該公司已把emWare的EMIT軟件

31、包和有關(guān)的軟件配套集成，形成一個集成開發(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。在不久將會有成果公布</p><p>　　1.3 國內(nèi)現(xiàn)狀</p><p>　　城市交通是保持城市活力最主要的基礎(chǔ)設(shè)施，是城市生活的動脈，制約著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。展望21世紀(jì)的城市交通

32、事業(yè)，給我們提出了更高要求。發(fā)展多層次、立體化、智能化的交通體系，將是城市建設(shè)發(fā)展中普遍追求的目標(biāo)。而發(fā)展大、中、低客運量相互匹配的多種形式相結(jié)合的客運交通工具，將是實現(xiàn)上述遠(yuǎn)景目標(biāo)的一項重大技術(shù)決策措施。 </p><p>　　自改革開放以來，我國的城市規(guī)模和經(jīng)濟(jì)建設(shè)都有了飛速的發(fā)展7城市化進(jìn)程在逐步加快，城市人口在急劇增加，大量流動人口涌進(jìn)城市，人員出行和物資交流頻繁，使城市交通面臨著嚴(yán)峻的局勢。當(dāng)前，全國大

33、中城市普遍存在著道路擁擠、車輛堵塞、交通秩序混亂的現(xiàn)象。如何解決城市交通問題已成為全社會關(guān)注的焦點和大眾的迫切呼聲。 　</p><p>　　當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個交通要道上已經(jīng)成為了緩解交通問題最常見、最根本、最有效的方法。交通燈的出現(xiàn)使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯的效果。</p><p>　　單片機是一種集成的微型計算機，與微處理器相比，它可

34、單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，它有唯一的、專門為嵌入式應(yīng)用而設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。紅綠燈的控制有PLC控制，單片機控制等方法，隨著近年來單片機控制交通燈技術(shù)的成熟，單片機給交通帶來了很大的便利。</p><p>　　第2章 單片機概述</p><p>　　二十世紀(jì)七十年代，微電子技術(shù)正處于發(fā)展階段，集成電路屬于中規(guī)模發(fā)展時期，各種新材料新工藝尚未成熟，單片機仍處在初

35、級的發(fā)展階段。1974年，美國研制出了世界第一臺單片微型計算機F8，深受家用電器和儀器儀表領(lǐng)域的歡迎和重視，從此拉開了研制單片機的序幕。</p><p><b>　　2.1單片機的定義</b></p><p>　　所謂單片機，即把組成微型計算機的各個功能部件，如中央處理器（CPU）、隨機存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出接口電路（I/O口）、定時/計數(shù)

36、器以及串行通信接口等集成在一塊芯片中，構(gòu)成一個完整的微型計算機。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)。與微處理器相比，它可單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，它有唯一的、專門為嵌入式應(yīng)用而設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)這是單片機最大的特征。 </p><p>　　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，單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，

37、故又稱微控制器。</p><p>　　通常，單片機由單塊集電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：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控制系統(tǒng)。</p><p>　　單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當(dāng)于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O

38、設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。</p><p>　　單片機內(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器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工

39、作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機、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。</p><p>　　單片機是靠程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復(fù)雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定

40、的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結(jié)果就會有天壤之別！只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！</p><p>　　可以說，二十世紀(jì)跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予

41、各種機械的單片機（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等?，F(xiàn)在有些工

42、廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。</p><p>　　2.2 單片機的特點 </p><p>　　1. 高集成度，體積小，高可靠性 </p><p>　　單片機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

43、業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的，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。單片機程序指令，常數(shù)及表格等固化在ROM中不易破壞，許多信號通道均在一個芯片內(nèi)，故可靠性高。 </p><p><b>　　2. 控制功能強 </b></p><p>　　為了滿足對對象的控制要求，單片機的指令系統(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

44、制功能。 </p><p>　　3. 低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 </p><p>　　為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng)，許多單片機內(nèi)的工作電壓僅為1.8V～3.6V，而工作電流僅為數(shù)百微安。 </p><p><b>　　4. 易擴展 </b></p><p>　　片內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件。芯片外部有許多

45、供擴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)模的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。 </p><p>　　5. 優(yōu)異的性能價格比 </p><p>　　單片機的性能極高。為了提高速度和運行效率，單片機已開始使用RISC流水線和DSP等技術(shù)。單片機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。由于單片機的廣泛使用，因而銷量

