基于單片機控制交通燈畢業(yè)論文

1、江蘇農牧科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計（論文）畢業(yè)設計（論文） 題目： 基于單片機控制交通燈 姓名： xxxxxxxxx 學號： xxxxxxxxxx 二級院系部： 機電工程系 班級: 應用電子 10 專業(yè)： 應用電子技術 指導教師： xxx 職稱： 講師 二 一三 年 五 月 【摘要摘要】 隨著全球城市化進程的加快,機動車的使用數(shù)量也越來越多,造成了城市交通上的各 種問題,如何控制好城市的交通已經成為一個全球化的問題。交通燈的出現(xiàn)使交通得以 有效管制,對于疏導交通流量,提高交通通行能力,減少交通事故有明顯效果。本設計利 用單片機8051為核心部件,外加定時器復位電路晶振電路顯示電路設計一個比較 符合

2、交通規(guī)則的模擬交通燈。設計中通過led七段數(shù)碼管作為計時顯示用,用發(fā)光二級管 指示車輛的通行,定時器工作于方式一并定時50ms,配合軟件計時器調用中斷程序,中斷 程序設置20次,從而達到1s的定時,同時調用顯示程序,顯示倒計時的時間。本交通燈系 統(tǒng)簡單實用性強成本低使用維護方便,軟件功能強,運行穩(wěn)定可靠的特點。 【關鍵詞關鍵詞】 單片機；交通燈；定時器 abstract as the global urbanization speeding up, the number of motor vehicles more and more, caused the various problems o

3、f urban traffic, how to control the urban traffic has become a global problem. the emergence of the traffic light is able to effectively control the traffic, for facilitating traffic flow, improve the traffic capacity, reduce traffic accidents have obvious effect. i pick made traffic lights project,

4、 analysis of the problems of modern urban traffic control and management status quo, combined with the actual situation of urban and rural traffic illustrates the working principle of traffic light control system, this design 8051 microcontroller as the core components, plus timer, reset circuit, cr

5、ystals circuit, display circuit design a simulation traffic light compared with the traffic rules. through the design of led display with seven segment digital tube for timing, using leds indicate vehicle traffic, timer timing 50 ms, along with all the work on ways to cooperate with software timer c

6、alls interrupt program, interrupt program set up 20 times, so as to achieve the timing of the 1 s, at the same time call display program, display the countdown time. this traffic light system is simple, strong practicability, low cost, convenient in operation and maintenance, software function is st

7、rong, stable running, reliable characteristic. key words single chip microcomputer; the traffic light; the timer 目目 錄錄 【摘要】.i 【關鍵詞】.i key words.ii 緒 論.1 1.設計任務及方案選定.2 1.1 設計任務.2 1.2 設計要求 .2 1.3 方案選定.3 2. 系統(tǒng)所用芯片簡介.4 2.1 mcs-51 單片機簡介.4 2.1.1 mcs-51 單片機內部結構 .4 2.1.2 mcs-51 的引腳說明 .5 2.2 8255a 并行接口芯片內部結構

8、.8 2.3 74ls373 芯片簡介.9 3. 系統(tǒng)硬件設計.11 3.1 交通燈硬件線路圖.11 3.2 系統(tǒng)工作原理 .11 4.軟件設計.13 4.1 延時方法的設定.13 4.2 軟件延時 .13 4.3 時間及信號燈的顯示 .14 4.3.1 8255a 并行口的擴展 .14 4.3.2 顯示原理.14 4.3.3 led 燈簡介 .14 4.3.4 8255a 輸出信號與數(shù)碼管的連接 .15 4.4 程序設計 .16 4.4.1 流程圖 .16 4.4.2 程序源代碼.16 設計總結.22 致 謝.23 參考文獻.24 緒緒 論論 當今，紅綠燈安裝在各個道口上，已經成為疏導交通車

9、輛最常見和最有效的手段。 但這一技術在 19 世紀就已出現(xiàn)了。 電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914 年始安裝于紐約市 5 號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止” ，綠燈亮表示“通行” 。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在 地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按 一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。 信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減 少交通事故有明顯效果。1968 年，聯(lián)合國道路交通和道路標志信號協(xié)定對各種信 號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信

