欧美极品高清xxxxhd,国产日产欧美最新,无码AV国产东京热AV无码,国产精品人与动性XXX,国产传媒亚洲综合一区二区,四库影院永久国产精品,毛片免费免费高清视频,福利所导航夜趣136

標(biāo)題: 交通燈 [打印本頁]

作者: 2654065156 時(shí)間: 2018-7-12 08:49
標(biāo)題: 交通燈
一、設(shè)計(jì)內(nèi)容
本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，以LED數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)指示，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求我們考慮了各功能模塊的幾種設(shè)計(jì)方案，以求最佳方案，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)各種狀態(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(shí)間，以提高效率，緩減交通擁擠。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖所示。
交通燈控制的框圖如下圖所示，主要有控制電路、按鍵電路、晶振電路、復(fù)位電路、顯示電路、電源電路等電路組成。
二、設(shè)計(jì)方案1.    總體方案
本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，以LED數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)指示，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求我們考慮了各功能模塊的幾種設(shè)計(jì)方案，以求最佳方案，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)各種狀態(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(shí)間，以提高效率，緩減交通擁擠。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖所示。
交通燈控制的框圖如下圖所示，主要有控制電路、按鍵電路、晶振電路、復(fù)位電路、顯示電路、電源電路等電路組成。

電源提供方案
為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。本次設(shè)計(jì)考慮了兩種電源方案：
方案一：采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點(diǎn)是各模塊都采用獨(dú)立電源，會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路電平。
方案二：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。該方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)約成本；缺點(diǎn)是輸出功率不高。
綜上所述，選擇第二種方案。
顯示界面方案
該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)功能。基于上述原因，本次設(shè)計(jì)考慮了兩種方案：
方案一：完全采用點(diǎn)陣式LED顯示。這種方案功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作。
方案二：完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡單，可以完成倒計(jì)時(shí)功能。缺點(diǎn)是功能較少，只能顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字符。根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，方案二已經(jīng)滿足了要求，所以本次設(shè)計(jì)采用方案二以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。
輸入方案
這里同樣討論了兩種方案：
方案一：采用8155擴(kuò)展I/O口、鍵盤及顯示等。該方案的優(yōu)點(diǎn)是使用靈活可編程，并且有RAM及計(jì)數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O口,但操作起來稍顯復(fù)雜。
方案二：直接在I/O口線上接上按鍵開關(guān)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)精簡和優(yōu)化了電路，所以剩余的端口資源還比較多。
由于該系統(tǒng)是對交通燈及數(shù)碼管的控制，只需用單片機(jī)本身的I/O口就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)數(shù)器及RAM已經(jīng)夠用，故選擇方案二。
2.    硬件電路設(shè)計(jì)
硬件設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，要考慮的方方面面很多，除了實(shí)現(xiàn)交通燈基本功能以外，主要還要考慮如下幾個(gè)因素：①系統(tǒng)穩(wěn)定度；②器件的通用性或易選購性；③軟件編程的易實(shí)現(xiàn)性；④系統(tǒng)其它功能及性能指標(biāo)；因此硬件設(shè)計(jì)至關(guān)重要。現(xiàn)從各功能模塊的實(shí)現(xiàn)逐個(gè)進(jìn)行分析探討。
總體設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為控制核心，采用模塊化設(shè)計(jì)，共分以下幾個(gè)功能模塊：單片機(jī)控制系統(tǒng)、鍵盤及狀態(tài)顯示、倒計(jì)時(shí)模塊等。
單片機(jī)作為整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。它由單片機(jī)振蕩電路、復(fù)位電路等組成。
系統(tǒng)采用雙數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，最大顯示數(shù)字99。
友好的人機(jī)界面、靈活的控制方式、優(yōu)化的物理結(jié)構(gòu)是本設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。
單片機(jī)的選擇
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)簡稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。
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)經(jīng)過1、2、3、3代的發(fā)展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格、大存儲(chǔ)容量、強(qiáng)I/O功能及較好的結(jié)構(gòu)兼容性方向發(fā)展。其發(fā)展趨勢不外乎以下幾個(gè)方面：
1、多功能       單片機(jī)中盡可能地把所需要的存儲(chǔ)器和I/O口都集成在一塊芯片上，使得單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列）、WDT（監(jiān)視定時(shí)器---看家狗）、高速I/O口及計(jì)數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。有的單片機(jī)針對某一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。例如，有的芯片以51內(nèi)核為核心，集成了USB控制器、SMART CARD接口、MP3解碼器、CAN或者I*I*C總線控制器等，LED、LCD或VFD顯示驅(qū)動(dòng)器也開始集成在8位單片機(jī)中。2、高效率和高性能為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機(jī)開始使用RISC、流水線和DSP的設(shè)計(jì)技術(shù)，使單片機(jī)的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：單片機(jī)的時(shí)鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機(jī)運(yùn)行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機(jī)的尋址能力、片內(nèi)ROM（FLASH）和RAM的容量都突破了以往的數(shù)量和限制。由于系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，開始使用高級語言（如C語言）來開發(fā)單片機(jī)的程序。使用高級語言可以降低開發(fā) 難度，縮短開發(fā)周期，增強(qiáng)軟件的可讀性和可移植性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充功能。3、低電壓和低功耗單片機(jī)的嵌入式應(yīng)用決定了低電壓和低功耗的特性十分重要。由于CMOS等工藝的大量采用，很多單片機(jī)可以在更低的電壓下工作（1.2V或0.9V），功耗已經(jīng)降低到uA級。這些特性使得單片機(jī)系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長的時(shí)間。4、低價(jià)格單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來的直接好處就是成本的降低。目前世界各大公司為了提高競爭力，在提高單片機(jī)性能的同時(shí)，十分注意降低其產(chǎn)品的價(jià)格。下面大致介紹一下單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn)。（1）家用電器領(lǐng)域用單片機(jī)控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字控制電路，使家用電器（如洗衣機(jī)、空調(diào)、冰箱、微波爐、和電視機(jī)等）功能更完善，更加智能化和易于使用。（2）辦公自動(dòng)化領(lǐng)域單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代辦公設(shè)備，如計(jì)算機(jī)的鍵盤、磁盤驅(qū)動(dòng)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、電話機(jī)和傳真機(jī)等。（3）商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域商業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)部分與家用和辦公應(yīng)用系統(tǒng)相似，但更加注重設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。商用系統(tǒng)中廣泛使用的電子計(jì)量儀器、收款機(jī)、條形碼閱讀器、安全監(jiān)測系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和冷凍保鮮系統(tǒng)等，都采用了單片機(jī)構(gòu)成的專用系統(tǒng)。與通用計(jì)算機(jī)相比，這些系統(tǒng)由于比較封閉，可以更有效地防止病毒和電磁干擾等，可靠性更高。（4）工業(yè)自動(dòng)化在工業(yè)控制和機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，除了采用工控計(jì)算機(jī)外，很多都是以單片機(jī)為核心的單片機(jī)和多機(jī)系統(tǒng)。（5）智能儀表與集成智能傳感器目前在各種電氣測量儀表中普遍采用了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量系統(tǒng)，使得測量系統(tǒng)具有存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、查詢及聯(lián)網(wǎng)等智能功能。將單片機(jī)和傳感器相結(jié)合，可以構(gòu)成新一代的智能傳感器。它將傳感器變換后的物理量作進(jìn)一步的變化和處理，使其成為數(shù)字信號(hào)，可以遠(yuǎn)距離傳輸并與計(jì)算機(jī)接口。（6）現(xiàn)代交通與航空航天領(lǐng)域通常應(yīng)用于電子綜合顯示系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)等。這些領(lǐng)域?qū)︙w積、功耗、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性的要求往往比商用系統(tǒng)還要高，因此采用單片機(jī)系統(tǒng)更加重要。單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
AT89S52單片機(jī)是一款低功耗、低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB（可經(jīng)受1000次擦寫周期）的FLASH可編程可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（EPROM），器件采用CMOS工藝和ATMEL公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)器（NURAM）技術(shù)制造，其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容，片內(nèi)的FLASH存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)編程器來編程。因此，AT89C52是一種功能強(qiáng)，靈活性高且價(jià)格合理的單片機(jī)，可方便的應(yīng)用在各個(gè)控制領(lǐng)域[1]。
AT89S52具有以下主要性能：
1.8KB可改編程序FLASH存儲(chǔ)器；
2.全表態(tài)工作：0～24HZ；
3.256X8字節(jié)內(nèi)部RAM；
4.32個(gè)外部雙向輸入，輸出（I、O）口；
引腳說明如圖2-2。

引腳功能說明如下[2]：
VCC：電源電壓。
GND：地。
P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)線復(fù)用口。作為輸出口時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端。
在訪問外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器或程序儲(chǔ)存器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。FLASH編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。
P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。FLASH編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。
P2口：P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問外部程序儲(chǔ)存器或16位地址的外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器（例如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。P3口：P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。
P3除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，具體功能說明如表2-1。
P3口還接收一些用于FLASH閃速存儲(chǔ)器編程和程序校的控制信號(hào)。
RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位
ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(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)。
表2-1 P3口的第二功能表

端口引腳

第二功能

P3.0

RXD(穿行輸出口)

P3.1

TXD(穿行輸入口)

P3.2

INT0（外部中斷0）


P3.3

INT1（外部中斷1）

P3.4

T0(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)

P3.5

T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)

P3.6

WR(外部數(shù)據(jù)寫選通)

P3.7

RD(外部數(shù)據(jù)讀選通)
不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE仍以是時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此他可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。對FLASH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，可通過對特殊功能寄存器（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MOVX和MOVC指令A(yù)LE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無效。
PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT80C51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PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。
EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序儲(chǔ)存器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1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（Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序儲(chǔ)存器中的指令。
FLASH儲(chǔ)存器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12v編程電壓。
XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。
XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端
單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)復(fù)位電路設(shè)計(jì)
MCS-51的復(fù)位輸入引腳RST為MCS-51提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開始執(zhí)行，在MCS-51的時(shí)鐘電路工作后，只要RST引腳上出現(xiàn)超過兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作，只要RST保持高電平，則MCS-51循環(huán)復(fù)位，只有單RET由高電平變成低電平以后，MCS-51才從0000H地址開始執(zhí)行程序，本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電路。

外部晶振時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)
MCS-51的時(shí)鐘可以由兩種方式產(chǎn)生，一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另外一種為外部方式，本論文根據(jù)實(shí)際需要和簡便，采用內(nèi)部振蕩方式，MCS-51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一個(gè)自激振蕩器。
MCS-51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接元件，所以實(shí)際構(gòu)成的振蕩時(shí)鐘電路，外接晶振以及電容C1和C2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋回路中，對接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。晶振的頻率可在1.2MHZ~12MHZ之間任選，電容C1和C2的典型值在20pf~100pf之間選擇，由于本系統(tǒng)用到定時(shí)器，為了方便計(jì)算，采用了12MHZ的晶振，采用電容選擇30pf。
顯示模塊電路設(shè)計(jì)
該模塊由共陽LED數(shù)碼管組成，利用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描原理，由三極管進(jìn)行鎖存，當(dāng)控制數(shù)碼管的IO口P20和P21為低電平時(shí)（及三極管基極為低電平），則三極管導(dǎo)通，VCC通三極管給數(shù)碼管供電，則數(shù)碼管被點(diǎn)亮，利用數(shù)碼管點(diǎn)亮的余輝和人眼的視覺暫留原理，則看起來數(shù)碼管是同時(shí)被點(diǎn)亮的。

從設(shè)計(jì)完成的任務(wù)與要求來看，顯示通行時(shí)間必須用二位數(shù)碼管，從節(jié)省硬件資源的角度考慮，可采用掃描的方式來處理，對于7段數(shù)碼管，占用7個(gè)單片機(jī)的I/O口，另外設(shè)置2個(gè)電子開關(guān)對2位顯示進(jìn)行配合，占用2個(gè)I/O端口，十字路口共需4組紅綠燈，加上轉(zhuǎn)換黃燈，一共是12只燈，須用12個(gè)端口進(jìn)行控制，加上兩個(gè)方向的緊急通行按鈕，占2個(gè)I/O端口和一個(gè)蜂鳴器端口，因此實(shí)際占用的單片機(jī)I/O口為24個(gè)，為此，我們可以選用51系列單片機(jī)中的ATAT89S52來作為中央處理器。這款單片機(jī)的I/O口作為輸出時(shí)，具有較大的吸收電流能力，因此我們可以選用共陽型數(shù)碼管，這樣由單片機(jī)的I/O口就可以直接驅(qū)動(dòng)，能簡化硬件電路的設(shè)計(jì)。
三、軟件設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
交通信號(hào)燈由紅燈、綠燈、黃燈組成。紅燈表示禁止通行，綠燈表示準(zhǔn)許通行，黃燈表示警示。交通信號(hào)燈分為機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、車道信號(hào)燈、方向指示信號(hào)燈、閃光警告信號(hào)燈、道路與鐵路平面交叉道口信號(hào)燈。交通信號(hào)燈用于道路平面交叉路口，通過對車輛、行人發(fā)出行進(jìn)或停止的指令，使各同時(shí)到達(dá)的人、車交通流盡可能減少相互干擾，從而提高路口的通行能力，保障路口暢通和安全。因此必須合理的設(shè)計(jì)路口主干道的系統(tǒng)。
十字路口交通信號(hào)燈具體的控制要求
(1) 交通信號(hào)燈分布于東南西北，每個(gè)路口均有三個(gè)。南北方向綠燈和東西方向的綠燈不能同時(shí)亮；如果同時(shí)亮，則應(yīng)自動(dòng)立即關(guān)閉信號(hào)燈系統(tǒng)，并立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。系統(tǒng)工作后，首先南北紅燈亮并維持30s；與此同時(shí)，東西綠燈亮，并維持25s時(shí)間，到25s時(shí)，東西綠燈熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮并維持5s，然后東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)南北紅燈熄滅，南北綠燈亮；東西紅燈亮并維持30s；與此同時(shí)，南北綠燈亮并維持15s；然后，南北綠燈熄滅南北綠燈熄滅時(shí)，南北黃燈亮維持5s后熄滅；同時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。至此，結(jié)束一個(gè)工作循環(huán),如下交通信號(hào)燈變化表：