46、極大，各大公司的商業(yè)競爭更使其價格十分低廉，其性能價格比極高。</p><p>　　2.3 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域 </p><p>　　1. 單片機在智能儀器儀表中的應(yīng)用 </p><p>　　在各類儀器儀表中引入單片機，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價格比。 </p><p>　　2. 單

47、片機在機電一體化中的應(yīng)用 </p><p>　　機電一體化是機械工業(yè)發(fā)展的方向。機電一體化產(chǎn)品是指集成機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)于一體，具有智能化特征的機電產(chǎn)品，例如微機控制的車床、鉆床等。單片機作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強等優(yōu)點，可大大提高機器的自動化、智能化程度。 </p><p>　　3. 單片機在日常生活及家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用 </p>

48、<p>　　自從單片機誕生以后，它就步入了人類生活，如洗衣機、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后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛。單片機將使人類生活更加方便、舒適、豐富多彩。 </p><p>　　4. 在實時過程控制中的應(yīng)用 </p><p>　　用單片機實時進(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

49、質(zhì)量。 </p><p>　　5. 辦公自動化設(shè)備 </p><p>　　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。如打印機、復(fù)印機、傳真機、繪圖機、考勤機、電話以及通用計算機中的鍵盤譯碼、磁盤驅(qū)動等。 </p><p>　　6. 商業(yè)營銷設(shè)備 </p><p>　　在商業(yè)營銷系統(tǒng)中已廣泛使用的電子稱、收款機、條形碼閱讀器、IC卡刷

50、卡機、出租車計價器以及倉儲安全監(jiān)測系統(tǒng)、商場保安系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷凍保險系統(tǒng)等都采用了單片機控制。 </p><p>　　7. 在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 </p><p>　　現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(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)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信

51、呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。 </p><p>　　8. 單片機在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 </p><p>　　單片機在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，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。 </p><p>　　9. 汽車電子產(chǎn)品 </p><p>　　現(xiàn)代

52、汽車的集中顯示系統(tǒng)、動力監(jiān)測控制系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運行監(jiān)視器（黑匣子）等都離不開單片機。 </p><p>　　10. 航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領(lǐng)域 </p><p>　　單片機的應(yīng)用更是不言而喻。 </p><p>　　綜合所述，單片機已成為計算機發(fā)展和應(yīng)用的一個重要方面。另一方面，單片機應(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)

53、計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(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。</p><p>　　2.4 單片機的發(fā)展方向 </p><p>　　單片機的發(fā)展趨勢將是向著高性能化，大容量，小容量、低價格化及外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。 </p><p>　　1.

54、 單片機的高性能化：主要是指進(jìn)一步改進(jìn)CPU的性能，加快指令運算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性，并加強了位處理功能、中斷和定時控制功能；采用流水線結(jié)構(gòu)，指令以隊列形式出現(xiàn)在CPU中，從而有很高的運算速度。</p><p>　　2. 片內(nèi)存儲器大容量化：以往單片機的片內(nèi)ROM為1到4KB，RAM為64到128B。因此在一些較復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)中，存儲器容量就顯得不夠，不得不外擴存儲器。為了適應(yīng)這種領(lǐng)域的要求，利用新工藝，

55、將片內(nèi)存儲器的容量大幅度增加，不得不外擴存儲器。為了適應(yīng)這種領(lǐng)域的要求，利用新工藝，將片內(nèi)存儲器的容量大幅度增加，片內(nèi)ROM可以達(dá)到12KB。 　　 </p><p>　　3. 小容量、低價格化：</p><p>　　與上述相反，小容量、低價格化的4位、8位單片機也是發(fā)展方向之一。這類單片機主要用于兒童玩具等較小規(guī)模的控制系統(tǒng)。 </p><p>　　4. 外圍

56、電路內(nèi)裝化： </p><p>　　隨著集成度的不斷提高，有可能把眾多的各種外圍功能器件集成在片內(nèi)。除了一般必須具備的CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器等之外，片內(nèi)集成的部件還有A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，DMA控制器，聲音發(fā)生器，監(jiān)視定時器，液晶顯示驅(qū)動器，彩色電視機和錄像機用的鎖相電路等。 </p><p>　　5. 增強I/O接口功能：</p><p>　　為了減

