電子科技學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)

1、 2010 屆電子科技學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì) 基基于于單單片片機(jī)機(jī)的的交交通通燈燈信信號(hào)號(hào)控控制制器器設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 院院 系：系： 電子科技學(xué)院 專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè): 單 片 機(jī) 指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師：師： 劉 清 華 姓姓 名：名： 秦 梓 敬 2012 年 05 月 江西渝州科技職業(yè)學(xué)院電子科技學(xué)院 摘 要 自從 1858 年英國(guó)人發(fā)明了原始的機(jī)械扳手交通燈之后，隨后的一百多年里，交通燈改變了交通路況，也在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)了重要地位，隨著人們社會(huì)活動(dòng)日益增加，經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車(chē)數(shù)量急劇增加，城市道路日漸擁擠，交通燈更加顯示出了它的功能，使得交通得到有效管制，對(duì)于交通疏導(dǎo)，提高道路導(dǎo)通能力，減少交通事故有顯著

2、的效果。 近年來(lái)，隨著科技的飛速發(fā)展，電子器件也隨之廣泛應(yīng)用，其中單片機(jī)也不斷深入人民的生活當(dāng)中。本模擬交通燈系統(tǒng)利用單片機(jī) stc89c51 作為核心元件，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)信號(hào)燈對(duì)路面狀況的智能控制。從一定程度上解決了交通路口堵塞、車(chē)輛停車(chē)等待時(shí)間不合理、急車(chē)強(qiáng)通等問(wèn)題。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、實(shí)時(shí)性好、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。 本模擬系統(tǒng)有單片機(jī)硬/軟件系統(tǒng)，8 位 8 段數(shù)碼管顯示系統(tǒng)。和復(fù)位電路控制電路等組成，較好的模擬了交通路面的控制。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、交通燈、模擬系統(tǒng)、數(shù)碼管目 錄第一章 設(shè)計(jì)要求.1第二章 設(shè)計(jì)思路.1第三章 智能交通燈控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì).23.

3、1 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的通行方案設(shè)計(jì).23.2 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的功能要求.23.3 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理.3第四章 智能交通燈的硬件設(shè)計(jì).44.1 單片機(jī).4 4.1.1 單片機(jī)的硬件特性.4 4.1.2 單片機(jī)的應(yīng)用.54.2 stc89c52 引腳說(shuō)明.64.3 系統(tǒng)總體框圖及流程圖.94.4 電路設(shè)計(jì).104.4.1 顯示模塊.104.4.2 紅綠燈模塊.124.4.3 復(fù)位電路：.124.4.4 時(shí)鐘電路.134.4.5 其它硬件介紹及連接.134.4.6 主要元器件選擇.14第五章 智能交通燈的軟件設(shè)計(jì).155.1 單片機(jī)中斷系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu).155.2 中斷響應(yīng).16

4、5.3 中斷入口.165.4 中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo).17第六章 心得體會(huì).18參考文獻(xiàn).19致 謝.20附 錄.21 附錄一 （源程序）.21 附錄二 （原理圖）.29第 1 章 設(shè)計(jì)要求1、利用單片機(jī)的定時(shí)器定時(shí)，實(shí)現(xiàn)道路的紅綠燈交替點(diǎn)亮和熄滅。2、以 stc89c52 單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通燈控制系統(tǒng)。用單片機(jī)控制led 燈模擬交通信號(hào)燈顯示。假定東西、南北方向方向通行（綠燈）時(shí)間為 25 秒，緩沖（黃燈）時(shí)間 5 秒，停止（紅燈）時(shí)間 30 秒。3、南北方向、東西方向車(chē)道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用顯示器進(jìn)行顯示（采用計(jì)時(shí)的方法）。第二章 設(shè)計(jì)思路1、分析目前交通

5、路口的基本控制技術(shù)以及各種通行方案，并以此為基礎(chǔ)提出自己的交通控制的初步方案。2、確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計(jì)，包括，十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項(xiàng)功能。 3、進(jìn)行顯示電路，按鍵電路的設(shè)計(jì)和對(duì)各器件的選擇及連接，大體分配各個(gè)器件及模塊的基本功能要求。4、進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)于本系統(tǒng)，本人采用單片機(jī) c 語(yǔ)言編寫(xiě)，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，了解中斷以及延時(shí)原理，總體上完成了軟件的編寫(xiě)。然后自行焊接電路板進(jìn)行硬件調(diào)試。第 3 章 智能交通燈控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的通行方案設(shè)計(jì)設(shè)在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時(shí)刻只有一個(gè)方向通行，另一

