《Proteus仿真平臺單片機項目式教程》課件 （李任青）項目4 交通燈

單片機技術主講：XXX《Proteus平臺單片機項目式教程》單片機技術項目4交通燈-外部中斷技術課程引入1應用效果仿真展示2基本原理（重點）3實物效果展示4思考題與課外拓展5一、課程引入第一步：復習舊課。上節(jié)課我們講了8路搶答器的設計，單片機通過檢測8路按鍵的狀態(tài)判斷搶答對象，并數(shù)碼顯示。主要涉及到數(shù)碼顯示技術及按鍵檢測處理方法。前面講的這些都是屬于單片機基本的端口控制功能應用方法與技巧，今天我們開始涉及到單片機智能型體現(xiàn)的關鍵技術——中斷系統(tǒng)。一、課程引入第二步：啟發(fā)式引入新的問題：大家知道單片機是單片微型計算機的簡稱，知道在信息技術日益發(fā)達的今天，單片機以它的智能性改變著我們的生活，讓我們逐步邁入了信息化的時代。那么，你知道它的智能性，真正體現(xiàn)在哪里嗎？又或者說，你知道計算機的智能性體現(xiàn)在哪里嗎？(提問)

其實，沒有中斷系統(tǒng)它談不上智能，只是說速度比人快上幾百萬倍、幾億倍。目前計算機頂尖技術水平已經趨于晶體管開關速度的頂峰而已，它靠速度體現(xiàn)出了功能強大，但它的智能性卻體現(xiàn)在于它的中斷系統(tǒng)。既然大家都說計算機很厲害，大家就簡單談一下計算機的智能性：（老師總結大家的發(fā)言）（1）自動上網(wǎng)（2）智能識別（3）智控報警……一、課程引入

這節(jié)課我們需要解決以下幾個問題：（1）什么叫中斷？（2）為什么要引入中斷系統(tǒng)？（3）單片機的中斷系統(tǒng)怎么用？應用提示：現(xiàn)實生活中的防盜報警器、智能識別系統(tǒng)、微型自動控制系統(tǒng)等等。第三步：提出這節(jié)課中心問題：怎樣編程應用外部中斷INT0實現(xiàn)對P1口發(fā)光二極管的狀態(tài)取反？我希望這時有人敢于質疑：老師，你憑什么這樣說？二、Proteus仿真平臺應用效果展示（激發(fā)學習興趣）打開Proteus仿真軟件展示仿真效果（激發(fā)學生學習興趣）三、基本原理（重點）1、任務說明：我們按動單次脈沖產生電路的按鍵，觸發(fā)外部中斷0產生中斷使發(fā)光二極管的狀態(tài)每按一次就取反一次。2、外部中斷的工作原理：首先來回答剛才的三個問題：（1）中斷概念：主程序被突發(fā)事件打斷。（2）中斷智能性的體現(xiàn)與其特點。（3）需要對中斷相關控制寄存器的設置。（1）什么叫中斷？（2）為什么要引入中斷系統(tǒng)？（3）單片機的中斷系統(tǒng)怎么用？中斷的特點：突發(fā)性、可以嵌套、有優(yōu)先級、入口固定、保護現(xiàn)場。

主程序：

看財務報告一級中斷：集團會務二級中斷：市級會務中斷服務子程序斷點……中斷返回中斷返回中斷響應中斷響應斷點三、基本原理（重點）3、外部中斷應用方法：以INT0為例。（1）、外部中斷的初始化設置共有三項內容：

IE：中斷總允許即EA=1，EXi=1（i=0或1）。

TCON：中斷觸發(fā)方式設置：中斷方式設置一般有兩種方式：電平方式和脈沖方式，本設計選用后者下降沿觸發(fā)。

INT0：中斷請求信號，由引腳INT0(P3.2)和INT1(P3.3)輸入觸發(fā)信號。（2）、中斷服務的關鍵：

a、保護現(xiàn)場。 堆棧有保護斷點和保護現(xiàn)場的功能：使用PUSH。 b、必須在中斷服務程序中：設定是否允許中斷重入，設置EX0位。

c、恢復現(xiàn)場：用POP指令。三、基本原理（重點）

（3）、相關寄存器的設置涉及到中斷控制有關的寄存器有：IE、TCON、和IP。我們只用外部中斷INT0，設INT0觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)，并允許INT0中斷。IE：（中斷允許控制位為“0”時禁止中斷，為“1”時允許中斷。）IEEA

ESET1EX1ET0EX0TCON：（定時器控制位為“1”時啟動，為“0”時停止。中斷控制位為“0”時低電平觸發(fā)，為“1”時下降沿觸發(fā)。）TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0總允許00ST1INT1T0INT081H10000001T1標志啟動、停止位T0標志啟動、停止位X1標志X0觸發(fā)方式X0標志X0觸發(fā)方式01H00000001三、基本原理（重點）IP

PSPT1PX1PT0PX000H

00000

我們只用外部中斷INT0，設INT0觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)，不需要設置中斷優(yōu)先級。IP：（中斷優(yōu)先級控制位為“0”時低級中斷，為“1”時高級中斷。）中斷入口地址：INT0： 0003HT0： 000BHINT1： 0013HT1： 001BH串口S： 0023HST1INT1T0INT0三、基本原理（重點）4、系統(tǒng)設計（1）硬件電路設計如圖所示。P1口接8個LED，單片機INT0腳接按鍵，按一次鍵輸入負脈沖，觸發(fā)中斷一次。三、基本原理（重點）三、基本原理（重點） ORG0000H LJMPSTART ；跳至主程序 ORG0003H LJMPINTERRUPT ；跳至子程序 ORG0030HINTERRUPT: PUSHPSW；保護現(xiàn)場 CPLA ；取反LED MOVP1,A POPPSW ；恢復現(xiàn)場 RETISTART: MOVP1,#00H CLRA MOVTCON,#01H ；外部中斷0下降沿觸發(fā) MOVIE,#81H ；打開INT0允許位EX0和總中斷允許位EA LJMP$ END（2）軟件程序編寫提問：請大家討論一下，用外部中斷INT1，要怎樣修改程序代碼實現(xiàn)同樣的功能？四、實物效果展示五、思考題與課外拓展1、課外思考題：

（1）.簡述中斷處理的一般過程。（2）.脈沖方式如何防止重復響應外中斷。2、課外作業(yè)：基于Proteus軟件仿真平臺，怎樣編寫程序用外部中斷1完成本節(jié)課的實例？3、課外拓展：基于單片機的外部中斷技術，使用傳感器做信號檢測，做一個簡易的防盜報警器。ThankYou!單片機技術主講：XXX《Proteus平臺單片機項目式教程》西安電子科技大學出版社江西農業(yè)大學南昌商學院單片機技術項目4交通燈課程引入1應用效果仿真展示2基本原理（重點）3實物效果展示4思考題與課外拓展5一、課程引入第一步：復習舊課。上節(jié)課我們講了外部中斷技術應用編程方法，通過編程應用外部中斷INT0實現(xiàn)對P1口發(fā)光二極管的狀態(tài)取反。

提問：外部中斷技術的應用具有哪些關鍵點：（1）中斷初始化配置：中斷使能、工作方式、優(yōu)先級（2）中斷開啟。（3）中斷服務子程序。一、課程引入第二步：啟發(fā)式引入新的問題：

現(xiàn)實生活中，交通事故的發(fā)生都是難以預料的，屬于典型的中斷突發(fā)事件，大家出行時應遵守交通規(guī)則，勿闖紅燈。今天，我們要設計的項目是《交通燈》。交通燈規(guī)則有哪些？交通燈設計需要解決哪些問題？(提問)總結：（老師總結大家的發(fā)言）（1）“紅燈停、綠燈行”。（2）紅燈（禁行）、綠燈（通行）、黃燈（警示）。（紅綠燈是國際統(tǒng)一的交通信號燈）（3）直行方向：“綠燈-黃燈-紅燈-綠燈”正?？刂疲约啊叭房诩t燈”的特殊放行機制等等。第三步：提出這節(jié)課中心問題：應用外部中斷，怎樣編程實現(xiàn)交通燈控制？二、Proteus仿真平臺應用效果展示（激發(fā)學習興趣）打開Proteus仿真軟件展示仿真效果（激發(fā)學生學習興趣）三、基本原理（重點）1、任務說明：基于Proteus仿真平臺，利用89C51單片機設計實現(xiàn)一個交通信號燈的模擬控制系統(tǒng)：正常情況下A、B道（A、B道交叉組成十字路口，A是主道，B是支道）輪流放行，A道放行1分鐘（其中5秒用于警告），B道放行30秒（其中5秒用于警告）。一道有車而另一道無車（用按鍵開關K1、K2模擬）時，使有車車道放行。有緊急車輛通過（用按鍵開關K0模擬）時，A、B道均為紅燈。2、解決的思路：（1）直行方向正?？刂疲褐鞒绦蛲ㄟ^延時控制A、B通道輪流放行時間。（2）有車車道放行控制：INT1中斷服務，檢測車道放行。（3）緊急通行：INT0中斷服務。三、基本原理（重點）3、系統(tǒng)設計（1）硬件電路設計如圖所示。同一通道兩個方向的交通燈是并聯(lián)的。交通燈是高電平點亮的，低電平熄滅。74LS04作為交通燈驅動器，單片機P1口輸出低電平有效。按鍵K1、K2分別模擬A、B道的車輛檢測信號，采用異或門來實現(xiàn)中斷的輸入。按鍵K0是用來實現(xiàn)緊急車輛通過的應急開關，利用外部中斷0中斷實現(xiàn)A、B兩個通道都同時為紅燈。三、基本原理（重點）三、基本原理（重點）（2）軟件設計主程序：輸出P1端口數(shù)據(jù)控制A、B通道紅綠燈輪流放行，分配R2寄存器來決定調用0.1秒延時子程序的次數(shù)，決定交通燈的各種延時時間。正常時，各口線控制功能及相應控制碼（P1端口數(shù)據(jù)）如下表所示。

P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0控制碼(P1端口數(shù)據(jù))

狀態(tài)說明(空)(空)B線綠燈B線黃燈B線紅燈A線綠燈A線黃燈A線紅燈11110011F3HA線放行，B線禁止11110101F5HA線警告，B線禁止11011110DEHA線禁止，B線放行11101110EEHA線禁止，B線警告三、設計原理（重點）

（3）

程序設計方法：先畫出流程圖，再寫代碼。代碼分析見教材，或項目配套工程文件中講解。思考：

請大家討論，怎樣編寫程序實現(xiàn)加入“左轉彎”或倒計時功能？三、基本原理（重點）初始化： ORG 0000H AJMP MAIN ；指向主程序。 ORG 0003H AJMP INT00 ；指向緊急車輛出現(xiàn)中斷程序。 ORG 0013H AJMP INT11 ；指向一道有車另一道無車中斷程序。 ORG 0100HMAIN： SETB PX0 ；置外部中斷0為高優(yōu)先級中斷。 MOV TCON，#00H ；置外部中斷0、1為電平觸發(fā)。 MOV IE，#85H ；開CPU中斷，開外中斷0、1中斷。DISP： MOV P1，#0F3H ；A綠燈放行，B紅燈禁止。 MOV R2，#55 ；延時55S，置1秒循環(huán)次數(shù)55。DISP1：MOV R