红绿灯设计报告Word格式文档下载.docx
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图3-5
（3）程序设计思路，单片机资源分配以及程序流程
①单片机资源分配
单片机P3口的P3.0-P3.1引脚用作输出，控制发光二极管的显示。
在计时模块中，需要定义
两个数组变量（init_sn[3]，init_ew[3]）来存储东西、南北两个方向在不同状态中倒计时的初始
值，题目中每个方向的交通灯共有3种显示状态，因此数组元素个数为3。
还需要定义两个变量（cnt_
sn,cnt_ew）暂存东西、南北两个方向的倒计时剩余时间。
在状态的切换中，为了明确当前处于哪种状态，东西、南北方向各设置一个状态变量
（state_val_sn,state_val_ew）,当倒计时的剩余时间到零时，状态变量增1，表示启动下一个状态，
当该变量增到3时变为0，回到序号为1的状态。
②程序设计思路
在设计中，由于没有键盘功能，因此只涉及定时计数和动态扫描功能。
主程序将变量初始化之
后，设置单片机定时器和中断特殊功能寄存器的初始值，将定时器T1的工作方式设置为8位自动
装载模式，定时器每隔250us产生一次溢出。
在初始化变量与寄存器后，主程序进入一个循环结构，在循环中只做动态扫描的工作，根据东
西、南北两向的剩余时时间进行动态扫描显示。
计时以及状态的切换通过定时器的中断服务程序来实现，在中断服务程序中，每计时到一秒时，
则各方向当前状态的剩余时间减1，一直减到0时触发下一个状态的开始，改变交通灯的指示。
（4）软硬件调试方案
软件调试方案：
伟福软件中，在“文件\新建文件”中，新建C语言源程序文件，编写相
程序。
在“文件\新建项目”的菜单中，新建项目并将C语言源程序文件包括在项目文件中。
在“项目\编译”菜单中将C源文件编译，检查语法错误及逻辑错误。
在编译成功后，以“*.hex”和“*.bin”后缀的目标文件。
硬件调试方案：
在设计平台中，将单片机的P3.0-P3.5分别与独立式键盘的相应位通过插线连接起来。
在伟福中将程序文件编译成目标文件后，运行“MCU下载程序”，选择相应的flash数据文
点击“编程”按钮，将程序文件下载到单片机的Flash中。
然后，上电重新启动单片机，检查所编写的程序是否达到题目的要求，是否全面完整地完成了试题的内容。
三．系统硬件概述
※AT89S52单片机简介
AT89S52为ATMEL所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flsah存储器。
（一）、AT89S52主要功能列举如下：
1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash
2、晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至12MHz）
3、内部程序存储器（ROM）为8KB
4、内部数据存储器（RAM）为256字节
5、32个可编程I/O口线
6、8个中断向量源
7、三个16位定时器/计数器
8、三级加密程序存储器
9、全双工UART串行通道
（二）、AT89S52各引脚功能介绍：
VCC：
AT89S52电源正端输入，接+5V。
VSS：
电源地端。
XTAL1：
单芯片系统时钟的反相放大器输入端。
XTAL2：
系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一20PF的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。
RESET：
AT89S52的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。
EA/Vpp：
"
EA"
为英文"
ExternalAccess"
的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。
因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。
如果是使用8751内部程序空间时，此引脚要接成高电平。
此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。
ALE/PROG：
ALE是英文"
AddressLatchEnable"
的缩写，表示地址锁存器启用信号。
AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器（如74LS373），将端口0的地址总线（A0～A7）锁进锁存器中，因为AT89S52是以多工的方式送出地址及数据。
平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。
此外在烧录8751程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。
PSEN：
此为"
ProgramStoreEnable"
的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到EPROM的OE脚。
AT89S52可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。
PORT0（P0.0～P0.7）：
端口0是一个8位宽的开路汲极（OpenDrain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。
其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。
如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0～A7）及数据总线（D0～D7）。
设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址总线，而定址到64K的外部存储器空间。
PORT2（P2.0～P2.7）：
端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。
P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8～A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了。
PORT1（P1.0～P1.7）：
端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LSTTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。
