4.2.3 系统工作原理
(1)开关键盘输入交通灯初始时间,通过8051单片机P1输入到系统
(2) 由8051单片机的定时器每秒钟通过P0口向8255的数据口送信息,由8255的PA 口显示红、绿、黄灯的燃亮情况;由8255的PC口显示每个灯的燃亮时间。
(3)8051通过 设置 各个信号等的燃亮时间、通过8031设置,绿、红时间分别为60秒、80秒循环由8051的 P0口向8255的数据口输出。
(4) 通过8051单片机的P3.0位来控制系统是工作或设置初值,当.牌位0就对系统进行初始化,为1系统就开始工作。
(5)红灯倒计时时间,当有车辆闯红灯时,启动蜂鸣器进行报警,3S后然后恢复正常。
(6)增加每次绿灯时间车流量检测的功能,并且通过查询P2.0端口的电平是否为低,开关按下为低电平,双位数码管显示车流量,直到下一次绿灯时间重新记入。
(7)绿灯时间倒计时完毕,重新循环。
5.控制器的软件设计
5.1每秒钟的设定
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。
5.2计数器硬件延时
5.2.1 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
5.2.2 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.
5.2.3 1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。
5.2.4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
ORG 1000H
START: MOV TMOD, #01H ; 令TO为定时器方式1
MOV TH0, #3CH ;装入定时器初值
MOV TL0, #BOH ;
MOV IE, #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:DJNZ R0,NEXT
AJMP TIME ; 跳转到时间及信号灯显示子程序
DJNZ:MOV RO,#14H ;恢复R0值
MOV TH0, #3CH ;重装入定时器初值
MOV TL0, #BOH ;
MOV IE, #82H
RET1
END
5.3 软件延时
MCS-51的工作频率为2-12MHZ,我们选用的8031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:MOV R4,#08H 延时1秒子程序
DE2:LCALL DELAY1
DJNZ R4,DE2
RET