交通信號(hào)燈變化表


東西

綠燈亮

黃燈亮

紅燈亮
25S

5S

20S

南北

紅燈亮

綠燈亮

黃燈亮
30S

15S

5S
(2)在交通信號(hào)燈亮和閃爍的同時(shí)，路口設(shè)有兩位七段碼的顯示器倒數(shù)計(jì)時(shí)，讓車輛行人能夠清楚地知道再過多久信號(hào)燈就會(huì)發(fā)生變化。以便于司機(jī)和行人能夠在有限的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確的通行。
十字路口交通信號(hào)燈示意圖
交通信號(hào)燈共有12盞，每個(gè)路口各有紅，黃，綠三盞，具體分布如下圖所示：
交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)程序編制軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境
本設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)是在Keil C51的環(huán)境下編譯的。Keil C51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。C語言有以下特點(diǎn)：
1、語言簡潔、緊湊、使用方便、靈活。C語言一共只有32個(gè)關(guān)鍵字，9種控制語句，程序書寫自由，主要用小寫字母表示，壓縮了一切不必要的成分。
2、運(yùn)算符豐富。C的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有34種運(yùn)算符，使得C的運(yùn)算類型極其豐富，表達(dá)式類型多樣化，靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)在其他高級語言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。
3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富，具有現(xiàn)代化語言的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能用來實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算。
4、具有結(jié)構(gòu)化的控制語句，用函數(shù)作為程序的模塊單位，便于實(shí)現(xiàn)程序的模塊化。
5、語法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。
6、C語言能進(jìn)行位操作，能實(shí)現(xiàn)匯編語言的大部分功能，可以直接對硬件進(jìn)行操作。因此，C既具有高級語言的功能，又具有低級語言的許多功能，可用來寫系統(tǒng)軟件。C語言的這種雙重性，使它既是成功的系統(tǒng)描述語言，又是通用的程序設(shè)計(jì)語言。
7、生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。
8、用C語言寫的程序可移植性好。基本上不用修改就能用于各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)和各種操作系統(tǒng)。
對操作系統(tǒng)和系統(tǒng)實(shí)用程序以及需要對硬件進(jìn)行操作的場合，用C語言明顯地優(yōu)勢于其他高級語言，有的大型應(yīng)用軟件也用C語言來編寫。
軟件設(shè)計(jì)流程
軟件總體設(shè)計(jì)主要完成各部分的軟件控制和協(xié)調(diào)。本系統(tǒng)主程序模塊主要完成的工作是對系統(tǒng)的初始化，發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，同時(shí)對鍵盤進(jìn)行掃描，等待外部中斷，以及根據(jù)所需要的功能進(jìn)行相應(yīng)的操作。
交通燈根據(jù)其顯示情況可以分為四個(gè)狀態(tài)，可以通過定時(shí)來控制每個(gè)狀態(tài)的時(shí)間；通過定時(shí)也可以向LED數(shù)碼管中每隔1秒送一個(gè)數(shù)，顯示該狀態(tài)剩余的時(shí)間。其流程圖如圖所示。
      圖4-1  主程序框圖
交通燈定時(shí)器模塊
AT89S52單片機(jī)內(nèi)部有3個(gè)定時(shí)器T0，T1和T2，本次設(shè)計(jì)中使用T0工作在方式1，即16位定時(shí)器，定時(shí)50ms，20次中斷產(chǎn)生秒信號(hào)，從而控制紅綠燈的點(diǎn)亮?xí)r間。
工作方式寄存器TMOD用來設(shè)置T0、T1的工作方式。這次實(shí)習(xí)中設(shè)置TMOD=0x01，即T0工作于方式0（16位定時(shí)器）。
內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器用作定時(shí)器時(shí)，是對機(jī)器周期計(jì)數(shù)，每個(gè)機(jī)器周期的長度是12個(gè)振蕩周期。定時(shí)常數(shù)的設(shè)置可用一下方式計(jì)算：
機(jī)器周期=12/12MHz=1us
（65536-定時(shí)常數(shù)）*1.0us=50ms
所以定時(shí)常數(shù)是50000。
源程序代碼
#include <reg52.h>                //調(diào)用單片機(jī)頭文件
#define uchar unsigned char //宏定義"uchar"代替"unsignedchar"。
#define uint  unsigned int    //宏定義"uint"用來定義無符號(hào)整型數(shù)。
//數(shù)碼管段選定義 0    1 2 3 4    5       6       7    8    9
uchar codesmg_du[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,
//                                        A       B    C    D    E F       不顯示
                                          0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff};       //斷碼
uchar dis_smg[8] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};
uchar smg_i = 4; //顯示數(shù)碼管的個(gè)位數(shù)
//數(shù)碼管位選定義
sbit smg_we1 = P2^0;       //數(shù)碼管位選定義
sbit smg_we2 = P2^1;
sbit smg_we3 = P3^6;
sbit smg_we4 = P3^7;
char dx_s = 0; //東西  南北倒計(jì)時(shí)變量
sbit dx_red = P2^4;    //東西紅燈
sbit dx_green  = P2^3;       //東西綠燈
sbit dx_yellow = P2^2;          //東西黃燈
sbit nb_red = P2^7;       //南北紅燈
sbit nb_green  = P2^6;       //南北綠燈
sbit nb_yellow = P2^5;          //南北黃燈
uchar flag_jtd_mode;  //交通燈的模式根據(jù)時(shí)間
bit flag_1s = 0;
bit flag_500ms;
bit flag_dx_nb;                //東西南北模式
uchar flag_5m_value;
uchar i;
uchar flag_alarm; //模式
uchar dx_time = 30,nb_time = 20; //東西、南北的時(shí)間
uchar flag_jdgz ;    //交通管制
/***********************數(shù)碼位選函數(shù)*****************************/
void smg_we_switch(uchar i)
{
      switch(i)
      {
               case0: smg_we1 = 0;  smg_we2 = 1; smg_we3 =1;  smg_we4 = 1; break;
               case1: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 0; smg_we3 =1;  smg_we4 = 1; break;
               case2: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 =0;  smg_we4 = 1; break;
               case3: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 =1;  smg_we4 = 0; break;
      }
}
/********************************************************************
* 名稱 : delay_1ms()
* 功能 : 延時(shí)1ms函數(shù)
* 輸入 : q
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void delay_1ms(uint q)
{
      uinti,j;
      for(i=0;i<q;i++)
               for(j=0;j<110;j++);
}
/********************************************************************
* 名稱 : display()
* 功能 : 數(shù)碼管顯示
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void display()
{
      uchari;
      for(i=0;i<smg_i;i++)
      {
               P0= 0xff;                //消隱
               smg_we_switch(i);       //位選
               P0= dis_smg;       //段選
               delay_1ms(3);
      }
}
/*********************定時(shí)器0、定時(shí)器1初始化******************/
void time0_init()
{
      EA  = 1;          //開總中斷
      TMOD= 0X11;          //定時(shí)器0、定時(shí)器1工作方式1
      ET0= 1;             //開定時(shí)器0中斷
      TR0= 1;             //允許定時(shí)器0定時(shí)
//    ET1= 1;             //開定時(shí)器1中斷
//    TR1= 1;             //允許定時(shí)器1定時(shí)
}
/*********************交通燈處理函數(shù)*********************************/
void jiaotongdeng_dis()
{
      if(flag_1s== 1)
      {
               flag_1s= 0;
               if(dx_s== 0)
               {
                        if(flag_dx_nb== 1)
                                 dx_s= nb_time;       //南北時(shí)間
                        else
                                 dx_s= dx_time;       //東西時(shí)間
                        flag_dx_nb= ~flag_dx_nb;
               }
               dx_s--;
      }
      dis_smg[0]= smg_du[dx_s % 10] ;
      dis_smg[1]= smg_du[dx_s / 10] ;
      dis_smg[2]= smg_du[dx_s % 10] ;
      dis_smg[3]= smg_du[dx_s / 10] ;
/***********************南北時(shí)間*********************************/
               if(flag_dx_nb== 0)
               {
                        if(dx_s> 5)
                        {
                                 dx_red = 1; //滅
                                 dx_green  = 0;    //亮
                                 dx_yellow= 1;       //滅
                                 nb_red = 0; //亮
                                 nb_green  =  1;    //滅
                                 nb_yellow= 1;       //滅
                                 flag_5m_value= 0;
                        }elseif(dx_s <= 5)          //當(dāng)小于5秒時(shí)  黃燈要閃了
                        {
                                 dx_red = 1; //滅
                                 dx_green  = 1;    //滅
                                 nb_red = 0; //亮
                                 nb_green  =  1;    //滅
                                 nb_yellow= 1;          //滅
                                 if(flag_500ms== 0)
                                 {
                                          dx_yellow= 0;//亮
                                 }
                                 else
                                 {
                                          dx_yellow= 1;//滅
                                 }
                        }
               }
/***********************東西時(shí)間*********************************/
               if(flag_dx_nb== 1)
               {
                        if(dx_s> 5)
                        {
                                 dx_red = 0; //亮
                                 dx_green  = 1;       //滅
                                 dx_yellow= 1;          //滅
                                 nb_red = 1; //滅
                                 nb_green  =  0;       //亮
                                 nb_yellow= 1;          //滅
                                 flag_5m_value = 0;
                        }elseif(dx_s <= 5)          //當(dāng)小于5秒時(shí)  黃燈要閃了
                        {
                                 dx_red = 0; //滅
                                 dx_green  = 1;       //滅
