基于單片機的交通燈控制器的研究與設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 原理 ： 當定時器定時為 1 秒，時程序跳轉到時間顯示及信號燈顯示子程序，它將依次顯示信號燈時間 ，同時一直 顯示信號燈的顏色，這時在返回定時子程序定時一秒，在顯示黃燈的下一個時間，這樣依次把所有的燈色的時間顯示完后在重新給時間計數器賦初值 ，重新進入循環。 8255 輸出信號的放大 ： 要使行人能看見信號燈的情況，必須把 8255 輸出的信號進行放大，這里我們用 VT 為雙向晶閘管，當門極為高電平時晶閘管導通，該支路指示燈亮；當門極為低電平時關斷，該支路指示燈滅。如圖 2 我們用連接 7 段數碼管的方法來連接晶閘管 8255 輸出信號與信號燈的連接 ： LED 燈的顯示原理 :通過同名管腳上 所加電平的高低來控制發光二極管是否點量而顯示不同的字形如 SP， g,f,e,d,c,b,a 管角上加上 7FH所以 SP 上為 0伏，不亮其余為 TTL高電平，全亮則顯示為 8 采用共陰級連接 : 其中 PA0\PB0a, PA1\PB1b, PA2\PB2c, PA3\PB3d, PA4\PB4e, PA5\PB5f, PA6\PB6g， PA7\PB7 SP接地 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 13 顯示數值 dop g f e d c b a 驅動代碼（ 16 進制） 0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 5 0 1 1 0 1 1 0 0 6DH 6 0 1 1 1 1 1 0 0 7DH 7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 表 3 驅動代碼表 8255 與 8031 的連接 ： 用 8031的 P0 口的 連接 8255 的片選信號 cs 我們用 8031的地址采用全譯碼方式：當 =0 時片選有效， 其他無效， 用于選擇 8255端口 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 X X X X X 0 0 00H 為 8255 的 PA口 1 X X X X X 0 1 01H 為 8255的 PB口 1 X X X X X 1 0 02H 為 8255的 PC口 1 X X X X X 1 1 03H 為 8255的控制口 由于 8031是分時對 8255 和儲存器進行訪問所以 8031 的 P0口不會發生 沖突 程序設計 流程圖 如圖所示 : 圖 8 程序流程圖 開始 初始化 等待鍵盤事件 鍵盤事件處理 顯示程序處理 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 14 圖 9 程序流程圖 系統內存分配和 I/0 接口使用 1．程序空間（ 64k） 地址 使用情況 芯片 00003FFFH 用戶程序區 U23RAM 4000DFFFH 用戶程序區 E000FFFFH 系統保留 ROM 表 5 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 15 2． I/O 接口使用 用戶程序區 8255 的端口地址如下表： 信號線 寄存器 編址 IOY3 A口 0C60H B口 0C61H C口 0C62H 控制寄存器 0C63H 表 6 此 I/O 接口的地址不占 51 外部數據空間地址，所以使用時，需要通過特殊的調用功能程序來操縱這些接口電路，即： 寫數據到 I/0 口 子程序調用 為 LCALL 0F4E0H 從某 I/0端口讀出數據 為 LCALL 0F4E3H 例如：將累加器 A 的數據 12寫入地址 0C63 的 I/O 端口： MOV DPTR ， 0C63H MOV A， 12H LCALL 0F4E3H 將地址 0C63 的 I/O 端口狀態讀出到累加器 A：： MOV DPTR ， 0C63H LCALL 0F4E3H 控制器程序源代碼 見附錄 1。 系統的程序源代碼 見附錄 2。 6 看門狗硬件電路 由于單片機自身的抗干擾能力比較差，尤其在一些條件比較惡劣、噪聲大的場合，常會出現單片機因為受外界干擾而導致死機的現象，造成系統不能正常工作。設置看門狗是為了防止單片機死機、提高單片機系統抗干擾性的一種重要途徑。 一個完整的單片機應用系統應該是一個軟、硬件的結合體，在系統正常工作時，會受到各種外界干擾因素的影響。這種外界干擾輕者導致 系統內部數據出錯，重者基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 16 將嚴重影響程序的運行。因此單片機應用系統的開發一定要考慮系統可靠性的設計，以滿足系統在現場苛刻環境下的正常運行，而“看門狗”則是系統可靠性設計的重要一環。在一個單片機應用系統中，所謂的“看門狗”是指在系統設計中通過軟件或硬件方式在一定的周期內監控單片機或其他 CPU的 運行情況。如果在規定的時間內沒有收到來自單片機或其他 CPU 的觸發信號，則系統會強制復位，以保證系統在受到干擾時仍能夠維持正常的工作狀態。在單片機系統中，看門狗的設計一般采用硬件和軟件結合兩種方式。 軟件看門狗 軟件看門 狗是利用單片機片內閑置的定時器 /計數器單元作為看門狗，在單片機程序中適當的插入監控指令，當程序出現異常或進入死循環時，利用軟件將程序計數器 PC賦予初始值，強制性的使程序重新開始運行。 使用軟件看門狗的具體實現方法如下。 (1)首先在初始化程序中設置好定時器 /計數器的方式控制寄存器 (TMOD) 和 定時時間的初值，并開中斷。 (2)根據定時器的定時時間，在主程序中按一定的間隔插入復位定時器的指令，既插入監控指令，兩條指令間的時間間隔應該小于定時時間，否則看門狗將發生錯誤動作。 (3)在定時器的中斷服務程序中設置一條無條件轉移指令 ，將程序計數器 PC 轉移到初始化程序的入口。 軟件看門狗的最大特點是無須外加硬件電路，經濟性好。當然，如果片內的定時器 /計數器被占用，就需要尋求其他的設計方式了。 硬件看門狗 專用硬件看門狗是指一些集成化的或集成在單片機內的專用看門狗電路，它實際上是一個特殊的定時器，當定時時間到時，發出溢出脈沖。從實現角度上看，該方式是一種軟件與片外專用電路相結合的技術，硬件電路連接好后，在程序中適當地插入一些看門狗復位的指令，保證程序正常運行時看門狗不溢出。而當程序運行異常時，看門狗超時發出溢出脈沖，通過單片機 的 RESET 引腳使單片機復位。這種方式中，看門狗能否可靠有效地工作，與硬件組成及軟件的控制策略都有密切的關系。目前常用的集成看門狗電路很多，如 MAX705~70 MAX813L、 X5043/5045 等。 看門狗電路可以分為內看門狗和外看門狗。看門狗電路是指看門狗的硬件電路基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 17 包含在單片機內部，如 Microchip 的 16C5x 系列， MOTOROLA 的 68C05 系列， 51內核中比較典型的有 Atmel 公司的 AT89C55WD、 AT89S8252， Winbond 公司的 W77E58，SST公司的 SST89C58 以及 Philips 公司 87系列的多種型號的單片機等。 對于沒有看門狗定時器的單片機或是認為內部看門狗不可靠時，可以采用外部看門狗定時器。外部看門狗電路既可以用專用看門狗芯片，也可由普通芯片實現。 這里，以專用芯片 MAX692 作為外部看門狗的電路。 MAX692 是微系統監控電路芯片，具有后備電池切換、掉電判別、看門狗監控等功能。其封裝和引腳說明如圖 10所示。 VOUT VBATT VCC RESET GND WDI PFI /PFD 圖 10 MAX692 封裝和引腳 VOUT：電源輸出引腳。 VCC：接電源引腳，電源供電 ~。 GND：接地。 PFI：電池故障輸入。 /PFO： 電池故障輸出。 WDI：監視器輸入引腳。 /RESET：復位輸出引腳，低電平有效。 VBATT：后備電池輸入端。 MAX692 在本文的單片機系統中的具體使用方法和電路原理圖如圖 11所示。 MAX692 電路原理圖 如圖 其中 WDI 是看門狗監測輸入腳，接到 CPU 的一個專用 I/O口或一個總線上。 /RESET 是復位信號輸出腳，接到 CPU的復位輸入腳。 MAX692 的 WDI 定時周期是 ，復位脈沖寬度是 200ms。如果 WDI 保持高或低超過看門狗定時周期（ ）， /RESET 端將發生 200ms 的負 脈沖使 CPU復位 MAX692 1 2 3 4 5 6 7 8 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 18 圖 11 MAX692 電路原理圖 7 結論 本系統就是充分利用了 8031 和 8255 芯片的 I/O 引角， 采用 MCS51系列單片機 Intel8031 和可編程并行 I/O 接口芯片 8255A 為中心器件來設計交通燈控制器，實現了能根據實際車流量通過 8031芯片的 P1 口設置紅、綠燈燃亮時間的功能；為了系統穩定可靠采用了 MAX629“ 看門狗 ” 芯片，避免了系統因為死機而停止工作的情況發生；顯示時間直接通過 8255 的 PA、 PB輸出；交通燈信號通過 PC口輸出；交通燈的點亮采用 VT雙向晶閘管來控制，直接采用 220V 交流電源驅動， 系統設計簡便、 實用性強 、 操作簡單 、程序設計簡便。系統不足之處不能控制車的左、右轉、以及自動根據車流改變紅綠燈時間等。這是由于本身地理位子以及車流量情況所定，如果有需要可以設計擴充原系統來實現 通過這次畢業設計，使我得到了一次用專業知識、專業技能分析和解決問題全面系統的鍛煉。使我在單片機的基本原理、單片機應用系統開發過程，以及在常用編程設計思路技巧（特別是匯編語言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應用型人才打下良好的基礎。 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 19 致謝 首先感謝我的導師蔣烈輝教授和何紅旗講師，感謝 他們在我整個畢業實習階段所給予我的關心、幫助和指導。導師學識淵博、經驗豐富、要求嚴格、使我受益匪淺。他們科學的思維方法、崇高的敬業精神、嚴謹的治學態度以及對我各方面的幫助，使我終生難忘。 感謝我的搭檔職保平、于洋，感謝你們在學習、生活上給我的幫助和鼓勵，我所有的進步都與你們是分不開的。在與大家的交流與討論中，我學到了很多東西，對我課題的進展有很大的幫助。 在此向所有曾支持和幫助我的人表示深深的謝意！ 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 20 參考文獻 [1]胡漢才 .單片機原理及其接口技術 [M]. 北京： 清華大學出版， 1996 [2]付家才 . 單片機控制工程實踐技術 [M]. 北京 ：化學 工業出版社 ， [3]潘新民 .微型計算機控制技術 [M].北京：人民郵電 出版社 ， [4]余錫存 曹國華 .單片機原理及接口技術 [M].陜西 :西安電子科技大學出版社 , [5]雷麗文 等 .微機原理與接口技術 [M].北京：電子工業出版社， 基于單片機的交通燈控制器的研究與設計 21 （以下是附加文檔，不需要朋友下載后編輯刪除，謝謝） 2020 年鐵西區政府工作報告 ——2020 年 12 月 28 日在鐵西區第十七屆人民代表大會第四次會議上 區長 程曉龍 各位代表： 現在，我代表區人民政府向大會報告工作，請予審議，并請區政協各位委員提出意見和建議。 一、 2020 年及 “十二五 ”