6、方向禁行，持續(xù)一定時(shí)間，經(jīng)過(guò)短暫的過(guò)渡時(shí)間，將通行禁行方向?qū)Q。其具體狀態(tài)如下：1、東西方向?yàn)榫G燈，南北方向?yàn)榧t燈，數(shù)碼管開(kāi)始倒計(jì)時(shí)顯示，南北方向的時(shí)間比東西方向的時(shí)間要多 5 秒。2、當(dāng)東西方向計(jì)時(shí)到零時(shí)，再和南北方向一起從 5 秒開(kāi)始計(jì)時(shí)。此時(shí)黃燈開(kāi)始閃爍。3、南北方向?yàn)榫G燈，東西方向?yàn)榧t燈，數(shù)碼管開(kāi)始倒計(jì)時(shí)顯示，東西方向的時(shí)間比南北方向的時(shí)間要多 5 秒。4、當(dāng)南北方向計(jì)時(shí)到零時(shí)，再和東西方向一起從 5 秒開(kāi)始計(jì)時(shí)。此時(shí)黃燈開(kāi)始閃爍。重復(fù)一到四的顯示操作。3.2 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的功能要求本設(shè)計(jì)能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號(hào)發(fā)生，還能進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，通行

7、時(shí)間調(diào)整功能和緊急情況全面禁行。1、倒計(jì)時(shí)顯示倒計(jì)時(shí)顯示可以提醒駕駛員在信號(hào)燈燈色發(fā)生改變的時(shí)間、在“停止”和“通過(guò)”兩者間作出合適的選擇。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有倒計(jì)時(shí)顯示的信號(hào)控制方式，并且認(rèn)為有倒計(jì)時(shí)顯示的路口更安全。倒計(jì)時(shí)顯示是用來(lái)減少駕駛員在信號(hào)燈色改變的關(guān)鍵時(shí)刻做出復(fù)雜判斷的 1 種方法，它可以提醒駕駛員燈色發(fā)生改變的時(shí)間，幫助駕駛員在“停止”和“通過(guò)”兩者間作出合適的選擇 。2、時(shí)間的設(shè)置本設(shè)計(jì)中可通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置，為了體現(xiàn)人性化，我們的設(shè)計(jì)可滿(mǎn)足人們對(duì)紅黃綠燈三種時(shí)間的隨時(shí)設(shè)定，從而適應(yīng)不同的人流量的要求。同時(shí)，為了防止按鍵抖動(dòng)錯(cuò)讀輸入，以及防止一次按鍵多次讀入，

8、我們分別采取了延時(shí) 3.33ms 和1.116s。整個(gè)鍵盤(pán)程序設(shè)計(jì)使操作簡(jiǎn)單方便，以便此設(shè)計(jì)可適應(yīng)各種路況，增加了人為的可控性，避免自動(dòng)故障和意外發(fā)生。3.3 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機(jī)直接控制信號(hào)燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當(dāng)然，接入 led 數(shù)碼管就可以顯示倒計(jì)時(shí)以提醒行使者，更具人性化。本系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上，加入了時(shí)間調(diào)整功能。據(jù)此，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，由按鍵設(shè)置模塊產(chǎn)生輸入，8 個(gè)八段數(shù)碼管燈作為輸出。系統(tǒng)的總體框圖如下所示。單片機(jī)上電后，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，同時(shí)將時(shí)間數(shù)據(jù)倒計(jì)時(shí)輸入到 led

9、數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示。在此過(guò)程中隨時(shí)調(diào)用時(shí)間調(diào)節(jié)中斷和緊急情況中斷。 第四章 智能交通燈的硬件設(shè)計(jì)4.1 單片機(jī) 單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器，常用的英文字母的縮寫(xiě)mcu 表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和 cpu 集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。單片機(jī)比專(zhuān)用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)代人類(lèi)生活中所用的。幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò) pc 機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類(lèi)的數(shù)量還要多

10、。單片機(jī)又稱(chēng)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(kāi)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。 4.1.1 單片機(jī)的硬件特性1、單片機(jī)集成度高。單片機(jī)包括 cpu、4kb 容量的 rom（8031 無(wú)）、128 b 容量的 ram、2 個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、4 個(gè) 8 位并行口、全雙工串口行口； 2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，實(shí)現(xiàn)模塊化； 3、單片機(jī)可靠性高，可工作到 1

