基于单片机的交通灯设计Word文档格式.docx
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延时方法可以有两种一中是利用MCS-51内部定时器才生溢出中断来确定1秒的时间,另一种是采用软延时的方法。
2.2计数器硬件延时
2.2.1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。
他是以加法记数的,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可得到如下计算通式:
TC=M-C
式中,M为计数器摸值,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为28
2.2.2计算公式
T=(M-TC)T计数
或TC=M-T/T计数
T计数是单片机时钟周期TCLK的12倍;
TC为定时初值
如单片机的主脉冲频率为TCLK12MHZ ,经过12分频
方式0 TMAX=213 *1微秒=8.192毫秒
方式1 TMAX=216 *1微秒=65.536毫秒
显然1秒钟已经超过了计数器的最大定时间,所以我们只有采用定时器和软件相结合的办法才能解决这个问题.
2.2.31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。
在中断服务子程序中,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。
2.2.4相应程序代码
(1)主程序
定时器需定时50毫秒,故T0工作于方式1。
初值:
TC=M-T/T计数 =216 -50ms/1us=15536=3CBOH
ORG1000H
START:
MOVTMOD,#01H;
令TO为定时器方式1
MOVTH0,#3CH;
装入定时器初值
MOVTL0,#BOH ;
MOVIE, #82H;
开T0中断
SEBT TRO ;
启动T0计数器
MOV RO, #14H ;
软件计数器赋初值
LOOP:
SJMP$ ;
等待中断
(2)中断服务子程序
ORG 000BH
AJMP BRT0
ORG 00BH
BRTO:
DJNZR0,NEXT
AJMPTIME;
跳转到时间及信号灯显示子程序
DJNZ:
MOV RO,#14H ;
恢复R0值
MOVTH0,#3CH;
重装入定时器初值
MOVIE, #82H
RET1
END
2.3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6MHZ。
机器周期与主频有关,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。
具体的延时程序分析:
DELAY:
MOVR4,#08H延时1秒子程序
DE2:
LCALLDELAY1
DJNZR4,DE2
RET
DELAY1:
MOVR6,#0延时125ms子程序
MOVR5,#0
DE1:
DJNZR5,$
DJNZR6,DE1
MOVRN,#DATA字节数数为2机器周期数为1
所以此指令的执行时间为2ms
DELAY1为一个双重循坏循环次数为256*256=65536所以延时时间=65536*2=131072us约为125us
DELAYR4设置的初值为8主延时程序循环8次,所以125us*8=1秒
由于单片机的运行速度很快其他的指令执行时间可以忽略不计。
2.4时间及信号灯的显示
2.4.18051并行口的扩展
8051虽然有4个8位I/O端口,但真正能提供借用的只有P1口,因为P2和P0口通常用于传送外部传送地址和数据,P3口也有它的第二功能。
因此,8051通常需要扩展。
由于我们用外部输入设定红绿灯倒计时初值、数码管的输出显示、红绿黄信号灯的显示都要用到一个I/O端口,显然8051的端口是不够,需要扩展。
扩展的方法有两种:
(1)借用外部RAM地址来扩展I/O端口;
(2)采用I/O接口新片来扩充。
我们用8255并行接口信片来扩展I/O端口。
2.4.2显示原理:
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在重新给时间计数器赋初值,重新进入循环。
2.4.38255PA口输出信号接信号灯:
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,所以可以用置位方法点亮红,绿,黄发光二极管。
2.4.48255输出信号与数码管的连接:
LED灯的显示原理:
通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点量而显示不同的字形如SP,g,f,e,d,c,b,a管角上加上7FH所以 SP上为0伏,不亮其余为TTL高电平,全亮则显示为8
采用共阴级连接:
其中PC0\PB0-a,
PC1\PB1-b,
PC2\PB2-c,
PC3\PB3-d,
PC4\PB4-e,
PC5\PB5-f,
PC6\PB6-g
PC7\PB7-SP接地
显示数值
dopgfedcba
驱动代码(16进制)
00111111
3FH
1
00000110
06H
2
01011011
5BH
3
01001111
4FH
4
01100110
66H
5
01101100
6DH
6
01111100
7DH
7
00000111
07H
8
01111111
7FH
表3驱动代码表
2.4.58255与8051的连接:
用8051的P0口的p0.7连接8255的片选信号cs我们用8031的地址采用全译码方式,当p0.7=0时片选有效,其他无效,p0.1p0.1用于选择8255端口
P0.7p0.6p0.5p0.4p0.3p0.2P0.1P0.0