                                 dx_yellow= 1;          //滅
                                 nb_red = 1; //滅
                                 nb_green  =  1;       //滅
                                 if(flag_500ms== 0)          //黃燈閃爍
                                 {
                                          nb_yellow= 0;       //亮
                                 }
                                 else
                                 {
                                          nb_yellow= 1;       //滅
                                 }
                        }
      }
}
/********************獨(dú)立按鍵程序*****************/
uchar key_can;       //按鍵值
void key()       //獨(dú)立按鍵程序
{
      staticuchar key_new;
      key_can= 20;                //按鍵值還原
      P1|= 0x1f;
      if((P1& 0x1f) != 0x1f)             //按鍵按下
      {
               delay_1ms(1);          //按鍵消抖動(dòng)
               if(((P1& 0x1f) != 0x1f) && (key_new == 1))
               {                                                 //確認(rèn)是按鍵按下
                        key_new= 0;
                        switch(P1& 0x1f)
                        {
                                 case0x1e:  key_can = 1;  break;       //得到按鍵值
                                 case0x1d:  key_can = 2;  break;       //得到按鍵值
                                 case 0x1b:  key_can = 3; break;       //得到按鍵值
                                 case0x17:  key_can = 4;  break;       //得到按鍵值
                        }
               }
      }
      else
               key_new= 1;
}
uchar menu_1,flag_s;
/********************設(shè)置函數(shù)*****************/
void key_with()
{
      if(key_can== 4) //交通管制按鍵
      {
               flag_jdgz++;
               if(flag_jdgz> 5)
                        flag_jdgz= 0;
               if(flag_jdgz== 1)    //  全部亮紅燈
               {
                        dx_red = 0; //亮
                        dx_green  = 1;    //滅
                        dx_yellow= 1;       //滅
                        nb_red = 0; //亮
                        nb_green  =  1;    //滅
                        nb_yellow= 1;       //滅
               }
               if(flag_jdgz== 2)    //  東西紅燈  南北綠燈
               {
                        dx_red = 0; //亮
                        dx_green  = 1;    //滅
                        dx_yellow= 1;       //滅
                        nb_red = 1; //滅
                        nb_green  =  0;    //亮
                        nb_yellow= 1;       //滅
               }
               if(flag_jdgz== 3)    //  南北紅燈  東西綠燈
               {
                        dx_red = 1; //滅
                        dx_green  = 0;    //亮
                        dx_yellow= 1;       //滅
                        nb_red = 0; //亮
                        nb_green  =  1;    //滅
                        nb_yellow= 1;       //滅
               }
               if(flag_jdgz== 4)    //  南北綠燈  東西綠燈
               {
                        dx_red = 1; //滅
                        dx_green  = 0;    //亮
                        dx_yellow= 1;       //滅
                        nb_red = 1; //滅
                        nb_green  =  0;    //亮
                        nb_yellow= 1;       //滅
               }
               if(flag_jdgz== 5)    //  南北黃燈  東西黃燈
               {
                        dx_red = 1; //滅
                        dx_green  = 1;    //滅
                        dx_yellow= 0;       //亮
                        nb_red = 1; //滅
                        nb_green  =  1;    //滅
                        nb_yellow= 0;       //亮
               }
      }
      if(key_can== 1)       //設(shè)置鍵
      {
               menu_1++;
               if(menu_1>= 3)
               {
                        menu_1  = 0;
               }
      }
      if(menu_1== 1)       //設(shè)置東西的時(shí)間
      {
               if(key_can== 2)
               {
                        dx_time++ ;          //加1
                        if(dx_time> 99)
                                 dx_time= 99;
               }
               if(key_can== 3)
               {
                        dx_time-- ;             //減1
                        if(dx_time<= 10)
                                 dx_time= 10;
               }
               dis_smg[0]= smg_du[10] ; //顯示為A
               dis_smg[1]= smg_du[10] ; //顯示為A
               dis_smg[2]= smg_du[dx_time % 10] ;          //顯示東西設(shè)置的時(shí)候
               dis_smg[3]= smg_du[dx_time / 10] ;
      }
      if(menu_1== 2)       //設(shè)置南北的時(shí)間
      {
               if(key_can== 2)
               {
                        nb_time++ ;          //加1
                        if(nb_time> 99)
                                 nb_time= 99;
               }
               if(key_can== 3)
               {
                        nb_time-- ;             //減1
                        if(nb_time<= 10)
                                 nb_time= 10;
               }
               dis_smg[0]= smg_du[11] ; //顯示為B
               dis_smg[1]= smg_du[11] ; //顯示為B
               dis_smg[2]= smg_du[nb_time % 10] ;       //顯示東西設(shè)置的時(shí)候
               dis_smg[3]= smg_du[nb_time / 10] ;
      }
}
/********************************************************************
* 名稱 : main()
* 功能 : 實(shí)現(xiàn)燈的閃爍
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void main()
{
      time0_init();
      dx_s= nb_time;       //東西時(shí)間
      while(1)
      {
               key();
               if(key_can< 20)
                        key_with();
//             menu_dis();
               if((menu_1== 0) && (flag_jdgz == 0))
                        jiaotongdeng_dis();
               display();
      }
}
/*********************定時(shí)器0中斷服務(wù)程序************************/
void time0_int() interrupt 1
{
      staticuchar value;                   //定時(shí)10ms中斷一次
      TH0= 0x3c;
      TL0= 0xb0;    //50ms
      value++;
      flag_5m_value++;
      if(flag_5m_value% 10 == 0)
               flag_500ms= ~flag_500ms;
      if(value>= 20)
      {
               value= 0;
               flag_1s= 1;
      }
}
3.    測試
三、設(shè)計(jì)總結(jié)
本論文介紹了一種基于AT89S52單片機(jī)的交通燈的設(shè)計(jì)方法，本論文完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與制作，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的過程，并結(jié)合軟件系統(tǒng)完成了整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件聯(lián)調(diào)，系統(tǒng)工作良好，實(shí)現(xiàn)了基本功能。
通過本次設(shè)計(jì)，鞏固了我學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識(shí)，也使我把理論與實(shí)踐從真正意義上相結(jié)合了起來，鍛煉了借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和組織材料的綜合能力，從中我也認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，我會(huì)在日后的學(xué)習(xí)中加以改進(jìn)與提高。
經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我在各方面都有很大的提高。學(xué)到了很多不曾學(xué)過的東西，也使我學(xué)會(huì)了更好地利用一些資源和工具如圖書館及一些軟件查閱資料。在設(shè)計(jì)過程中也遇到很多的困難，遇到一些原理性不懂的時(shí)候就要去有針對性地查找資料或者請教知道老師和其他同學(xué)，然后加以吸收利用，提高了自己的應(yīng)用能力，擴(kuò)充了自己的知識(shí)儲(chǔ)備，同時(shí)提高了動(dòng)手能力。
四、參考文獻(xiàn)
[1] 劉勇.數(shù)字電路[M].電子工業(yè)出版社.2004
[2] 楊子文.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社.2006
[3] 劉華東
一、設(shè)計(jì)內(nèi)容
本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，以LED數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)指示，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求我們考慮了各功能模塊的幾種設(shè)計(jì)方案，以求最佳方案，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)各種狀態(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(shí)間，以提高效率，緩減交通擁擠。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖所示。
交通燈控制的框圖如下圖所示，主要有控制電路、按鍵電路、晶振電路、復(fù)位電路、顯示電路、電源電路等電路組成。
二、設(shè)計(jì)方案1.    總體方案
本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，以LED數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)指示，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求我們考慮了各功能模塊的幾種設(shè)計(jì)方案，以求最佳方案，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)各種狀態(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(shí)間，以提高效率，緩減交通擁擠。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖所示。
交通燈控制的框圖如下圖所示，主要有控制電路、按鍵電路、晶振電路、復(fù)位電路、顯示電路、電源電路等電路組成。

電源提供方案
為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。本次設(shè)計(jì)考慮了兩種電源方案：
方案一：采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點(diǎn)是各模塊都采用獨(dú)立電源，會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路電平。
方案二：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。該方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)約成本；缺點(diǎn)是輸出功率不高。
綜上所述，選擇第二種方案。
顯示界面方案
該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)功能。基于上述原因，本次設(shè)計(jì)考慮了兩種方案：
方案一：完全采用點(diǎn)陣式LED顯示。這種方案功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作。
方案二：完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡單，可以完成倒計(jì)時(shí)功能。缺點(diǎn)是功能較少，只能顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字符。根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，方案二已經(jīng)滿足了要求，所以本次設(shè)計(jì)采用方案二以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。
輸入方案
這里同樣討論了兩種方案：
方案一：采用8155擴(kuò)展I/O口、鍵盤及顯示等。該方案的優(yōu)點(diǎn)是使用靈活可編程，并且有RAM及計(jì)數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O口,但操作起來稍顯復(fù)雜。
方案二：直接在I/O口線上接上按鍵開關(guān)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)精簡和優(yōu)化了電路，所以剩余的端口資源還比較多。
由于該系統(tǒng)是對交通燈及數(shù)碼管的控制，只需用單片機(jī)本身的I/O口就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)數(shù)器及RAM已經(jīng)夠用，故選擇方案二。
2.    硬件電路設(shè)計(jì)
硬件設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，要考慮的方方面面很多，除了實(shí)現(xiàn)交通燈基本功能以外，主要還要考慮如下幾個(gè)因素：①系統(tǒng)穩(wěn)定度；②器件的通用性或易選購性；③軟件編程的易實(shí)現(xiàn)性；④系統(tǒng)其它功能及性能指標(biāo)；因此硬件設(shè)計(jì)至關(guān)重要。現(xiàn)從各功能模塊的實(shí)現(xiàn)逐個(gè)進(jìn)行分析探討。
總體設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為控制核心，采用模塊化設(shè)計(jì)，共分以下幾個(gè)功能模塊：單片機(jī)控制系統(tǒng)、鍵盤及狀態(tài)顯示、倒計(jì)時(shí)模塊等。
單片機(jī)作為整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。它由單片機(jī)振蕩電路、復(fù)位電路等組成。
系統(tǒng)采用雙數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，最大顯示數(shù)字99。
友好的人機(jī)界面、靈活的控制方式、優(yōu)化的物理結(jié)構(gòu)是本設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。
單片機(jī)的選擇
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)簡稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。
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)經(jīng)過1、2、3、3代的發(fā)展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格、大存儲(chǔ)容量、強(qiáng)I/O功能及較好的結(jié)構(gòu)兼容性方向發(fā)展。其發(fā)展趨勢不外乎以下幾個(gè)方面：
1、多功能       單片機(jī)中盡可能地把所需要的存儲(chǔ)器和I/O口都集成在一塊芯片上，使得單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列）、WDT（監(jiān)視定時(shí)器---看家狗）、高速I/O口及計(jì)數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。有的單片機(jī)針對某一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。例如，有的芯片以51內(nèi)核為核心，集成了USB控制器、SMART CARD接口、MP3解碼器、CAN或者I*I*C總線控制器等，LED、LCD或VFD顯示驅(qū)動(dòng)器也開始集成在8位單片機(jī)中。2、高效率和高性能為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機(jī)開始使用RISC、流水線和DSP的設(shè)計(jì)技術(shù)，使單片機(jī)的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：單片機(jī)的時(shí)鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機(jī)運(yùn)行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機(jī)的尋址能力、片內(nèi)ROM（FLASH）和RAM的容量都突破了以往的數(shù)量和限制。由于系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，開始使用高級語言（如C語言）來開發(fā)單片機(jī)的程序。使用高級語言可以降低開發(fā) 難度，縮短開發(fā)周期，增強(qiáng)軟件的可讀性和可移植性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充功能。3、低電壓和低功耗單片機(jī)的嵌入式應(yīng)用決定了低電壓和低功耗的特性十分重要。由于CMOS等工藝的大量采用，很多單片機(jī)可以在更低的電壓下工作（1.2V或0.9V），功耗已經(jīng)降低到uA級。這些特性使得單片機(jī)系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長的時(shí)間。4、低價(jià)格單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來的直接好處就是成本的降低。目前世界各大公司為了提高競爭力，在提高單片機(jī)性能的同時(shí)，十分注意降低其產(chǎn)品的價(jià)格。下面大致介紹一下單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn)。（1）家用電器領(lǐng)域用單片機(jī)控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字控制電路，使家用電器（如洗衣機(jī)、空調(diào)、冰箱、微波爐、和電視機(jī)等）功能更完善，更加智能化和易于使用。（2）辦公自動(dòng)化領(lǐng)域單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代辦公設(shè)備，如計(jì)算機(jī)的鍵盤、磁盤驅(qū)動(dòng)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、電話機(jī)和傳真機(jī)等。（3）商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域商業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)部分與家用和辦公應(yīng)用系統(tǒng)相似，但更加注重設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。商用系統(tǒng)中廣泛使用的電子計(jì)量儀器、收款機(jī)、條形碼閱讀器、安全監(jiān)測系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和冷凍保鮮系統(tǒng)等，都采用了單片機(jī)構(gòu)成的專用系統(tǒng)。與通用計(jì)算機(jī)相比，這些系統(tǒng)由于比較封閉，可以更有效地防止病毒和電磁干擾等，可靠性更高。（4）工業(yè)自動(dòng)化在工業(yè)控制和機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，除了采用工控計(jì)算機(jī)外，很多都是以單片機(jī)為核心的單片機(jī)和多機(jī)系統(tǒng)。（5）智能儀表與集成智能傳感器目前在各種電氣測量儀表中普遍采用了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量系統(tǒng)，使得測量系統(tǒng)具有存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、查詢及聯(lián)網(wǎng)等智能功能。將單片機(jī)和傳感器相結(jié)合，可以構(gòu)成新一代的智能傳感器。它將傳感器變換后的物理量作進(jìn)一步的變化和處理，使其成為數(shù)字信號(hào)，可以遠(yuǎn)距離傳輸并與計(jì)算機(jī)接口。（6）現(xiàn)代交通與航空航天領(lǐng)域通常應(yīng)用于電子綜合顯示系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)等。這些領(lǐng)域?qū)︙w積、功耗、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性的要求往往比商用系統(tǒng)還要高，因此采用單片機(jī)系統(tǒng)更加重要。單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
AT89S52單片機(jī)是一款低功耗、低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB（可經(jīng)受1000次擦寫周期）的FLASH可編程可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（EPROM），器件采用CMOS工藝和ATMEL公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)器（NURAM）技術(shù)制造，其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容，片內(nèi)的FLASH存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)編程器來編程。因此，AT89C52是一種功能強(qiáng)，靈活性高且價(jià)格合理的單片機(jī)，可方便的應(yīng)用在各個(gè)控制領(lǐng)域[1]。
AT89S52具有以下主要性能：
1.8KB可改編程序FLASH存儲(chǔ)器；
2.全表態(tài)工作：0～24HZ；
3.256X8字節(jié)內(nèi)部RAM；
4.32個(gè)外部雙向輸入，輸出（I、O）口；
引腳說明如圖2-2。