11、06 107 小時(shí)無(wú)故障； 4、處理功能強(qiáng)，速度快； 5、低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品； 6、控制功能強(qiáng)； 4.1.2.單片機(jī)的應(yīng)用 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 ic 卡，民用豪華轎車(chē)的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工

12、程師。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專(zhuān)用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇： （1）： 在智能儀器儀表上的應(yīng)用單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類(lèi)型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。 （2）：在工業(yè)控制中的應(yīng)用用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流

13、流水線(xiàn)的智能化管理，電梯智能化控制、各報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 （3）：在家用電器中的應(yīng)用可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯煲、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門(mén)，無(wú)所不在。 （4）：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(huà)機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車(chē)無(wú)線(xiàn)通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話(huà)，集群移動(dòng)通信，無(wú)線(xiàn)電對(duì)講機(jī)等。 (5)：

14、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。 (6)：在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用某些專(zhuān)用單片機(jī)設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進(jìn)行模塊化應(yīng)用，而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如音樂(lè)集成單片機(jī)，看似簡(jiǎn)單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機(jī)的原理），就需要復(fù)雜的類(lèi)似于計(jì)算機(jī)的原理。如：音樂(lè)信號(hào)以數(shù)字的形式存于存儲(chǔ)器中（類(lèi)似于 rom），由微控制器讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂(lè)電信號(hào)（類(lèi)似于聲卡）。(7)：?jiǎn)纹瑱C(jī)在汽車(chē)設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)在汽車(chē)電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車(chē)中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，基于 can 總線(xiàn)

15、的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制器，gps 導(dǎo)航系統(tǒng)，abs 防抱死系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)等等。在大型電路中，這種模塊化應(yīng)用極大地縮小了體積，簡(jiǎn)化了電路，降低了損壞、錯(cuò)誤率，也方便于更換。4.2 stc89c52 引腳說(shuō)明 圖 1：?jiǎn)纹瑱C(jī)引腳圖vcc（40 引腳）：電源電壓vss（20 引腳）：接地p0 端口（p0.0p0.7，3932 引腳）：p0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路的 8 位雙向 i/o 口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) ttl 負(fù)載，對(duì)端口 p0 寫(xiě)入“1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p0 口也可以提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線(xiàn)。此時(shí)，p0 口內(nèi)部上拉電阻有效

16、。在 flash rom 編程時(shí)，p0 端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。p1 端口（p1.0p1.7，18 引腳）：p1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口。p1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4 個(gè) ttl 輸入。對(duì)端口寫(xiě)入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。p1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。此外，p1.0 和 p1.1 還可以作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的外部技術(shù)輸入（p1.0/t2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex），具體參見(jiàn)下表

17、：在對(duì) flash rom 編程和程序校驗(yàn)時(shí)，p1 接收低 8 位地址。 p1.0 和 p1.1 引腳復(fù)用功能引腳號(hào)功能特性p1.0t2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出p1.1t2ex（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)和方向控制） 表 1：p1.0 和 p1.1 引腳復(fù)用功能 p2 端口（p2.0p2.7，2128 引腳）：p2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向i/o 端口。p2 的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) ttl 輸入。對(duì)端口寫(xiě)入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。p2 作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的

18、引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“movx dptr”指令）時(shí)，p2 送出高 8 位地址。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“movx r1”指令）時(shí)，p2 口引腳上的內(nèi)容（就是專(zhuān)用寄存器（sfr）區(qū)中的 p2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不會(huì)改變。在對(duì) flash rom 編程和程序校驗(yàn)期間，p2 也接收高位地址和一些控制信號(hào)。p3 端口（p3.0p3.7，1017 引腳）：p3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o端口。p3 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) ttl 輸入。對(duì)端口寫(xiě)入 1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端

19、口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。p3 做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一個(gè)電流。在對(duì) flash rom 編程或程序校驗(yàn)時(shí)，p3 還接收一些控制信號(hào)。p3口除作為一般 i/o 口外，還有其他一些復(fù)用功能，如下表所示： 引腳號(hào)復(fù)用功能 p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 （外部中斷0） p3.3（外部中斷1）p3.4 t0（定時(shí)器0的外部輸入）p3.5 t1（定時(shí)器1的外部輸入）p3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）p3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 表 2：p3 口引腳復(fù)用功能rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，rst 引腳出現(xiàn)兩

20、個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。wdt 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置 sfr auxr 的 disrt0 位（地址 8eh）可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。disrt0 位缺省為 reset 輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。aleerror!：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ale 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的16 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ale 脈沖。對(duì) f1ash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（

21、sfr）區(qū)中的8eh 單元的 d0 位置位，可禁止 ale 操作。該位置位后，只有一條 m0vx 和 m0vc 指令ale 才會(huì)被激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ale 無(wú)效。error!程序儲(chǔ)存允許（error!）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) at89s51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次error!有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的error!信號(hào)。error!vpp：外部訪問(wèn)允許。欲使 cpu 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000hffffh），ea 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 l

22、b1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 ea 端狀態(tài)。如ea 端為高電平（接 vcc 端），cpu 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。f1ash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12v 的編程電壓 vcc。xtal1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 xtal2：來(lái)自反向振蕩放大器的輸出。4.3 系統(tǒng)總體框圖及流程圖stc89c52 單單片片機(jī)機(jī)鎖存器（位選端）鎖存器（位選端）倒計(jì)時(shí)顯示數(shù)倒計(jì)時(shí)顯示數(shù)碼管鍵盤(pán)鍵盤(pán)鎖存器（段選端）鎖存器（段選端）時(shí)間顯示數(shù)碼時(shí)間顯示數(shù)碼管碼管碼管led 紅綠燈紅綠燈復(fù)位電路復(fù)位電路時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路p3p0p1 圖 2：系統(tǒng)總體框圖開(kāi) 始 始南北紅東西綠30s 倒計(jì)時(shí)顯示

23、黃燈亮 5s南北綠東西紅黃燈亮 5s25s 倒計(jì)時(shí)顯示圖 3：流程圖4.4 電路設(shè)計(jì)4.4.1 顯示模塊led 數(shù)碼顯示部分。led 數(shù)碼顯示部分由七段數(shù)碼顯示管組成。發(fā)光二極管顯示原理：發(fā)光二極管是采用砷化鎵、鎵鋁砷和磷化鎵等材料制成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個(gè) pn 結(jié)，具有單向?qū)щ娦浴０l(fā)光二極管在制作時(shí)，使用的材料不同，那么就可以發(fā)出不同顏色的光。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 ，重新進(jìn)入循環(huán)。p0.0

24、p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7p1.0p1.1r210r310r410r510r610r710r810r910r10300r11300圖 4：數(shù)碼管顯示說(shuō)明： （1）共陰極兩位數(shù)碼管用于倒計(jì)時(shí) ； （2）段選端由 p0 控制，位選端用三極管控制(仿真時(shí)未用)；4.4.2 紅綠燈模塊 圖 5：紅路燈顯示說(shuō)明：圖為單方向的紅綠黃燈 ，分別接在 p2 口上，由 p2 口控制4.4.3 復(fù)位電路：圖 6 單片機(jī)復(fù)位電路4.4.4 時(shí)鐘電路圖 7：?jiǎn)纹瑱C(jī)時(shí)鐘電路說(shuō)明 ：用 12m 晶振時(shí) 電容要選擇 30p4.4.5 其它硬件介紹及連接八段 led 數(shù)碼管led 顯示屏作為大型

25、顯示設(shè)備的一種，具有亮度高、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。led 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽(yáng)和共陰之分。以八段共陽(yáng)管為例，它有 8 個(gè)發(fā)光二極管(比七段多一個(gè)發(fā)光二極管，用來(lái)顯示 dp，即點(diǎn))，每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起，如下圖所示。這樣，一個(gè) led 數(shù)碼管就有 i 根位選線(xiàn)和 8 根段選線(xiàn)，要想顯示一個(gè)數(shù)值，就要分別對(duì)它們的高低電平來(lái)加以控制。為方便起見(jiàn)，本文主要討論共陽(yáng)八段 led 數(shù)碼顯示管，其他類(lèi)形的顯示管與其類(lèi)似。注：我們用的開(kāi)發(fā)板數(shù)碼管為共陰，因此數(shù)值段碼與共陽(yáng)的為取反關(guān)系。圖 8： led 數(shù)碼管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

26、制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮而顯示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a 全亮顯示為，采用共陽(yáng)極連接驅(qū)動(dòng)代碼，代碼表如下表所示。顯示數(shù)值dp,g,f,e,d,c,b,a驅(qū)動(dòng)代碼011000000c0h111111001f9h210100100a4h310110000b0h41001100199h51001001092h61000001082h711111000f8h81000000080h91001000090h 表 3： 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)代碼表 相應(yīng)在程序軟件上，可以通過(guò)調(diào)用程序給定的秒值經(jīng)過(guò)查表把對(duì)應(yīng)的代碼輸出即可顯示所要顯示的值。 4.4.6 主要元器件選擇 （1） 開(kāi)關(guān)管的選擇：butto