A7A6A5A4A3A2A1A0
1XXXXX0000H为8255的PA口
1XXXXX0101H为8255的PB口
1XXXXX1002H为8255的PC口
1XXXXX1103H为8255的控制口
由于8051是分时对8255和储存器进行访问所以8051的P0口不会发生冲突
2.5程序设计
2.5.1流程图如图所示
图2.5流程图
图3.5.1程序流程图
2.5.2程序源代码
ORG0000H;
主程序的入口地址
LJMPMAIN;
跳转到主程序的开始处
ORG0003H;
外部中断0的中断程序入口地址
ORG000BH;
定时器0的中断程序入口地址
LJMPT0_INT;
跳转到中断服务程序处
ORG0013H;
外部中断1的中断程序入口地址
MAIN:
MOVSP,#50H
MOVIE,#8EH;
CPU开中断,允许T0中断,T1中断和外部中断1中断
MOVTMOD,#51H;
设置T1为计数方式,T0为定时方式,且都工作于模式1
MOVTH1,#00H;
T1计数器清零
MOVTL1,#00H
SETBTR1;
启动T1计时器
SETBEX1;
允许INT1中断
SETBIT1;
选择边沿触发方式
MOVDPTR,#0003H
MOVA,#80H;
给8255赋初值,8255工作于方式0
MOVX@DPTR,A
AGAIN:
JBP3.1,N0;
判断是否要设定东西方向红绿灯时间的初值,若P3.1为1则跳转
MOVA,P1
JBP1.7,RED;
判断P1.7是否为1,若为1则设定红灯时间,否则设定绿灯时间
MOVR0,#00H;
R0清零
MOVR0,A;
存入东西方向绿灯初始时间
MOVR3,A
LCALLDISP1
LCALLDELAY
AJMPAGAIN
RED:
MOVA,P1
ANLA,#7FH;
P1.7置0
MOVR7,#00H;
R7清零
MOVR7,A;
存入东西方向红灯初始时间
;
-------------------------------------------
N0:
SETBTR0;
启动T0计时器
MOV76H,R7;
红灯时间存入76H
N00:
MOVA,76H;
东西方向禁止,南北方向通行
MOVR3,A
MOVDPTR,#0000H;
置8255A口,东西方向红灯亮,南北方向绿灯亮
MOVA,#0DDH
N01:
JBP2.0,B0
N02:
SETBP3.0
CJNER3,#00H,N01;
比较R3中的值是否为0,不为0转到当前指令处执行
------黄灯闪烁5秒程序------
N1:
MOVR3,#05H
置8255A口,东西,南北方向黄灯亮
MOVA,#0D4H
MOVX@DPTR,A
N11:
MOVR4,#00H
N12:
CJNER4,#7DH,$;
黄灯持续亮0.5秒
N13:
置8255A口,南北方向黄灯灭
N14:
黄灯持续灭0.5秒
CJNER3,#00H,N1;
闪烁时间达5秒则退出
------------------------------------------------------------
N2:
MOVR7,#00H
MOVA,R0;
东西通行,南北禁止
置8255A口,东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮
MOVA,#0EBH
N21:
JBP2.0,T03
N22:
CJNER3,#00H,N21
N3:
MOVA,#0E2H
N31:
N32:
N33:
CJNER3,#00H,N3;
SJMPN00
------闯红灯报警程序------
B0:
MOVR2,#03H;
报警持续时间3秒
B01:
MOVA,R3
JZN1;
若倒计时完毕,不再报警
CLRP3.0;
报警
CJNER2,#00H,B01;
判断3秒是否结束
SJMPN02
------1秒延时子程序-------
N7:
RETI
T0_INT:
MOVTL0,#9AH;
给定时器T0送定时10ms的初值
MOVTH0,#0F1H
INCR4
INCR5
CJNER5,#0FAH,T01;
判断延时是否够一秒,不够则调用显示子程序
MOVR5,#00H;
R5清零
DECR3;
倒计时初值减一
DECR2;
报警初值减一
T01:
ACALLDISP;
调用显示子程序
RETI;
中断返回
------显示子程序------
DISP:
JNBP2.4,T02
DISP1:
MOVB,#0AH
MOVA,R3;
R3中值二转十显示转换
DIVAB
MOV79H,A
MOV7AH,B
DIS:
MOVA,79H;
显示十位
MOVDPTR,#TAB
MOVCA,@A+DPTR
MOVDPTR,#0002H
MOVDPTR,#0001H
MOVA,#0F7H
DS2:
MOVA,7AH;
显示个位
MOVDPTR,#TAB
MOVA,#0FBH
------东西方向车流量检测程序------
T03:
SUBBA,#00H;
若绿灯倒计时完毕,不再检测车流量
JZN3
INCR7
CJNER7,#64H,E1
中断到100次则清零
E1:
SJMPN22
------东西方向车流量显示程序------
T02:
MOVA,R7;
R7中值二转十显示转换
DIS3:
DS4:
LJMPN7
------延时4MS子程序----------
DELAY:
MOVR1,#0AH
MOVR6,#64H
NOP
LOOP1:
DJNZR6,LOOP1
DJNZR1,LOOP
RET
------字符表------
TAB:
DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH
END
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- 基于 单片机 交通灯 设计