57、少外部驅(qū)動芯片，進(jìn)一步增加單片機并行口的驅(qū)動能力，現(xiàn)在有些單片機可直接輸入大電流和高電壓，以便直接驅(qū)動顯示器。 </p><p>　　6. 加快I/O接口的傳輸速度：</p><p>　　有些單片機設(shè)置了高速I/O接口，以便能以更快的速度觸發(fā)外圍設(shè)備，以更快的速度讀取數(shù)據(jù)。 </p><p>　　2.5 MCS-51簡介</p><p&g

58、t;　　MCS-51系列單片機在結(jié)構(gòu)上基本相同，只是在個別模塊和功能上有些區(qū)別。MCS-51單片機是在一塊芯片中集成了一個8位CPU、128B RAM、4KB ROM、兩個16位定時/計數(shù)器、32個可編程I/O口和一個可編程的全雙工串行接口、五個中斷源、一個片內(nèi)振蕩器等。</p><p>　　1. 中央處理器（CPU）</p><p>　　中央處理器是單片機的核心部分，是一個8位的中央處理

59、單元，它對數(shù)據(jù)的處理是以字節(jié)為單位進(jìn)行的，CPU主要由運算器、控制器和寄存器陣列組成。</p><p>　　2. 數(shù)據(jù)存儲器（片內(nèi)RAM）</p><p>　　數(shù)據(jù)存儲器用于存放變化的數(shù)據(jù)。在8051單片機中，通常把控制與管理寄存器（簡稱為“專用寄存器”）在邏輯上劃分在片內(nèi)RAM中，因為其地址與RAM是連續(xù)的。8051單片機數(shù)據(jù)存儲器的地址空間為256個RAM單元，但其中能作為數(shù)據(jù)存儲器供

60、用戶使用的僅有前面128個，后128個被專用寄存器占用。</p><p>　　3. 程序存儲器（片內(nèi)ROM）</p><p>　　程序存儲器用于存放程序和固定不變的常數(shù)、表格等。通常采用只讀存儲器，且其有多種類型.</p><p><b>　　4. 定時/計數(shù)器</b></p><p>　　定時/計數(shù)器用于實現(xiàn)定時和計數(shù)

61、功能。8051單片機共有兩個16位定時/計數(shù)器，8052單片機共有三個16位定時/計數(shù)器。 　　 </p><p><b>　　5. 并行I/O口</b></p><p>　　8051單片機共有四個8位的并行I/O(P0、P1、P2、P3)，每個口都由一個鎖存器和一個驅(qū)動器組成。并行I/O口主要是用于實現(xiàn)與外部設(shè)備中數(shù)據(jù)的并行輸入/

62、輸出，有些I/O口還具有其他功能。單片機8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-1。</p><p>　　圖2-1 單片機8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　6. 串行口</b></p><p>　　8051單片機有一個全雙工異步串行口，用以實現(xiàn)單片機和其他具有相應(yīng)接口的設(shè)備之間的異步串行數(shù)據(jù)傳送。</p><p><

63、b>　　7. 時鐘電路</b></p><p>　　時鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘脈沖序列。</p><p><b>　　8. 中斷系統(tǒng)</b></p><p>　　中斷系統(tǒng)的主要作用是對外部或內(nèi)部的中斷請求進(jìn)行管理與處理。8051單片機的中斷系統(tǒng)可以滿足一般控制應(yīng)用的需要：共有五個中斷源，其中有兩個外部中斷源IN

64、T0和INT1、三個內(nèi)部中斷源（兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行口中斷）；此外，8052單片機還增加了一個定時器2的中斷源</p><p>　　2.6.AT89S51芯片與介紹</p><p>　　選用的AT89S51與同系列的AT89C51在功能上有明顯的提高，最突出是的可以實現(xiàn)在線的編程。用于實現(xiàn)系統(tǒng)的總的控制。其主要功能列舉如下：</p><p>　　1、為一般

65、控制應(yīng)用的 8 位單片機</p><p>　　2、晶片內(nèi)部具有時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 33MHz）</p><p>　　3、內(nèi)部程式存儲器（ROM）為 4KB</p><p>　　4、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）為 128B</p><p>　　5、外部程序存儲器可擴充至 64KB</p><p>　　6、外部數(shù)

66、據(jù)存儲器可擴充至 64KB</p><p>　　7、32 條雙向輸入輸出線，且每條均 可以單獨做 I/O 的控制</p><p>　　8、5 個中斷向量源</p><p>　　9、2 組獨立的 16 位定時器</p><p>　　10、1 個全雙工串行通信端口</p><p>　　11、8751 及 8752 單芯片

67、具有數(shù)據(jù)保密的功能</p><p>　　12、單芯片提供位邏輯運算指令</p><p>　　AT89S51各引腳功能介紹，如圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2 AT89S51</p><p>　　VCC：ATAT89S51 電源正端輸入，接+5V。</p><p><b>　　VSS：電源地端。

68、</b></p><p>　　XTAL1：單芯片系統(tǒng)時鐘的反向放大器輸入端。</p><p>　　XTAL2：系統(tǒng)時鐘的反向放大器輸出端，一般在設(shè)計上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動作了，此外可以在兩個引腳與地之間加入一個 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定， 避免噪聲干擾而死機。

69、</p><p>　　RESET：AT89S51的重置引腳，高電平動作，當(dāng)要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。</p><p>　　EA/Vpp："EA"為英文"External Acc

70、ess"的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因為其內(nèi)部無程序存儲器空間。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。</p><p>　　ALE/

71、PROG：ALE是英文"Address Latch Enable"的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。ATAT89S51可以利用這個引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因為ATAT89S51是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時在程序執(zhí)行時ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動其他周邊晶片的時基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時，此引腳會被當(dāng)成

72、程序規(guī)劃的特殊功能來使用。</p><p>　　PSEN：此為"Program Store Enable"的縮寫，其意為程序儲存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時（EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。ATAT89S51可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用64K的定

73、址范圍。</p><p>　　PORT0（P0.0～P0.7）：端口0是一個8位寬的開路電極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)作I/O用時可以推動8個LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器），P0就以多工方式提供地址總線（A0～

74、A7）及數(shù)據(jù)總線（D0～D7）。設(shè)計者必須外加一個鎖存器將端口0送出的地址鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一組完整的16位地址總線，而定位地址到64K的外部存儲器空間。</p><p>　　PORT2（P2.0～P2.7）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個引腳可以推動4個LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。P2除了當(dāng)作一般I/O端口

75、使用外，若是在ATAT89S51擴充外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個時候P2便不能當(dāng)作I/O來使用了。</p><p>　　PORT1（P1.0～P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個LS TTL負(fù)載，同樣地，若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)作定時器2的外部脈沖輸入腳

76、，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)引腳。</p><p>　　PORT3（P3.0～P3.7）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個TTL負(fù)載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋?lt;/p><p><b>　　其引腳分配如下：</b>&

77、lt;/p><p>　　P3.0：RXD，串行通信輸入。</p><p>　　P3.1：TXD，串行通信輸出。</p><p>　　P3.2：INT0，外部中斷0輸入。</p><p>　　P3.3：INT1，外部中斷1輸入。</p><p>　　P3.4：T0，計時計數(shù)器0輸入。</p><p>

78、　　P3.5：T1，計時計數(shù)器1輸入。</p><p>　　P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。</p><p>　　P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　3.1 單片機最小系統(tǒng)</p><p>　　3.1.1 時鐘電路 &l

79、t;/p><p>　　如圖2-3所示，XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右。系統(tǒng)的時鐘電路設(shè)計是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。AT89單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的

80、高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容C1和C2 圖3-1 時鐘電路 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。 對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速

81、性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為22μF。在焊接刷電路板時，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與</p><p>　　3.1.2 復(fù)位電路</p><p>　　在振蕩器運行時，有兩個機器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時，將使單片機復(fù)位，只要這個腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3口均置1

82、引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為ROM的00H處開始運行程序。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路。當(dāng)時鐘頻率選用6MHz時，C取22μF，Rs約為20

83、0Ω，Rk約為1K。復(fù)位操作不會對內(nèi)部RAM有所影響。</p><p>　　常用的復(fù)位電路如圖2-4所示：</p><p>　　圖3-2 復(fù)位電路圖</p><p>　　3.2 設(shè)計任務(wù)</p><p>　　1. 一般情況下A、B兩通道都有車，兩道正向放行35s，然后左向行駛放行15s。[當(dāng)A道放行時（綠），B道禁止（紅），反之

84、亦然，放行時間中包含有閃爍時間]</p><p>　　2. 綠燈→紅燈轉(zhuǎn)換必須經(jīng)5s警視狀態(tài)（用閃爍表示）</p><p>　　3. 若兩道都無車時則保持當(dāng)前有車時的狀態(tài)</p><p>　　4. 若一路通行無阻50s后，另一路無車，則此道按照規(guī)則繼續(xù)放行（35s+15s）直到另一路有車，但此道必須放行完后才能轉(zhuǎn)到另一道去。</p><p&

85、gt;　　5. 設(shè)置緊急情況處理器，當(dāng)緊急情況發(fā)生時，兩道都亮紅燈，讓緊急車輛通過，完備再回到當(dāng)前的狀態(tài)</p><p>　　6. 在數(shù)碼管上顯示各道通行的時間（倒計時）</p><p>　　3.3 方案介紹</p><p>　　設(shè)計以單片機為核心，以數(shù)碼管作為倒計時指示，根據(jù)設(shè)計的要求我們考慮了各功能模塊的幾種設(shè)計方案，以求最佳方案，實現(xiàn)實時顯示系統(tǒng)各種

86、狀態(tài)，系統(tǒng)還增設(shè)了根據(jù)交通擁擠情況可分別設(shè)置主干道和次干道的通行時間，以提高效率，緩減交通擁擠。</p><p>　　東西（A）、南北（B）兩干道交于一個十字路口，各干道有一組紅、左轉(zhuǎn)綠、綠三個指示燈，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。根據(jù)紅綠燈的轉(zhuǎn)換狀態(tài)綠燈35，左轉(zhuǎn)15S，一道通行完成以后再由另一路通行。綠燈轉(zhuǎn)換為紅燈必須經(jīng)5s警視狀態(tài)（用閃爍表示）.</p><p&

87、gt;　　把設(shè)計任務(wù)細(xì)化為四個狀態(tài)，其對應(yīng)狀態(tài)：如圖3-1</p><p>　　圖3-3 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖</p><p>　　整個交通燈控制由四個狀態(tài)組成，可以用程序設(shè)計實現(xiàn)，也可用時序邏輯實現(xiàn).以下方案就是分別用了這兩種方法。</p><p>　　方案1 設(shè)計思想：</p><p>　　采用分模塊設(shè)計的思想，程序設(shè)計實現(xiàn)的基本思想是一個計

88、數(shù)器 ， 選擇一個單片機，其內(nèi)部為一個計數(shù)，是十六進(jìn)制計數(shù)器，模塊化后，通過設(shè)置或程序清除來實現(xiàn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換， 由于每一個模塊的計數(shù)多不是相同， 這里的各模塊是以預(yù)置數(shù)和計數(shù)器計數(shù)共同來實現(xiàn)的，所以要考慮增加一個置數(shù)模塊，其主要功能細(xì)分為，對不同的狀態(tài)輸入要產(chǎn)生相應(yīng)狀態(tài)的下一個狀態(tài)的預(yù)置數(shù)， 如圖中A道和B道,分別為次干道的置數(shù)選擇和主干道的置數(shù)選擇。以主干道為例，簡述其設(shè)計思想。如前分析，已經(jīng)確定該系統(tǒng)有四個狀態(tài)，而置數(shù)子模塊可定要將下

89、一狀態(tài)的預(yù)置數(shù)準(zhǔn)備好，所以很容易得到主干道的置數(shù)表如表3-1所示</p><p>　　表3-1 置數(shù)表</p><p>　　由該表，就可以通過程序循環(huán)的方法設(shè)計該模塊，主要思想是通過數(shù)據(jù)判斷指令、跳轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)，由主控制器計時和中斷產(chǎn)生的四個狀態(tài)去譯碼，從而得到不同的輸出，即預(yù)置數(shù)，由上分析可用一個計數(shù)器和跳轉(zhuǎn)指令去完成的預(yù)置數(shù)。</p><p>　　而紅綠燈的顯