引腳功能說明如下[2]：
VCC：電源電壓。
GND：地。
P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)線復(fù)用口。作為輸出口時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端。
在訪問外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器或程序儲(chǔ)存器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。FLASH編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。
P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。FLASH編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。
P2口：P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問外部程序儲(chǔ)存器或16位地址的外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器（例如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。P3口：P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。
P3除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，具體功能說明如表2-1。
P3口還接收一些用于FLASH閃速存儲(chǔ)器編程和程序校的控制信號(hào)。
RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位
ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(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)。
表2-1 P3口的第二功能表

端口引腳

第二功能

P3.0

RXD(穿行輸出口)

P3.1

TXD(穿行輸入口)

P3.2

INT0（外部中斷0）


P3.3

INT1（外部中斷1）

P3.4

T0(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)

P3.5

T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)

P3.6

WR(外部數(shù)據(jù)寫選通)

P3.7

RD(外部數(shù)據(jù)讀選通)
不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE仍以是時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此他可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。對FLASH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，可通過對特殊功能寄存器（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MOVX和MOVC指令A(yù)LE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無效。
PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT80C51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PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。
EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序儲(chǔ)存器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1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（Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序儲(chǔ)存器中的指令。
FLASH儲(chǔ)存器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12v編程電壓。
XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。
XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端
單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)復(fù)位電路設(shè)計(jì)
MCS-51的復(fù)位輸入引腳RST為MCS-51提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開始執(zhí)行，在MCS-51的時(shí)鐘電路工作后，只要RST引腳上出現(xiàn)超過兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作，只要RST保持高電平，則MCS-51循環(huán)復(fù)位，只有單RET由高電平變成低電平以后，MCS-51才從0000H地址開始執(zhí)行程序，本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電路。

外部晶振時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)
MCS-51的時(shí)鐘可以由兩種方式產(chǎn)生，一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另外一種為外部方式，本論文根據(jù)實(shí)際需要和簡便，采用內(nèi)部振蕩方式，MCS-51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一個(gè)自激振蕩器。
MCS-51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接元件，所以實(shí)際構(gòu)成的振蕩時(shí)鐘電路，外接晶振以及電容C1和C2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋回路中，對接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。晶振的頻率可在1.2MHZ~12MHZ之間任選，電容C1和C2的典型值在20pf~100pf之間選擇，由于本系統(tǒng)用到定時(shí)器，為了方便計(jì)算，采用了12MHZ的晶振，采用電容選擇30pf。
顯示模塊電路設(shè)計(jì)
該模塊由共陽LED數(shù)碼管組成，利用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描原理，由三極管進(jìn)行鎖存，當(dāng)控制數(shù)碼管的IO口P20和P21為低電平時(shí)（及三極管基極為低電平），則三極管導(dǎo)通，VCC通三極管給數(shù)碼管供電，則數(shù)碼管被點(diǎn)亮，利用數(shù)碼管點(diǎn)亮的余輝和人眼的視覺暫留原理，則看起來數(shù)碼管是同時(shí)被點(diǎn)亮的。

從設(shè)計(jì)完成的任務(wù)與要求來看，顯示通行時(shí)間必須用二位數(shù)碼管，從節(jié)省硬件資源的角度考慮，可采用掃描的方式來處理，對于7段數(shù)碼管，占用7個(gè)單片機(jī)的I/O口，另外設(shè)置2個(gè)電子開關(guān)對2位顯示進(jìn)行配合，占用2個(gè)I/O端口，十字路口共需4組紅綠燈，加上轉(zhuǎn)換黃燈，一共是12只燈，須用12個(gè)端口進(jìn)行控制，加上兩個(gè)方向的緊急通行按鈕，占2個(gè)I/O端口和一個(gè)蜂鳴器端口，因此實(shí)際占用的單片機(jī)I/O口為24個(gè)，為此，我們可以選用51系列單片機(jī)中的ATAT89S52來作為中央處理器。這款單片機(jī)的I/O口作為輸出時(shí)，具有較大的吸收電流能力，因此我們可以選用共陽型數(shù)碼管，這樣由單片機(jī)的I/O口就可以直接驅(qū)動(dòng)，能簡化硬件電路的設(shè)計(jì)。
三、軟件設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
交通信號(hào)燈由紅燈、綠燈、黃燈組成。紅燈表示禁止通行，綠燈表示準(zhǔn)許通行，黃燈表示警示。交通信號(hào)燈分為機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、人行橫道信號(hào)燈、車道信號(hào)燈、方向指示信號(hào)燈、閃光警告信號(hào)燈、道路與鐵路平面交叉道口信號(hào)燈。交通信號(hào)燈用于道路平面交叉路口，通過對車輛、行人發(fā)出行進(jìn)或停止的指令，使各同時(shí)到達(dá)的人、車交通流盡可能減少相互干擾，從而提高路口的通行能力，保障路口暢通和安全。因此必須合理的設(shè)計(jì)路口主干道的系統(tǒng)。
十字路口交通信號(hào)燈具體的控制要求
(1) 交通信號(hào)燈分布于東南西北，每個(gè)路口均有三個(gè)。南北方向綠燈和東西方向的綠燈不能同時(shí)亮；如果同時(shí)亮，則應(yīng)自動(dòng)立即關(guān)閉信號(hào)燈系統(tǒng)，并立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。系統(tǒng)工作后，首先南北紅燈亮并維持30s；與此同時(shí)，東西綠燈亮，并維持25s時(shí)間，到25s時(shí)，東西綠燈熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮并維持5s，然后東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)南北紅燈熄滅，南北綠燈亮；東西紅燈亮并維持30s；與此同時(shí)，南北綠燈亮并維持15s；然后，南北綠燈熄滅南北綠燈熄滅時(shí)，南北黃燈亮維持5s后熄滅；同時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。至此，結(jié)束一個(gè)工作循環(huán),如下交通信號(hào)燈變化表：

交通信號(hào)燈變化表


東西

綠燈亮

黃燈亮

紅燈亮
25S

5S

20S

南北

紅燈亮

綠燈亮

黃燈亮
30S

15S

5S
(2)在交通信號(hào)燈亮和閃爍的同時(shí)，路口設(shè)有兩位七段碼的顯示器倒數(shù)計(jì)時(shí)，讓車輛行人能夠清楚地知道再過多久信號(hào)燈就會(huì)發(fā)生變化。以便于司機(jī)和行人能夠在有限的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確的通行。
十字路口交通信號(hào)燈示意圖
交通信號(hào)燈共有12盞，每個(gè)路口各有紅，黃，綠三盞，具體分布如下圖所示：
交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)程序編制軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境
本設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)是在Keil C51的環(huán)境下編譯的。Keil C51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。C語言有以下特點(diǎn)：
1、語言簡潔、緊湊、使用方便、靈活。C語言一共只有32個(gè)關(guān)鍵字，9種控制語句，程序書寫自由，主要用小寫字母表示，壓縮了一切不必要的成分。
2、運(yùn)算符豐富。C的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有34種運(yùn)算符，使得C的運(yùn)算類型極其豐富，表達(dá)式類型多樣化，靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)在其他高級語言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。
3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富，具有現(xiàn)代化語言的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能用來實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算。
4、具有結(jié)構(gòu)化的控制語句，用函數(shù)作為程序的模塊單位，便于實(shí)現(xiàn)程序的模塊化。
5、語法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。
6、C語言能進(jìn)行位操作，能實(shí)現(xiàn)匯編語言的大部分功能，可以直接對硬件進(jìn)行操作。因此，C既具有高級語言的功能，又具有低級語言的許多功能，可用來寫系統(tǒng)軟件。C語言的這種雙重性，使它既是成功的系統(tǒng)描述語言，又是通用的程序設(shè)計(jì)語言。
7、生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。
8、用C語言寫的程序可移植性好。基本上不用修改就能用于各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)和各種操作系統(tǒng)。
對操作系統(tǒng)和系統(tǒng)實(shí)用程序以及需要對硬件進(jìn)行操作的場合，用C語言明顯地優(yōu)勢于其他高級語言，有的大型應(yīng)用軟件也用C語言來編寫。
軟件設(shè)計(jì)流程
軟件總體設(shè)計(jì)主要完成各部分的軟件控制和協(xié)調(diào)。本系統(tǒng)主程序模塊主要完成的工作是對系統(tǒng)的初始化，發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，同時(shí)對鍵盤進(jìn)行掃描，等待外部中斷，以及根據(jù)所需要的功能進(jìn)行相應(yīng)的操作。
交通燈根據(jù)其顯示情況可以分為四個(gè)狀態(tài)，可以通過定時(shí)來控制每個(gè)狀態(tài)的時(shí)間；通過定時(shí)也可以向LED數(shù)碼管中每隔1秒送一個(gè)數(shù)，顯示該狀態(tài)剩余的時(shí)間。其流程圖如圖所示。
      圖4-1  主程序框圖
交通燈定時(shí)器模塊
AT89S52單片機(jī)內(nèi)部有3個(gè)定時(shí)器T0，T1和T2，本次設(shè)計(jì)中使用T0工作在方式1，即16位定時(shí)器，定時(shí)50ms，20次中斷產(chǎn)生秒信號(hào)，從而控制紅綠燈的點(diǎn)亮?xí)r間。
工作方式寄存器TMOD用來設(shè)置T0、T1的工作方式。這次實(shí)習(xí)中設(shè)置TMOD=0x01，即T0工作于方式0（16位定時(shí)器）。
內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器用作定時(shí)器時(shí)，是對機(jī)器周期計(jì)數(shù)，每個(gè)機(jī)器周期的長度是12個(gè)振蕩周期。定時(shí)常數(shù)的設(shè)置可用一下方式計(jì)算：
機(jī)器周期=12/12MHz=1us
（65536-定時(shí)常數(shù)）*1.0us=50ms
所以定時(shí)常數(shù)是50000。
源程序代碼
#include <reg52.h>                //調(diào)用單片機(jī)頭文件
#define uchar unsigned char //宏定義"uchar"代替"unsignedchar"。
#define uint  unsigned int    //宏定義"uint"用來定義無符號(hào)整型數(shù)。
//數(shù)碼管段選定義 0    1 2 3 4    5       6       7    8    9
uchar codesmg_du[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,
//                                        A       B    C    D    E F       不顯示
                                          0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff};       //斷碼
uchar dis_smg[8] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};
uchar smg_i = 4; //顯示數(shù)碼管的個(gè)位數(shù)
//數(shù)碼管位選定義
sbit smg_we1 = P2^0;       //數(shù)碼管位選定義
sbit smg_we2 = P2^1;
sbit smg_we3 = P3^6;
sbit smg_we4 = P3^7;
char dx_s = 0; //東西  南北倒計(jì)時(shí)變量
sbit dx_red = P2^4;    //東西紅燈
sbit dx_green  = P2^3;       //東西綠燈
sbit dx_yellow = P2^2;          //東西黃燈
sbit nb_red = P2^7;       //南北紅燈
sbit nb_green  = P2^6;       //南北綠燈
sbit nb_yellow = P2^5;          //南北黃燈
uchar flag_jtd_mode;  //交通燈的模式根據(jù)時(shí)間
bit flag_1s = 0;
bit flag_500ms;
bit flag_dx_nb;                //東西南北模式
uchar flag_5m_value;
uchar i;
uchar flag_alarm; //模式
uchar dx_time = 30,nb_time = 20; //東西、南北的時(shí)間
uchar flag_jdgz ;    //交通管制
/***********************數(shù)碼位選函數(shù)*****************************/
void smg_we_switch(uchar i)
{
      switch(i)
      {
               case0: smg_we1 = 0;  smg_we2 = 1; smg_we3 =1;  smg_we4 = 1; break;
               case1: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 0; smg_we3 =1;  smg_we4 = 1; break;
               case2: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 =0;  smg_we4 = 1; break;
               case3: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 =1;  smg_we4 = 0; break;
      }
}
/********************************************************************
* 名稱 : delay_1ms()
* 功能 : 延時(shí)1ms函數(shù)
* 輸入 : q
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void delay_1ms(uint q)
{
      uinti,j;
      for(i=0;i<q;i++)
               for(j=0;j<110;j++);
}
/********************************************************************
* 名稱 : display()
* 功能 : 數(shù)碼管顯示
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void display()
{
      uchari;
      for(i=0;i<smg_i;i++)
      {
               P0= 0xff;                //消隱
               smg_we_switch(i);       //位選
               P0= dis_smg;       //段選
               delay_1ms(3);
      }
}
/*********************定時(shí)器0、定時(shí)器1初始化******************/
void time0_init()
{
      EA  = 1;          //開總中斷
      TMOD= 0X11;          //定時(shí)器0、定時(shí)器1工作方式1
      ET0= 1;             //開定時(shí)器0中斷
      TR0= 1;             //允許定時(shí)器0定時(shí)
//    ET1= 1;             //開定時(shí)器1中斷
//    TR1= 1;             //允許定時(shí)器1定時(shí)
}
/*********************交通燈處理函數(shù)*********************************/
void jiaotongdeng_dis()
{
      if(flag_1s== 1)
      {
               flag_1s= 0;
               if(dx_s== 0)
               {
                        if(flag_dx_nb== 1)
                                 dx_s= nb_time;       //南北時(shí)間
                        else
                                 dx_s= dx_time;       //東西時(shí)間
                        flag_dx_nb= ~flag_dx_nb;
               }
               dx_s--;
      }
      dis_smg[0]= smg_du[dx_s % 10] ;
      dis_smg[1]= smg_du[dx_s / 10] ;
      dis_smg[2]= smg_du[dx_s % 10] ;
      dis_smg[3]= smg_du[dx_s / 10] ;
/***********************南北時(shí)間*********************************/
               if(flag_dx_nb== 0)
               {
                        if(dx_s> 5)
                        {
                                 dx_red = 1; //滅
                                 dx_green  = 0;    //亮
                                 dx_yellow= 1;       //滅
                                 nb_red = 0; //亮
                                 nb_green  =  1;    //滅
                                 nb_yellow= 1;       //滅
                                 flag_5m_value= 0;
                        }elseif(dx_s <= 5)          //當(dāng)小于5秒時(shí)  黃燈要閃了
                        {
                                 dx_red = 1; //滅
                                 dx_green  = 1;    //滅
                                 nb_red = 0; //亮
                                 nb_green  =  1;    //滅
                                 nb_yellow= 1;          //滅
                                 if(flag_500ms== 0)
                                 {
                                          dx_yellow= 0;//亮
                                 }
                                 else
                                 {
                                          dx_yellow= 1;//滅
                                 }
                        }
               }
/***********************東西時(shí)間*********************************/
               if(flag_dx_nb== 1)
               {
                        if(dx_s> 5)
                        {
                                 dx_red = 0; //亮
                                 dx_green  = 1;       //滅
                                 dx_yellow= 1;          //滅
                                 nb_red = 1; //滅
                                 nb_green  =  0;       //亮
                                 nb_yellow= 1;          //滅
                                 flag_5m_value = 0;
                        }elseif(dx_s <= 5)          //當(dāng)小于5秒時(shí)  黃燈要閃了
                        {
                                 dx_red = 0; //滅
                                 dx_green  = 1;       //滅
                                 dx_yellow= 1;          //滅
                                 nb_red = 1; //滅
                                 nb_green  =  1;       //滅
                                 if(flag_500ms== 0)          //黃燈閃爍