10、號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉彎和右轉彎， 除非另一種標志禁止某一種轉向。左右轉彎車輛都必須讓合法地正在路口內行駛的車輛 和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停 車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停 車線而不能安全停車時可以進入交叉路口。 交通信號燈控制電路是由振蕩電路、三進制計數(shù)器、譯碼電路、顯示驅動電路和開 關控制電路等電路組成。在本課程設計中，通過 eda 設計程序使十字路口的工作順序為 主干道每次通行時間都設為 30 秒、支干道每次通行間為 20 秒，時間可設置修改。在綠 燈轉為紅燈時，要求黃燈先亮 5 秒

11、鐘，才能變換運行車道；后 5 秒黃燈亮，黃燈亮時， 要求每秒閃亮一次。東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮 的時間都用顯示器進行顯示（采用計時的方法）,依次重復。 本設計采用 8051 單片機實現(xiàn)汽車尾燈控制電路，其電路設計比較簡單，外圍電路 少，易于控制和檢查，單片機的應用具有范圍廣的特點，對各個行業(yè)的技術改造和產品 智能化的更新?lián)Q代起著重要的推動作用。采用單片機來對他們控制，不僅具有控制方便、 簡單和靈活性大等特點，而且還可以大幅度提高被控對象的技術指標，從而大大提高控 制器的質量。 1.1.設計任務及方案選定設計任務及方案選定 1.11.1 設計任務設計任務 本系統(tǒng)

12、由單片機系統(tǒng)、鍵盤、led 顯示、交通燈演示系統(tǒng)組成。最后，系統(tǒng)要求實 現(xiàn)如下的交通燈的功能： 1）南北方向（主干道）車道和東西方向（支干道）車道兩條交叉道路上的車輛交 替運行，主干道每次通行時間都設為 30 秒、支干道每次通行間為 20 秒，時間可設置修 改。 2）在綠燈轉為紅燈時，要求黃燈先亮 5 秒鐘，才能變換運行車道。 3）黃燈亮時，要求每秒閃亮一次。 4）東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時間都用 顯示器進行顯示（采用計時的方法） 。 5）依次重復。 1.21.2 設計要求設計要求 該設計在熟練掌握單片機及其仿真系統(tǒng)的使用方法基礎上，綜合應用單片機原理、 微

13、機原理、微機接口技術等課程方面的知識，設計一個采用 8051 單片機控制的交通燈 控制電路。 根據設計功能及要求，我們可得系統(tǒng)的原理框圖如圖 1-1 所示。 圖 1-1 系統(tǒng)的原理框圖 根據系統(tǒng)的原理框圖，分別分析各部分電路的元器件的功能以及選擇合適的元件。 具體設計思路如下：收集并整理資料，硬件設計，軟件設計，proteus 仿真，設計體會 與總結。 1.31.3 方案選定方案選定 交通燈在安全行車過程中起著十分重要的作用，現(xiàn)在交通燈一般設在十字路口，在 醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈， 加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車， 對于一般情況下的安全行車、車輛分流發(fā)揮著作用， 但根據實際

14、行車過程中出現(xiàn)的情 況， 如何全面有效地利用交通燈指示交通情況，我們嘗試用單片機來控制交通燈，在 軟、硬件方面采取一些改進措施,，使交通燈在控制中靈活而有效。 硬件系統(tǒng)是指構成 單片機系統(tǒng)的實體和裝置，通常由運算器、控制器、存儲器、輸入接口電路和輸入設備、 輸出接口電路和輸出設備等組成。單片機實質上是一個硬件的芯片，在實際應用中，通 常很難直接和被控對象進行電氣連接，必須外加各種擴展接口電路、外部設備、被控對 象等硬件和軟件，才能構成一個單片機應用系統(tǒng)。該交通燈擬系統(tǒng)的硬件部分主要由鍵 盤、顯示和運算部分組成。按照題目的設計要求，本課題需要使用 led 數(shù)碼管顯示和擴 展鍵盤。在該交通燈系統(tǒng)的

15、設計中采用 8051 單片機。 2.2. 系統(tǒng)所用芯片簡介系統(tǒng)所用芯片簡介 2.12.1 mcs-51mcs-51 單片機單片機簡介簡介 2.1.12.1.1 mcs-51mcs-51 單片機內部結構單片機內部結構 8051 是 mcs-51 系列單片機的典型產品，我們以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。 8051 單片機包含中央處理器、程序存儲器(rom)、數(shù)據存儲器(ram)、定時/計數(shù)器、 并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據總線、地址總線和控制總線等三大總 線，現(xiàn)在我們分別加以說明，如圖 2-1 所示。 圖 2-1 8051 內部結構圖 中央處理器： 中央處理器(cpu)是整個單

16、片機的核心部件，是 8 位數(shù)據寬度的處理器，能處理 8 位二進制數(shù)據或代碼，cpu 負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協(xié)調的工作，完成運算 和控制輸入輸出功能等操作。 數(shù)據存儲器(ram)： 8051 內部有 128 個 8 位用戶數(shù)據存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一 編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶 數(shù)據，所以，用戶能使用的 ram 只有 128 個，可存放讀寫的數(shù)據，運算的中間結果或用 戶定義的字型表。 程序存儲器(rom)： 8051 共有 4096 個 8 位掩膜 rom，用于存放用戶程序，原始數(shù)據或表格。 定時/計數(shù)器： 80

17、51 有兩個 16 位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產生中斷用于控制程序 轉向。 并行輸入輸出(i/o)口： 8051 共有 4 組 8 位 i/o 口(p0、 p1、p2 或 p3)，用于對外部數(shù)據的傳輸。 全雙工串行口： 8051 內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數(shù)據傳送，該串行口 既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。 中斷系統(tǒng)： 8051 具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中 斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級的優(yōu)先級別選擇。 時鐘電路： 8051 內置最高頻率達 12mhz 的時鐘電路，用于產生整個單片機運行的

18、脈沖時序， 但 8051 單片機需外置振蕩電容。 2.1.2 mcs-51 的引腳說明 chmos 制造工藝的 8051，除采用 40 腳雙列直插式封裝外，還采用方形的封裝方 式?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明，如圖 2-2 所示。 圖 2-2 8051 引腳示意圖 (1)p0 口(3239) 8 位漏極開路型雙向 i/o 口。在外接存儲器時，p0 口作為低 8 位地址數(shù)據總線復用口，通過分時操作，先傳送低 8 位地址，利用 ale 信號的下降沿 特地址鎖存，然后作為 8 位雙向數(shù)據總線使用，用來傳送 8 位數(shù)據。在對片內 eprom 編 程時，p0 口接收指令代碼；而在內部程序驗證時，則輸

19、出指令代碼，并要求外接上拉 電阻。po 口能以吸收電流的方式驅動 8 個 i0sttl 負載。 (2)p1 口(18) 8 位具有內部上拉電阻的難雙向 i/o 口。在片內 eprom 編程及校 驗時，它接收低 8 位地址。p1 口能驅動 3 個 lsttl 負載。其中 p10 和 p1.1 還具有第 二變異功能：p1.0(t2)為定時器計數(shù)器 2 的外部事件脈沖輸入端。p1.1(t2ex)為定時 器計數(shù)器 2 的捕捉和重新裝入觸發(fā)脈沖輸入端。 (3)p2 口(2128) 8 位具有內部上拉電阻的準雙向 i/o 口。在外接存儲器時，p2 口作為高 8 位地址總線。atmel 在對片內 eprom

20、 編程、校驗時，它接收高位地址。p2u 能驅動 3 個 lsttl 負載。 (4)p3 口(10l7) 8 位帶有內部上拉電阻的準雙向 i/o 口。特殊功能(或稱第二變 異功能)。 p3.0(rxd)：串行輸入端口。 p31(txd)：串行輸出端口。 p3.2(int0)：外部中斷 0 輸入端。 p33(1ntl)：外部中斷 1 輸入端。 p34(t0)：定時器計數(shù)器 0 外部輸入端。 p35(t1)：定時器計數(shù)器 1al 部輸入端。 p36(wr)：外部數(shù)據存儲器寫選通。 p37(rd)：外部數(shù)據存儲器讀選通。 p3 口能驅動 3 個 lsttl 負載。 pin9:reset/vpd復位信號

21、復用腳，當 8051 通電，時鐘電路開始工作，在 reset 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。初始化后，程序計數(shù)器 pc 指向 0000h，p0-p3 輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入 07h，其它專用寄存器被清 “0” 。reset 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000h 地址開始執(zhí)行程序。然而，初 始復位不改變 ram（包括工作寄存器 r0-r7）的狀態(tài)，8051 的初始態(tài)。8051 的復位方式 可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖 2-3。此外，reset/vpd還是一復用腳， vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內部 ram 的數(shù)據不丟失

22、。時鐘方式 見圖 2-4 所示。 (a)上電自動復位 (b)手動復位電路 (c)內部時鐘方式 (d)外部時鐘方式 圖 2-3 復位電路 圖 2-4 時鐘方式 pin30:ale/當訪問外部程序器時，ale(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位 字節(jié)。而訪問內部程序存儲器時，ale 端將有一個 1/6 時鐘頻率的正脈沖信號，這個信 號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪 問外部程序存儲器，ale 會跳過一個脈沖。 pin29:當訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號，pc 的 16 位地 址數(shù)據將出現(xiàn)在 p0 和 p2 口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據放

23、到 p0 口上，由 cpu 讀 入并執(zhí)行。 pin31:ea/vpp程序存儲器的內外部選通線，內置有 4kb 的程序存儲器，當 ea 為 高電平并且程序地址小于 4kb 時，讀取內部程序存儲器指令數(shù)據，而超過 4kb 地址則讀 取外部指令數(shù)據。如 ea 為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。 顯然，對內部無程序存儲器的 8031,ea 端必須接地。 pin40:vcc 電源+5v 輸入。 pin20:vssgnd 接地端。 pin18和 pin19: xtal1和 xtal2 晶振引腳。當使用芯片內部時鐘時，此二引腳用 于外接石英晶體和微調電容；當使用外部時鐘時，用于接外部時鐘

24、脈沖信號。 在編程時，ea/vpp腳還需加上12v 的編程電壓。 2.22.2 8255a8255a 并行接口芯片內部結構并行接口芯片內部結構 8255a 的內部結構如圖 2-5 所示，由三部分電路組成：與 cpu 的接口電路、內部控 制邏輯電路和與外設連接的輸入/輸出接口電路。 圖 2-5 8255a 內部結構圖 （1）與 cpu 的接口電路 與 cpu 的接口電路由數(shù)據總線緩沖器和讀/寫控制邏輯組成。數(shù)據總線緩沖器是一 個三態(tài)、雙向、8位寄存器，8條數(shù)據線 d0d7與系統(tǒng)數(shù)據總線連接，構成 cpu 與8255a 之間信息傳送的通道，cpu 通過執(zhí)行輸出指令向8255a 寫入控制命令或往外設

25、傳送數(shù)據， 通過執(zhí)行輸入指令讀取外設輸入的數(shù)據。 讀/寫控制邏輯電路用來接收 cpu 系統(tǒng)總線的讀信號，寫信號，片選擇信號 ，端口選擇信號 a1，a0和復位信號 reset，用于控制8255a 內部寄存器的讀/寫操作 和復位操作。 （2）內部控制邏輯電路 內部控制邏輯包括 a 組控制與 b 組控制兩部分。a 組控制寄存器用來控制 a 口 pa7pa0和 c 口的高4位 pc7pc4。b 組控制寄存器用來控制 b 口 pb7pb0和 c 口的低 4位 pc3pc0。 它們接收 cpu 發(fā)送來的控制命令，對 a, b, c 3個端口的輸入/輸出方式進行控制。 （3）輸入/輸出接口電路 8255a

26、片內有 a, b, c 3個8位并行端口，a 口和 b 口分別有1個8位的數(shù)據輸出鎖存 /緩沖器和1個8位數(shù)據輸入鎖存器，c 口有1個8位數(shù)據輸出鎖存/緩沖器和1個8位數(shù)據輸 入緩沖器，用于存放 cpu 與外部設備交換的數(shù)據。 對于8255a 的3個數(shù)據端口和1個控制端口，數(shù)據端口既可以寫入數(shù)據又可以讀出數(shù) 據，控制端口只能寫入命令而不能讀出，讀/寫控制信號（, ）和端口選擇信號（ , a1和 a0）的狀態(tài)組合可以實現(xiàn) a, b, c 3個端口和控制端口的讀/寫操作。8255a 的端口分配及讀/寫功能見表2-1。 表2-18255a 的端口分配及讀/寫功能 a1 a0 功能 001 0 0 輸

27、入指令 a 口 001 0 1 輸入指令 b 口 001 1 0 輸入指令 c 口 001 1 1 命令寫入控制寄存器 010 0 0 讀出 a 口數(shù)據 010 0 1 讀出 b 口數(shù)據 010 1 0 讀出 c 口數(shù)據 010 1 1 非法操作 2.3 74ls373 芯片簡介 當 74ls373 用作地址鎖存器時如圖 2-6 所示。應使 0e 為低電平，此時鎖存使能端 c 為高電平時，輸出 q0q7 狀態(tài)與輸入端 d1d7 狀態(tài)相同；當 c 發(fā)生負的跳變時，輸入 端 d0d7 數(shù)據鎖入 q0q7。51 單片機的 ale 信號可以直接與 74ls373 的 c 連接。在 mcs-51 單片機

28、系統(tǒng)中，常采用 74ls373 作為地址鎖存器使用，其連接方法如上圖所示。 其中輸入端 d0d7 接至單片機的 p0 口，輸出端提供的是低 8 位地址，g 端接至單片機 的地址鎖存允許信號 ale。輸出允許端 e 接地，表示輸出三態(tài)門一直打開。 圖2-6 74ls373內部引腳示意圖 當三態(tài)允許控制端0e 為低電平時，q0q7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅動負載或總 線。當0e 為高電平時，q0q7 呈高阻態(tài)，即不驅動總線，也不為總線的負載，但鎖存 器內部的邏輯操作不受影響。當鎖存允許端 le 為高電平時，q 隨數(shù)據 d 而變。當 le 為低電平時，d 被鎖存在已建立的數(shù)據電平。當 le 端施密特觸

29、發(fā)器的輸入滯后作用， 使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mv。其真值表如表2-2所示。 表 2-2 74ls373 真值表 dnleoeqn hhlh lhll xllq0 xxh 高阻態(tài) 3.3. 系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)硬件設計 3.13.1 交通燈硬件線路圖交通燈硬件線路圖 交通燈硬件線路圖如圖 3-1 所示。 圖 3-1 交通燈硬件線路圖 3.23.2 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理 （1）開關鍵盤輸入交通燈初始時間，通過 8051 單片機 p1 輸入到系統(tǒng)。 （2）由 8051 單片機的定時器每秒鐘通過 p0 口向 8255a 的數(shù)據口送信息，由 8255a 的 pa 口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情

30、況；由 8255a 的 pc 口顯示每個燈的燃亮時間。 （3）8051 通過設置各個信號等的燃亮時間,綠、紅時間分別為 60 秒、80 秒循環(huán)由 8255a 的 p0 口向 8255a 的數(shù)據口輸出。 （4）通過 8051 單片機的 p3.0 位來控制系統(tǒng)是工作或設置初值，當牌位 0 就對系統(tǒng)進 行初始化，為 1 系統(tǒng)就開始工作。 （5）紅燈倒計時時間，當時間結束時,黃燈閃爍 5s 后結束。 （6）綠燈時間倒計時完畢，重新循環(huán)。 4.4.軟件設計軟件設計 4.14.1 延時方法的設定延時方法的設定 延時方法可以有兩種一中是利用 mcs-51 內部定時器才生溢出中斷來確定 1 秒的時 間，另一種

31、是采用軟延時的方法。本設計采用軟件延時的方法。 4.24.2 軟件延時軟件延時 mcs-51 的工作頻率為 2-12mhz，我們選用的 8051 單片機的工作頻率為 6mhz。機器 周期與主頻有關，機器周期是主頻的 12 倍，所以一個機器周期的時間為 12*（1/6m） =2us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確 定 1 秒的時間。 具體的延時程序分析： delay: mov r4,#08h ;延時 1 秒子程序 de2: lcall delay1 djnz r4,de2 ret delay1: mov r6,#0 ;延時 125us 子程序 mov r5

32、,#0 de1: djnz r5,$ djnz r6,de1 ret mov rn，#data ;字節(jié)數(shù)數(shù)為 2,機器周期數(shù)為 1 所以此指令的執(zhí)行時間為 2us，delay1 為一個雙重循壞 循環(huán)次數(shù)為 256*256=65536 所以延時時間=65536*2=131072us 約為 125ms。 delay r4 設置的初值為 8， 主延時程序循環(huán) 8 次，所以 125ms*8= 1 秒,由于單片 機的運行速度很快其他的指令執(zhí)行時間可以忽略不計。 4.34.3 時間及信號燈的顯示時間及信號燈的顯示 4.3.14.3.1 8255a8255a 并行口的擴展并行口的擴展 8051 雖然有 4

33、個 8 位 i/o 端口,但真正能提供借用的只有 p1 口,因為 p2 和 p0 口通 常用于傳送外部傳送地址和數(shù)據,p3 口也有它的第二功能。由于我們用外部輸入設定紅 綠燈倒計時初值、數(shù)碼管的輸出顯示、紅綠黃信號燈的顯示都要用到一個 i/0 端口。 擴展的方法有兩種：（1）借用外部 ram 地址來擴展 i/o 端口；（2）采用 i/o 接口 新片來擴充。我們用 8255a 并行接口信片來擴展 i/o 端口。 4.3.24.3.2 顯示原理顯示原理 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

34、，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(shù)器賦 初值 ，重新進入循環(huán)。 4.3.34.3.3 ledled 燈簡介燈簡介 發(fā)光二極管（led 是一種由磷化鎵（gap）等半導體材料制成的，能直接將電能轉 變成光能的發(fā)光顯示器件。當其內部有一一電流通過時，它就會發(fā)光。7 段數(shù)碼管一般 由 8 個發(fā)光二極管組成，其中由 7 個細長的發(fā)光二極管組成數(shù)字顯示，另外一個圓形的 發(fā)光二極管顯示小數(shù)點。當發(fā)光二極管導通時，相應的一個點或一個筆畫發(fā)光。控制相 應的二極管導通，就能顯示出各種字符，盡管顯示的字符形狀有些失真，能顯示的數(shù)符 數(shù)量也有限，但其控制簡單，使有也方便。

35、常見的數(shù)碼管由七個條狀和一個點狀發(fā)光二極管管芯制成，叫七段數(shù)碼管,如圖 4- 1 所示。根據其結構的不同，可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。根據管腳資料， 您可以判斷使用的是何總接口類型 led 數(shù)碼管中各段發(fā)光二極管的 伏安特性和普通二極管類似，只是正向壓降較大，正向電阻也較大。在一定范圍內，其 正向電流與發(fā)光亮度成正比。由于常規(guī)的數(shù)碼管起輝電流只有 12 ma，最大極限電流 也只有 1030 ma，所以它的輸入端在 5 v 電源或高于 ttl 高電平(3.5 v)的電路信號 相接時，一定要串加限流電阻，以免損壞器。 （a）引腳圖 (b) 共陰極 (c) 共陽極 圖 4-1 led 數(shù)碼

36、管引腳圖 4.3.44.3.4 8255a8255a 輸出信號與數(shù)碼管的連接輸出信號與數(shù)碼管的連接 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(fā)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,如表 4-1 所示。 表 4-1 驅動代碼表 顯示數(shù)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 006h 2 0 1 0 1 1 0 1 15bh 3 0 1 0 0 1 1 1

37、14fh 4 0 1 1 0 0 1 1 066h 5 0 1 1 0 1 1 0 06dh 6 0 1 1 1 1 1 0 07dh 7 0 0 0 0 0 1 1 107h 8 0 1 1 1 1 1 1 17fh 4.44.4 程序設計程序設計 4.4.1 流程圖 軟件流程圖圖如圖 4-2 所示。 開始 初始化 定初值 紅燈倒計時 倒計時完畢 黃燈閃 5s 綠燈倒計時 倒計時完畢 黃燈閃 5s 結束 圖 4-2 程序流程圖 4.4.2 程序源代碼 org 0000h ; 主程序的入口地址 ljmp main ; 跳轉到主程序的開始處 org 0003h ; 外部中斷 0 的中斷程序入口地

38、址 org 000bh ; 定時器 0 的中斷程序入口地址 ljmp t0_int ;跳轉到中斷服務程序處 org 0013h ;外部中斷 1 的中斷程序入口地址 main : mov sp,#50h mov ie,#8eh ;cpu 開中斷，允許 t0 中斷，t1 中斷和外部中斷 1 中斷 mov tmod,#51h ;設置 t1 為計數(shù)方式,t0 為定時方式，且都工作于模式 1 mov th1,#00h ;t1 計數(shù)器清零 mov tl1,#00h setb tr1 ;啟動 t1 計時器 setb ex1 ;允許 int1 中斷 setb it1 ;選擇邊沿觸發(fā)方式 mov dptr ,#

39、0003h mov a, #80h ;給 8255a 賦初值，8255a 工作于方式 0 movx dptr, a again: jb p3.1,n0 ; 判斷是否要設定東西方向紅綠燈時間的初值，若 p3.1 為 1 則跳轉 mov a,p1 jb p1.7,red ;判斷 p1.7 是否為 1，若為 1 則設定紅燈時間，否則設定 綠燈時間 mov r0,#00h ;r0 清零 mov r0,a ;存入東西方向綠燈初始時間 mov r3,a lcall disp1 lcall delay ajmp again red: mov a,p1 anl a,#7fh ; p1.7 置 0 mov r7

40、,#00h ; r7 清零 mov r7,a ;存入東西方向紅燈初始時間 mov r3,a lcall disp1 lcall delay ajmp again n0: setb tr0 ;啟動 t0 計時器 mov 76h,r7 ; 紅燈時間存入 76h n00: mov a,76h ;東西方向禁止，南北方向通行 mov r3,a mov dptr,#0000h ;置 8255a 口，東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮 mov a,#0ddh movx dptr, a n01: jb p2.0,b0 n02: setb p3.0 cjne r3,#00h,n0 ;比較 r3 中的值是否為 0，不

41、為 0 轉到當前指令處執(zhí)行 n1: setb p3.0 mov r3,#05h mov dptr,#0000h ; 置 8255a 口，東西，南北方向黃燈亮 mov a,#0d4h movx dptr,a n11: mov r4,#00h n12: cjne r4,#7dh, ;黃燈持續(xù)亮 0.5 秒 n13: mov dptr,#0000h ; 置 8255a 口，南北方向黃燈滅 mov a,#0ddh movx dptr,a n14: mov r4,#00h cjne r4,#7dh, ;黃燈持續(xù)滅 0.5 秒 cjne r3,#00h,n1 ;閃爍時間達 5 秒則退出 n2: mov r

42、7,#00h mov a,r0 ;東西通行，南北禁止 mov r3,a; mov dptr,#0000h ;置 8255a 口，東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮 mov a,#0ebh movx dptr,a n21: jb p2.0,t03 n22: cjne r3,#00h,n21 n3: mov r3,#05h mov dptr,#0000h ;置 8255a 口，東西，南北方向黃燈亮 mov a,#0e2h movx dptr,a n31: mov r4,#00h cjne r4,#7dh, ;黃燈持續(xù)亮 0.5 秒 n32: mov dptr,#0000h ;置 8255a 口，南北方

43、向黃燈滅 mov a,#0ebh movx dptr,a n33: mov r4,#00h cjne r4,#7dh ;黃燈持續(xù)滅 0.5 秒 cjne r3,#00h,n3 ;閃爍時間達 5 秒則退出 sjmp n00 n7: reti t0_int:mov tl0,#9ah ;給定時器 t0 送定時 10ms 的初值 mov th0,#0f1h inc r4 inc r5 cjne r5,#0fah,t01 ;判斷延時是否夠一秒，不夠則調用顯示子程序 mov r5,#00h ;r5 清零 dec r3;倒計時初值減一 t01: acall disp ;調用顯示子程序 reti ;中斷返回

44、disp: jnb p2.4,t02 disp1: mov b,#0ah mov a,r3 ;r3 中值二轉十顯示轉換 div ab mov 79h,a mov 7ah,b dis: mov a,79h ;顯示十位 mov dptr,#tab movc a,a+dptr mov dptr,#0002h movx dptr,a mov dptr,#0001h mov a,#0f7h movx dptr,a lcall delay ds2: mov a,7ah ;顯示個位 mov dptr,#tab movc a,a+dptr mov dptr,#0002h movx dptr,a mov dptr,#0001h mov a,#0fbh movx dptr,a ret t03: mov a,r3 subb a,#00h jz n3 jb p2.0,t03 inc r7 cjne r7,#64h,e1 mov r7,#00h ;中斷到 100 次則清零 e1: sjmp n22; t02: mov b,#0ah mov a,r7 ;r7 中值二轉十顯示轉換 div ab mov 79h,a mov 7ah,b dis3: mov a,79h ;顯示十位 mov dptr,#tab movc a,a+dptr mo