90、示也是一樣，由狀態(tài)分析可以得出紅綠燈的變化表如表3-2所示：</p><p>　　表3-2 紅綠燈變化表</p><p>　　通過這張表就可以用組合電路實現(xiàn)該功能了，可以用數(shù)據(jù)選擇器的思想，在本系統(tǒng)中，直接通過門電路的譯碼，接下來就是計數(shù)模塊了，其主要的功能細(xì)分為，要從預(yù)置數(shù)開始遞減計數(shù)，一個狀態(tài)結(jié)束，通過判斷，通知主控制模塊，使之進(jìn)入下一模塊。還有一個必須考慮到的就是，預(yù)置數(shù)必須在下

91、一個狀態(tài)來之前準(zhǔn)備好，而紅綠燈的狀態(tài)變化，必須和計數(shù)狀態(tài)同步，于是引起預(yù)置數(shù)變化的程序要超前于系統(tǒng)本身的狀態(tài)變化，所以，系統(tǒng)中的兩個狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，在上一狀態(tài)結(jié)束時設(shè)置預(yù)置數(shù)，而控制紅綠燈的是隨著系統(tǒng)本身狀態(tài)的變化而變化，體現(xiàn)在本子電路中就是有兩組電路去判斷符合的狀態(tài)。</p><p>　　方案2 設(shè)計思想：</p><p>　　狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表3-3所示：</p><p&

92、gt;　　表3-3 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表</p><p><b>　　本方案分三步：</b></p><p>　?。?）要建立三路信號燈的控制系統(tǒng)，本設(shè)計采用7408 芯片通過組合邏輯控制三路燈的顯示關(guān)系。</p><p>　?。?）建立顯示控制系統(tǒng)，本設(shè)計采用74190 芯片倒計時控制，每個方向用兩片相連實現(xiàn)，另外用74153芯片，因為分析中設(shè)置的時

93、間末位均為5，所以只要用一片74153 對高位置位，將低位的初值預(yù)置鎖定為5，而高位則根據(jù)需要由反饋部分提供預(yù)置值。</p><p>　?。?）建立反饋和細(xì)節(jié)連接部分，本部分主要解決顯示和燈控的同步問題本系統(tǒng)采用倒計時系統(tǒng)減為0，如當(dāng)系統(tǒng)減為0 時通過兩個D觸發(fā)器得到兩個變量，即為開頭分析中的狀態(tài)，通過它的變化得到不同的邏輯關(guān)系，驅(qū)動74153 控制哪組燈亮（對應(yīng)關(guān)系如表所示），另外他還要同步反饋到顯示系統(tǒng)的置數(shù)

94、環(huán)節(jié)。</p><p>　　注意：本實驗中若采用更復(fù)雜的四片74190控制主干道的兩組燈，再用八片74153分別對74190置數(shù)可實現(xiàn)任意數(shù)值的交通燈系統(tǒng)。另外對7408 片子的控制紅燈的端口用一個與門將一端再接一個頻率一定的方波，使一邊為黃燈時，另一邊的紅燈在閃爍。</p><p><b>　　方案比較：</b></p><p>　　方案1（

95、以下稱1）用了模塊設(shè)計，而方案2（以下稱2）采用的是一般設(shè)計，相比之下1有較強的可讀性和較強的可修改性，而2則在設(shè)計上顯得較簡單，設(shè)計純樸，便于測試，它的優(yōu)勢則在于提供了一條較為便捷的解決方案。2首先將許多邏輯關(guān)系簡化到極點，而后將其一起集成用較少的芯片去完成所需功能。</p><p>　　我們從中可以得出的是，我們最終的設(shè)計應(yīng)該盡量使用模塊化設(shè)計。對工程設(shè)計人員來說，將來的產(chǎn)品無論從修改還是升級考慮對有好處，但

96、另外我們又需將設(shè)計簡單化，因此我覺得在設(shè)計初期盡可能的簡單化設(shè)計，而一旦設(shè)計的各項測試通過了，在有可能的條件下將設(shè)計模塊化，所以本設(shè)計以第一方案為主進(jìn)行。 </p><p><b>　　系統(tǒng)軟件流程圖設(shè)計</b></p><p>　　4.1 程序設(shè)計流程圖</p><p>　　1. 系統(tǒng)設(shè)計總框圖，如4-1所示：</p>

97、<p>　　圖4-1 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖</p><p>　　(1) 程序設(shè)計總框圖如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2 程序設(shè)計框圖</p><p>　　1.主程序流程圖如圖4-3所示：</p><p>　　圖4-3 主程序流程圖</p><p>　　2.顯示子程序流程圖如圖4-4</