                                 {
                                          nb_yellow= 0;       //亮
                                 }
                                 else
                                 {
                                          nb_yellow= 1;       //滅
                                 }
                        }
      }
}
/********************獨(dú)立按鍵程序*****************/
uchar key_can;       //按鍵值
void key()       //獨(dú)立按鍵程序
{
      staticuchar key_new;
      key_can= 20;                //按鍵值還原
      P1|= 0x1f;
      if((P1& 0x1f) != 0x1f)             //按鍵按下
      {
               delay_1ms(1);          //按鍵消抖動(dòng)
               if(((P1& 0x1f) != 0x1f) && (key_new == 1))
               {                                                 //確認(rèn)是按鍵按下
                        key_new= 0;
                        switch(P1& 0x1f)
                        {
                                 case0x1e:  key_can = 1;  break;       //得到按鍵值
                                 case0x1d:  key_can = 2;  break;       //得到按鍵值
                                 case 0x1b:  key_can = 3; break;       //得到按鍵值
                                 case0x17:  key_can = 4;  break;       //得到按鍵值
                        }
               }
      }
      else
               key_new= 1;
}
uchar menu_1,flag_s;
/********************設(shè)置函數(shù)*****************/
void key_with()
{
      if(key_can== 4) //交通管制按鍵
      {
               flag_jdgz++;
               if(flag_jdgz> 5)
                        flag_jdgz= 0;
               if(flag_jdgz== 1)    //  全部亮紅燈
               {
                        dx_red = 0; //亮
                        dx_green  = 1;    //滅
                        dx_yellow= 1;       //滅
                        nb_red = 0; //亮
                        nb_green  =  1;    //滅
                        nb_yellow= 1;       //滅
               }
               if(flag_jdgz== 2)    //  東西紅燈  南北綠燈
               {
                        dx_red = 0; //亮
                        dx_green  = 1;    //滅
                        dx_yellow= 1;       //滅
                        nb_red = 1; //滅
                        nb_green  =  0;    //亮
                        nb_yellow= 1;       //滅
               }
               if(flag_jdgz== 3)    //  南北紅燈  東西綠燈
               {
                        dx_red = 1; //滅
                        dx_green  = 0;    //亮
                        dx_yellow= 1;       //滅
                        nb_red = 0; //亮
                        nb_green  =  1;    //滅
                        nb_yellow= 1;       //滅
               }
               if(flag_jdgz== 4)    //  南北綠燈  東西綠燈
               {
                        dx_red = 1; //滅
                        dx_green  = 0;    //亮
                        dx_yellow= 1;       //滅
                        nb_red = 1; //滅
                        nb_green  =  0;    //亮
                        nb_yellow= 1;       //滅
               }
               if(flag_jdgz== 5)    //  南北黃燈  東西黃燈
               {
                        dx_red = 1; //滅
                        dx_green  = 1;    //滅
                        dx_yellow= 0;       //亮
                        nb_red = 1; //滅
                        nb_green  =  1;    //滅
                        nb_yellow= 0;       //亮
               }
      }
      if(key_can== 1)       //設(shè)置鍵
      {
               menu_1++;
               if(menu_1>= 3)
               {
                        menu_1  = 0;
               }
      }
      if(menu_1== 1)       //設(shè)置東西的時(shí)間
      {
               if(key_can== 2)
               {
                        dx_time++ ;          //加1
                        if(dx_time> 99)
                                 dx_time= 99;
               }
               if(key_can== 3)
               {
                        dx_time-- ;             //減1
                        if(dx_time<= 10)
                                 dx_time= 10;
               }
               dis_smg[0]= smg_du[10] ; //顯示為A
               dis_smg[1]= smg_du[10] ; //顯示為A
               dis_smg[2]= smg_du[dx_time % 10] ;          //顯示東西設(shè)置的時(shí)候
               dis_smg[3]= smg_du[dx_time / 10] ;
      }
      if(menu_1== 2)       //設(shè)置南北的時(shí)間
      {
               if(key_can== 2)
               {
                        nb_time++ ;          //加1
                        if(nb_time> 99)
                                 nb_time= 99;
               }
               if(key_can== 3)
               {
                        nb_time-- ;             //減1
                        if(nb_time<= 10)
                                 nb_time= 10;
               }
               dis_smg[0]= smg_du[11] ; //顯示為B
               dis_smg[1]= smg_du[11] ; //顯示為B
               dis_smg[2]= smg_du[nb_time % 10] ;       //顯示東西設(shè)置的時(shí)候
               dis_smg[3]= smg_du[nb_time / 10] ;
      }
}
/********************************************************************
* 名稱 : main()
* 功能 : 實(shí)現(xiàn)燈的閃爍
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void main()
{
      time0_init();
      dx_s= nb_time;       //東西時(shí)間
      while(1)
      {
               key();
               if(key_can< 20)
                        key_with();
//             menu_dis();
               if((menu_1== 0) && (flag_jdgz == 0))
                        jiaotongdeng_dis();
               display();
      }
}
/*********************定時(shí)器0中斷服務(wù)程序************************/
void time0_int() interrupt 1
{
      staticuchar value;                   //定時(shí)10ms中斷一次
      TH0= 0x3c;
      TL0= 0xb0;    //50ms
      value++;
      flag_5m_value++;
      if(flag_5m_value% 10 == 0)
               flag_500ms= ~flag_500ms;
      if(value>= 20)
      {
               value= 0;
               flag_1s= 1;
      }
}
3.    測試
三、設(shè)計(jì)總結(jié)
本論文介紹了一種基于AT89S52單片機(jī)的交通燈的設(shè)計(jì)方法，本論文完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與制作，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的過程，并結(jié)合軟件系統(tǒng)完成了整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件聯(lián)調(diào)，系統(tǒng)工作良好，實(shí)現(xiàn)了基本功能。
通過本次設(shè)計(jì)，鞏固了我學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識(shí)，也使我把理論與實(shí)踐從真正意義上相結(jié)合了起來，鍛煉了借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和組織材料的綜合能力，從中我也認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，我會(huì)在日后的學(xué)習(xí)中加以改進(jìn)與提高。
經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我在各方面都有很大的提高。學(xué)到了很多不曾學(xué)過的東西，也使我學(xué)會(huì)了更好地利用一些資源和工具如圖書館及一些軟件查閱資料。在設(shè)計(jì)過程中也遇到很多的困難，遇到一些原理性不懂的時(shí)候就要去有針對性地查找資料或者請教知道老師和其他同學(xué)，然后加以吸收利用，提高了自己的應(yīng)用能力，擴(kuò)充了自己的知識(shí)儲(chǔ)備，同時(shí)提高了動(dòng)手能力。
四、參考文獻(xiàn)
[1] 劉勇.數(shù)字電路[M].電子工業(yè)出版社.2004
[2] 楊子文.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社.2006
[3] 劉華東.單片機(jī)原理與應(yīng)用（第2版）[M].電子工業(yè)出版社.2006.8
[4] 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社，2006.
[5] 沈精虎.電路設(shè)計(jì)與制版Protel99入門與提高[M].人民郵電出版社，2004.
[6] 范風(fēng)強(qiáng)，蘭嬋麗.單片機(jī)語言C51應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)集錦[M].電子工業(yè)出版社.，2001.
[7] 顧曙敏.單片機(jī)與串行時(shí)鐘DS1307的接口設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2003，26(14)85-87.
[8] 孫曉燕.基于8051單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模擬[J].南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007年03期.
[9] 陳毅，許飛，王學(xué)飛.基于單片機(jī)的交通燈智能控制系統(tǒng)[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2009年第15期.
.單片機(jī)原理與應(yīng)用（第2版）[M].電子工業(yè)出版社.2006.8
[4] 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社，2006.
[5] 沈精虎.電路設(shè)計(jì)與制版Protel99入門與提高[M].人民郵電出版社，2004.
[6] 范風(fēng)強(qiáng)，蘭嬋麗.單片機(jī)語言C51應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)集錦[M].電子工業(yè)出版社.，2001.
[7] 顧曙敏.單片機(jī)與串行時(shí)鐘DS1307的接口設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2003，26(14)85-87.
[8] 孫曉燕.基于8051單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模擬[J].南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007年03期.
[9] 陳毅，許飛，王學(xué)飛.基于單片機(jī)的交通燈智能控制系統(tǒng)[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2009年第15期.

作者: a89588038 時(shí)間: 2018-7-26 15:17
好貼，簡直就是神操作，讓那些學(xué)生直接搬運(yùn)過去

歡迎光臨 (http://m.raoushi.com/bbs/)

^{<code id="ikki0"></code>}