如果是使用8052或是8032的话，P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。
PORT3（P3.0～P3.7）：
端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。
其引脚分配如下：
P3.0：
RXD，串行通信输入。
P3.1：
TXD，串行通信输出。
P3.2：
INT0，外部中断0输入。
P3.3：
INT1，外部中断1输入。
P3.4：
T0，计时计数器0输入。
P3.5：
T1，计时计数器1输入。
P3.6：
WR：
外部数据存储器的写入信号。
P3.7：
RD，外部数据存储器的读取信号。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；
当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
来自反向振荡器的输出。
※74HC244简介
74HC244芯片的功能
如果输入的数据可以保持比较长的时间（比如键盘），简单输入接口扩展通常使用的典型芯片为74HC244，由该芯片可构成三态数据缓冲器。
74HC244芯片的引脚排列如图1所示。
74HC244芯片内部共有两个四位三态缓冲器，使用时可分别以1C和2G作为它们的选通工作信号。
当1C和2G都为低电平时，输出端Y和输入端A状态相同；
当1G和2G都为高电平时，输出呈高阻态。
八同相三态缓冲器/线驱动器
74HC244芯片的功能
74HC244芯片的引脚
当1/OE和2/OE都为低电平时，输出端Y和输入端A状态相同；
当1/OE和2/OE都为高电平时，输出呈高阻态。
※数码管简介
内部的四个数码管共用a~dp这8根数据线，为人们的使用提供了方便，因为里面有四个数码管，所以它有四个公共端，加上a~dp，共有12个引脚，下面便是一个共阴的四位数码管的内部结构图（共阳的与之相反）。
引脚排列依然是从左下角的那个脚（1脚）开始，以逆时针方向依次为1~12脚，下图中的数字与之一一对应。
四．程序设计
//晶振：
11.0592MT1-250微秒溢出一次
/*变量的定义:
show_val_sn,show_val_ew:
显示的值0-59
state_val_sn,state_val_ew:
状态值南北方向0-绿灯亮;
1-黄灯亮;
2-红灯亮
T1_cnt:
定时器计数溢出数
cnt_sn,cnt_ew:
倒计时的数值
init_sn[3],init_ew[3]倒计时
led_seg_code：
数码管7段码
*/
#include"
reg51.h"
sbitSN_green=P3^2;
//南北方向绿灯
sbitSN_yellow=P3^1;
//南北方向黄灯
sbitSN_red=P3^0;
//南北方向红灯
sbitEW_green=P3^5;
//东西方向绿灯
sbitEW_yellow=P3^4;
//东西方向黄灯
sbitEW_red=P3^3;
//东西方向红灯
unsignedchardatacnt_sn,cnt_ew;
unsignedintdataT1_cnt;
unsignedchardatastate_val_sn,state_val_ew;
charcodeled_seg_code[10]={0x3f,0x06,0x05b,0x04f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
charcodeinit_sn[3]={24,4,29};
charcodeinit_ew[3]={29,24,4};
//------------------------
voiddelay（unsignedinti）//延时
{
while（--i）;
}
voidled_show（unsignedintu,unsignedintv）
unsignedchari;
i=u%10;
//暂存个位
P0=led_seg_code[i];
P2=0xbf;
delay（100）;
//延时
i=u%100/10;
//暂存十位
P2=0x7f;
delay（100）;
i=v%10;
P2=0xfe;
i=v%100/10;
P2=0xfd;
}
//-------------------------
voidtimer1（）interrupt3//T1中断
T1_cnt++;
if（T1_cnt>
3999）//如果计数>
3999,计时1s
T1_cnt=0;
if（cnt_sn!
=0）//南北方向计时
cnt_sn--;
else
state_val_sn++;
if（state_val_sn>
2）state_val_sn=0;
cnt_sn=init_sn[state_val_sn];
switch（state_val_sn）//根据状态值，刷新各信号灯的状态
case0:
SN_green=0;
SN_yellow=1;
SN_red=1;
break;
case1:
SN_green=1;
SN_yellow=0;
case2:
SN_green=1;
SN_red=0;
if（cnt_ew!
=0）//东西方向计时
cnt_ew--;
state_val_ew++;
if（state_val_ew>
2）state_val_ew=0;
cnt_ew=init_ew[state_val_ew];
switch（state_val_ew）//根据状态值，刷新各信号灯的状态
EW_green=1;
EW_yellow=1;
EW_red=0;
EW_green=0;
EW_yellow=1;
EW_red=1;
EW_yellow=0;
main（）
//初始化各变量
cnt_sn=init_sn[0];
cnt_ew=init_ew[0];
T1_cnt=0;
state_val_sn=0;
//启动后，默认工作在序号为1的状态
state_val_ew=0;
//初始化各灯的状态
SN_green=0;
//南北方向绿灯亮
//南北方向黄灯灭
//南北方向红灯灭
EW_green=1;
//东西方向绿灯灭
//东西方向黄灯灭
//东西方向红灯亮
//初始化51的寄存器
TMOD=0x20;
//用T1计时8位自动装载定时模式
TH1=0x19;
//0x4b;
//500微秒溢出一次;
250=（256-x）*12/11.0592->
x=230.4
TL1=0x19;
EA=1;
//开中断
ET1=1;
TR1=1;
//开定时器T1
while
（1）
{
led_show（cnt_sn,cnt_ew）;
}//主程序结束
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