27、n 按鈕 （2） led 發(fā)光二極管 ledred， ledyellow ，ldegreen （3） 一位一體數(shù)碼管 7seg-mpx2-cat-red:共陽(yáng)數(shù)碼管（紅色） （4） pn4249:驅(qū)動(dòng)三極管 （5） stc89c51 系列單片機(jī) 第五章 智能交通燈的軟件設(shè)計(jì)5.1 單片機(jī)中斷系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)中斷是一項(xiàng)重要的計(jì)算機(jī)技術(shù)，是處理正常工作與緊急狀態(tài)的好辦法，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)實(shí)時(shí)交互的重要途徑，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，中斷技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。下面詳細(xì)介紹單片機(jī)中斷系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、與中斷相關(guān)的特殊寄存器的設(shè)置及中斷應(yīng)用系統(tǒng)編程方法。當(dāng) cpu 查詢(xún)到系統(tǒng)有中斷請(qǐng)求時(shí)，如果系統(tǒng)處于中斷允許狀態(tài)，cpu 將

28、停止當(dāng)前的工作，響應(yīng)中斷請(qǐng)求，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)，中斷服務(wù)完成后，返回原程序繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)，這叫單片機(jī)中斷。能讓 cpu 產(chǎn)生中斷的信號(hào)源叫中斷源。89 系列單片機(jī)有nt0、int1、t0、t1、ti、ri 六個(gè)中斷源，但只有 ex0、et0、ex1、et1、es 五個(gè)向量,下面簡(jiǎn)要介紹六個(gè)中斷源。 圖 9：?jiǎn)纹瑱C(jī)六個(gè)中斷源int0、int1：外部中斷源，由 p3.2 和 p3.2 引腳輸入。具有低電平和脈沖兩種觸發(fā)方式，在每個(gè)機(jī)器周期的 s5p2 采樣引腳信號(hào)，如有效則由硬件將它的中斷請(qǐng)求標(biāo)志 ie置 1，請(qǐng)求中斷。當(dāng) cpu 響應(yīng)中斷時(shí)，由硬件復(fù)位。1it0=0it0=1tiriit0=1it

29、0=0tconie0tf0ie1tf1tiriit0=0et0ex0ex1et1esea中斷優(yōu)先級(jí)1ipt0、t1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷，當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出時(shí)，置位中斷請(qǐng)求標(biāo)志 tf 請(qǐng)求中斷處理。ri、ti：串行中斷，ri 是接收，ti 為發(fā)送。單片機(jī)串行口接收到一個(gè)字符后 ri 置 1，發(fā)送完一個(gè)字符 ti 置 1。值得注意的是，ri、ti 在響應(yīng)中斷后，必須由用指令將其復(fù)位。 5.2 中斷響應(yīng)cpu 在執(zhí)行程序的過(guò)程中，在每個(gè)機(jī)器周期的 s5p2 對(duì)中斷標(biāo)志位按中斷優(yōu)先級(jí)進(jìn)行查詢(xún)，一旦查詢(xún)到有中斷請(qǐng)求，cpu 只要不在執(zhí)行同級(jí)或高級(jí)的中斷服務(wù)程序和當(dāng)前指令（reti 指令或訪問(wèn) ie、i

30、p 的指令除外）執(zhí)行完畢兩種情況，則響應(yīng)中斷。如果當(dāng)前正在執(zhí)行的指令是 reti 或訪問(wèn) ie、ip 的指令，則當(dāng)前指令執(zhí)行完畢后，cpu 才可響應(yīng)中斷。中斷響應(yīng)時(shí)間可以從中斷信號(hào)被查詢(xún)開(kāi)始算起，中斷響應(yīng)時(shí)間在以下三種情況下，響應(yīng)時(shí)間還會(huì)更長(zhǎng)： cpu 正在執(zhí)行一個(gè)比要響應(yīng)的中斷源優(yōu)先級(jí)相等或更高的中斷源的中斷服務(wù)程序，此時(shí)須等到中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢才可中斷響應(yīng)。 正在執(zhí)行的當(dāng)前指令不是在最后一個(gè)機(jī)器周期，只有指令執(zhí)行完后才響應(yīng)中斷。 如果當(dāng)前執(zhí)行的是 reti 或訪問(wèn) ie、ip 的指令，則當(dāng)前指令執(zhí)行完畢后，cpu需再執(zhí)行一條指令才可以中斷響應(yīng)，因此附加等待響應(yīng)時(shí)間不會(huì)超過(guò) 5 個(gè)機(jī)器周期

31、。5.3 中斷入口 單片機(jī)響應(yīng)中斷后，將轉(zhuǎn)向特定的入口進(jìn)行中斷服務(wù)，單片機(jī)的中斷入口地址如表 3.2 所示。中 斷 源入 口 地 址ie0（外部中斷 0）0003htf0（定時(shí)器 0 溢出中斷）000bhie1（外部中斷 1）0013htf1（定時(shí)器 1 溢出中斷）001bhri+ti（串行口中斷）0023h表 4： mcs-51 單片機(jī)中斷服務(wù)程序入口地址表從表中可以看出，兩相鄰中斷源的入口地址間隔為 8 個(gè)單元。這意味著如果要把中斷源對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序從入口地址開(kāi)始存放，則程序的長(zhǎng)度不能超過(guò) 8 個(gè)字節(jié)，否則會(huì)影響到下一個(gè)中斷源的入口地址的使用。而通常的情況下，中斷服務(wù)程序的長(zhǎng)度不止 8

32、個(gè)字節(jié)，因此，常見(jiàn)的處理方法是：在入口地址處存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，通過(guò)這條轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的中斷服務(wù)程序入口，中斷服務(wù)程序以 reti 為結(jié)束。5.4 中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)cpu 響應(yīng)中斷請(qǐng)求，在中斷返回（reti）之前，該中斷請(qǐng)求應(yīng)被撤除，否則會(huì)引發(fā)另一次中斷。定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷請(qǐng)求撤銷(xiāo)：cpu 在響應(yīng)中斷后，由硬件自動(dòng)清除中斷請(qǐng)求標(biāo)志tf。外部中斷請(qǐng)求撤銷(xiāo)：如果采用脈沖觸發(fā)方式，cpu 在響應(yīng)中斷后，由硬件自動(dòng)清除中斷請(qǐng)求標(biāo)志 ie；對(duì)于電平觸發(fā)方式的外部中斷請(qǐng)求，中斷標(biāo)志的撤銷(xiāo)是自動(dòng)的，由于造成中斷請(qǐng)求的低電平繼續(xù)存在，所以在響應(yīng)中斷后再次會(huì)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，為此響應(yīng)中斷后要撤銷(xiāo)外部信號(hào)。 第六章

33、 心得體會(huì)(1) 這次設(shè)計(jì)時(shí)間很長(zhǎng)，期間，我們自學(xué)了單片機(jī)教程，keil 、proteus、protel 99se 等軟件,自學(xué)能力達(dá)到很大的提高（2）本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們充分體會(huì)到了團(tuán)體合作的重要性。通過(guò)我們幾個(gè)人的合理分工，設(shè)計(jì)過(guò)程完成的比較成功（3） 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我們學(xué)到了對(duì)復(fù)雜程序模塊化的編程方法和對(duì)其進(jìn)行檢查與修改方法。（4）本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們的動(dòng)手能力得到很大的提高， 例如說(shuō)焊接技術(shù)、對(duì)電路板的總體規(guī)劃，等等。 參考文獻(xiàn)【1】張毅剛 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 高等教育出版社， 2001【2】楊加國(guó). 單片機(jī)原理與應(yīng)用及 c51 程序設(shè)計(jì) 清華大學(xué)大學(xué)出版社，2008【3】 譚浩強(qiáng).

34、 c 程序設(shè)計(jì)（第三版） 清華大學(xué)出版設(shè)，2005【4】 劉守義. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 西安電子科技大學(xué)出版社，2002【5】 梅麗鳳. 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出版社，2004【6】 張永楓. 單片機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)教程 西安電子科技大學(xué)出版社，2005【7】 何立民. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京航空航天大學(xué)出版社，1990【8】 張建軍. 單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)（項(xiàng)目教程） 機(jī)械工業(yè)出版社， 2008致 謝在本次課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中，劉清華老師從論文選題，構(gòu)思到最后定稿以及后續(xù)的修改校正的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心的指導(dǎo)，使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。在學(xué)習(xí)中，劉清華老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、精益求精的工作態(tài)度以及隨和的性格深受同學(xué)們的喜愛(ài)，劉老師的師者風(fēng)范將是我終生學(xué)習(xí)的楷模，老師們的高深精湛與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神，將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。在學(xué)校這幾年中得到了學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、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。 最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議的各位老師表示衷心感謝。附錄附錄一：源程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar seg=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x9