98、p><p>　　圖4-4 顯示子程序流程圖</p><p>　　3.緊急中斷程序流程圖如圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5 緊急中斷程序流程圖</p><p><b>　　4.2延時的設(shè)定</b></p><p>　　延時方法可以有兩種一種是利用AT89S51內(nèi)部定時器的溢出中斷來確

99、定1秒的時間，另一種是采用軟件延時的方法。</p><p>　　4.2.1 計數(shù)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：</p><p><b>　

100、　TC=M－C</b></p><p>　　式中，M為計數(shù)器模值，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><b>　　算法公式：</b></p><p>　　T=（M－TC）T計數(shù) 或TC=M－T/T計數(shù)</p><p>　　T

101、計數(shù)是單片機時鐘周期ＴＣＬＫ的12倍；ＴＣ為定時初值</p><p>　　如單片機的主脈沖頻率為ＴＣＬＫ12ＭＨＺ　，經(jīng)過１２分頻</p><p>　　方式０　　　　TMAX＝213　×１微秒＝8.192毫秒</p><p>　　方式１　　　　TMAX＝216　×１微秒＝65.536毫秒</p><p>　　顯然１秒鐘已經(jīng)

102、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</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　4.2.2 計算公式</p><p>　　T=（M－TC）T計數(shù)</p><p>　　或TC＝M-T／T計數(shù)</p><p>　　T計數(shù)是單片機時鐘周

103、期ＴＣＬＫ的12倍；TC為定時初值</p><p>　　如單片機的主脈沖頻率為ＴＣＬＫ12MHZ　，經(jīng)過12分頻</p><p>　　方式0　　　TMAX＝213?。蔽⒚耄?.192毫秒</p><p>　　方式１　　　TMAX＝216　＊１微秒＝65.536毫秒</p><p>　　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

104、定時器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個問題．</p><p>　　4.2.3 實現(xiàn)１秒的方法</p><p>　　實現(xiàn)一秒的方法是調(diào)用顯示程序后進(jìn)行25次的循環(huán)來實現(xiàn)，顯示程序里實際用了40MS這樣循環(huán)25次后來實現(xiàn)的1秒。</p><p>　　4.3 相應(yīng)程序代碼</p><p>　　4.3.1 初始化程序</p>

105、<p>　　定時器需定時10毫秒，故T0工作于方式１。初值：TC＝M-T／ T計數(shù)＝2１６－10ms/1us=D8F0</p><p><b>　　ORG 1000H</b></p><p>　　MOV TMOD,#01H ;;;初始化定時器T0工作在工作方式1</p><p>　　MOV TL0,#0F0H&l

106、t;/p><p>　　MOV TH0,#0D8H ;;;放置3CB0H</p><p>　　SETB EA ;;;開定cpu中斷</p><p>　　SETB ET0 ;;;T0溢出中斷</p><p>　　SETB TR0 ;;;啟動計時器T0</p

107、><p>　　SETB EX0 ;;;外部中斷允許</p><p>　　SETB IT0 ;;;設(shè)置中斷程控方式 選擇了邊沿觸發(fā)方式</p><p>　　4.3.2 緊急中斷服務(wù)子程序</p><p>　　ORG 0003H</p><p>　　URZD: PUS

108、H ACC ;;;保護(hù)現(xiàn)場</p><p><b>　　PUSH PSW</b></p><p>　　CLR IE0 ;;;清除中斷標(biāo)志位</p><p>　　CLR TR0 ;;;關(guān)定時器</p><p>　　CPL URF

109、 ;;;緊急事件標(biāo)志位</p><p>　　JB URF,UR_CON ;;;緊急結(jié)束；跳轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV P0,#09H ;;;各路口燈全顯示紅燈亮</p><p>　　MOV P2,#09H</p><p>　　MOV P1,#03FH ;數(shù)碼管顯示0

110、</p><p><b>　　CLR P3.4</b></p><p><b>　　CLR P3.5</b></p><p><b>　　CLR P3.6</b></p><p><b>　　CLR P3.7</b></p><

111、p>　　LOOP30:JNB P3.0,UR_CON</p><p>　　LCALL D5MS</p><p>　　LCALL D5MS</p><p>　　LCALL D5MS</p><p>　　LCALL D5MS</p><p>　　AJMP LOOP30</p><p>　　U