3.1.2 硬件电路图:
3.1.3 系统工作原理:
1.开关键盘输入交通灯初始时间,通过8051单片机P1输入到系统。
2.由8051单片机的定时器每秒钟通过P0口向8255的数据口传送信息,由8255的PA口显示红、绿、黄等的燃亮情况;由8255的PC口显示每个灯的燃亮时间。
3.8051通过设置各个信号等的燃亮时间,通过8031设置,绿、红时间分别为60秒,80秒循环由8051的P0口向8255的数据口输出。
4.通过8051单片机的P3.0位来控制系统的工作或设置初值,当牌位0就对系统进行初始化,为1系统就开始工作。
5.红灯倒计时时间,当有车辆闯红灯时,启动蜂鸣器进行报警,3S后恢复正常。
6.增加每次绿灯时间车流量检测的功能,并且通过查询P2.0端口的电平是否为低,开关按下为低电平,双位数码管显示车流量,直到下一次绿灯时间重新记入。
7.绿灯时间倒计时完毕,重新循环。
3.2 软件设计
3.2.1每秒钟的设定:
利用MCS-51内部定时器材溢出中断来确定1秒的时间。
3.2.2 计数器初值计算:
定时器工作时必须给计数器送计数器初值,这个值是送到TH和TL中的,他是以加法计数的,并能从全1到全0时自动产生溢出中断请求。因此,我们可以把计数器记满为零所需的计数值设定为C和计数初值设定为TC,即:
TC=M-C;式中,M为计数器模值,该值和计数器工作方式有关,在方式0时M为213;在方式1时M的值为216;在方式2和3时为28。
3.2.3 综合计算:
T=(M-TC)T1 或者 TC=M-T/T1 式中T1是单片机时钟周期的12倍;TC为定时初值。这种方法在使用后悔超过计数器的最大定时间,所以再采用定时器和软件相结合的办法。
3.2.4 设定一秒的方法:
我们采用在主程序中设定一个初值为20的软件计数器和使T0定时50毫秒,这样每当T0到50毫秒时CPU就响应它的溢出中断请求,进入他的中断服务子程序,在中断子程序中,CPU先使软件计数器减1,然后判断它是否为零,为零表示1秒已到可以返回到输出时间显示程序。
3.2.5 程序设计:
1.主程序:
定时器定时50毫秒,故T0工作于方式1,初值:
TC=M-T/T1=216-50ms/1us=3CBOH
ORG 1000H
START:MOV TMOD, #01H; 令T0为定时器方式1
MOV TH0, #3CH; 装入定时器初值
MOV TL0, #BOH;
MOV IE, #82H; 开T0中断
SEBT TR0; 启动T0计数器
MOV R0, #14H; 软件计数器赋初值
LOOP: SJMP S; 等待中断
2.中断服务子程序:
ORG 000BH
AJMP BRT0
ORG 00BH
BRT0:DJNZ R0,NEXT AJMP TIME; 跳转到时间及信号灯显示子程序
DJNZ:MOV R0,#14H; 恢复R0值
MOV TH0,#3CH; 重装入定时器初值
MOV TL0,#BOH;
MOV IE, #82H
RET1
END
3.3 软件延时
MCS-51的工作频率为2-12MHZ,我们选用的8051单片机的工作频率为6MHX,机器周期与主频由关,机器周期是主频的12倍,所以一个机器周期的时间为12*(1/6M)=2us,我们可以知道具体每条指令的周期数,这样我们就可以通过指令的执行条数来确定1秒的时间。
3.4时间及信号灯显示
当定时器定时为1秒时,程序跳转到时间显示及信号灯显示子程序,它将依次显示信号灯时间,同时一直显示信号灯的颜色,这时在返回定时子程序定时一秒,在显示黄灯的下一个时间,这样依次把所有的灯色的时间显示完后再重新给时间计数器赋初值,重新进入循环。由于发光二极管为共阳极接法,输出端口为低电平,对应的二极管发光,所以可以用复位方法点亮红,绿,黄发光二极管。
3.5 程序
实现交通灯的交替控制及特殊情况(如急救车等)通过时 ,通过外中断实现:
North_South_Red BIT P1.0
North_South_Yellow BIT P1.1
North_South_Green BIT P1.2
East_West_Red BIT P1.3
East_West_Yellow BIT P1.4
East_West_Green BIT P1.5
Scd EQU 30H ;秒
ORG 0000H
JMP START
ORG 0003H
JMP INIT0
ORG 000BH
JMP TIME0
交通灯交替工作时,红绿黄交替点亮: 红灯亮33秒钟后绿灯亮27秒,然后闪烁3秒,最后黄灯点亮三秒 ,循环。
TIME0: