单片机技术与应用 教学课件 ppt 作者 刘松 项目训练3 交通灯
项目训练三 简易交通信号灯,一、任务目标 设计一个简易的交通信号灯控制器，其设计任务如下。 某交通十字路口，南北向为主干道，东西向为支道。每个道口安装一组信号灯，每组信号灯有红、黄、绿3种信号，各信号灯按以下规则循环显示交通信号指挥交通，见表1。 显示信号共有4种状态，称为四相。,要求使用单片机控制发光二极管完成表1的显示功能。 二、硬件 1、显示器件 显示状态共有红、黄、绿3种颜色，可以使用红、黄、绿色发光二极管，每组信号灯使用3只发光二极管，两个方向的道口各使用1组。控制系统需要6个开关量控制发光二极管，见图1。6只发光二极管的显示规则见表2。,表1 交通信号灯显示规则,图1 信号灯显示电路,2、驱动电路 为了提高89S51的驱动能力，89S51的端口经驱动器件ULN2803驱动发光二极管。 3、控制电路,表2 发光二极管显示规则,选用89S51的P0口驱动ULN2803时必须接上拉电阻，为了简化电路使用P2口输出。交通信号灯电路见图7-2。 4控制方法 根据显示规则，6只发光二极管一共有4种显示状态，每一种状态对应的P2口的输出状态见表3。需要改变输出时只需将P2口各位的状态组成一个字节发送到P2口即可，这样一个用于控制输出的数值称为控制字。四种状态的控制字见表3。,图2 交通信号灯电路,三、软件 1、算法分析 (1) 定时时间 根据规则，信号灯显示时间的单位为秒(s)，系统采用12MHz晶振时定时计数器的最长定时时间为65ms。为了计算方便，定时计数器设定为定时50ms。采用中断方式，中断,表3 信号灯控制方法,程序中设置一个计数器(S1)，每计数20次(1s)后设定时间标志(SBZ)通知主程序。 (2) 定时计数器设置 选用定时计数器0，模式1，定时计数器控制字为01H，见图3。,图 3 定时计数器控制字,定时计数器0初值计算：,X=216 ×50×10-3 解得：X=15536。 可以利用汇编语言的运算功能计算出TH0与TL0的初值。 TH0=15536256 操作符“”表示整除运算：取商，截去余数。 TL0=15536 MOD 256 操作符“MOD”表示取模运算：取余数，截去商。,(3)定时计数器中断程序 定时计数器中断程序需完成的任务：每次中断后计数，当计数达到20次时设置标志SBZ通知主程序定时时间到，同时恢复计数器重新开始计数。 中断程序框图见图4。 (4)主程序 为了使程序具有通用性，将控制规则存放在数据区中，称为规则表(GZB)，见图5。规则表中数据的存放方法如下。,CTC0: PUSH ACC MOV TH0,#CTH MOV TL0,#CTL INC S1 MOV A,S1 CJNE A,#20,CTC1 MOV S1,#0 SETB SBZ CTC1: POP ACC RETI,图4 中断程序框图与程序,GZB： DB 25，0CH ；25s，控制字0CH DB 5， 0AH ；5s， 控制字0AH DB 15， 21H ；15s， 控制字21H DB 5， 11H ；5s， 控制字11H DB 0 ；结束标志,图5 规则表, 则表每行对应一相规则，四相规则共有4行。 则表每行有两项数据，第一项为延时时问，第二项为输出控制字。 则表最后存放一个“0”，用做规则表结束标志。 主程序将第一项数据读出后存放在寄存器中用做计时器，并将第二项数据由P2口送出，控制显示状态。,每当SBZ=1(定时ls时间到)时将计时器减1。当计时器减到“0”时，说明本相显示时间到，再读出规则表中下一行数据，如此重复。当从规则表中读出时间值为“0(结束标志)时，调整数据指针从规则表第一行重新开始读数据，实现循环显示。 这样当需要调整显示规则时只需修改规则表数据，而不必修改程序，从而使程序具有一定的通用性。 主程序框图见图6。,ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP CTC0 MAIN： MOV TMOD，#01H MOV TH0，#CTH MOV TL0，#CTL SETB TR0 SETB ET0 SETB EA PROG1： MOV DPTR，#GZB,PROG2： CLR A MOVC A， A+DPTR INC DPTR JZ PROGQ MOV R2，A CLR A MOVC A， A+DPTR INC DPTR MOV P2，A WAIT： JBC SBZ，PROG3 SJMP WAIT,PROG3： DEC R2 CJNE R2，#0，WAIT SJMP PROG2,图6 主程序框图与程序,2、程序清单 ；自动交通信号灯 ORG 0000H AJMP MAIN ;跳转到主程序入口 ORG 000BH ;定时计数器0中断入口 AJMP CTC0;跳转到定时计数器0中断程序 MAIN:MOV TMOD,#01H ;设定定时计数器0 为工作方式1 MOV TH0,#CTH ;设置计数器初值 MOV TL0,#CTL SETB TR0 ;启动定时计数器0,SETB ET0 ;开定时计数器0中断 SETB EA ;开总中断 PROG1: MOV DPTR,#GZB ;数据指针指向规则表 首地址 PROG2: CLR A ;取规则表中第一项数据（时间值） MOVC A,A+DPTR INC DPTR ;移动指针到规则表下一项数据 JZ PROG1 ;如果时间值为0,说明规则表数据 已读完移动数据指针到规则表首地址 MOV R2,A ;保存时间值 CLR A ;取规则表下一项数据 MOVC A,A+DPTR,INC DPTR ;调整数据指针 MOV P2,A ;显示状态送P2口 WAIT: JBC SBZ,PROG3 ;等待秒计时时间 SJMP WAIT PROG3: DEC R2 ;秒计时时间到,计时值-1 CJNE R2,#0,WAIT ;本相计时时间未到,继续等待 SJMP PROG2 ;本相计时时间到,取下一阶段数据 ;= ;以下为定时计数器0中断程序,中断每50mS产生一次 CTC0: PUSH ACC ;保护现场,MOV TH0,#CTH ;恢复计数器初值 MOV TL0,#CTL INC S1 ;中断次数累计 MOV A,S1;判断是否已中断20次,未到20次中断返回 CJNE A,#20,CTC1 MOV S1,#0 ;已到20次,计数器清0 SETB SBZ ;设置秒计时标志 CTC1: POP ACC ;恢复现场 RETI ;中断返回 ;=,;以下为数据设置 S1 DATA 30H ;秒计数器 SBZ BIT 00H ;时间标志 CTH EQU 15536/256 ;定时计数器0初值高位 CTL EQU 15536 MOD 256;定时计数器0初值低位 GZB: DB 25,0CH ;显示规则表 DB 5,0AH DB 15,21H DB 5,11H DB 0 ;规则表结束标志 END ;程序结束,
