關鍵詞：at89c51; 7448，led
2方案論證
2.1 設計任務
設計基於微控制器的智慧型交通紅綠燈控制系統，要求能通過按鍵或遙控器設定系統引數，系統執行時，「倒計時等資訊」能通過數碼管或點陣發光管顯示，設計時應考慮交通紅綠燈控制的易操作性及智慧型性。以微控制器的最小系統為基礎設計硬體，用組合語言、或c語言設計軟體。通過本設計可以培養學生分析問題和解決問題的能力，掌握mcs51微控制器的硬體與軟體設計方法，從而將學到的理論知識應用於實踐中，為將來走向社會奠定良好的基礎。
東西（a）、南北（b）兩幹道交於乙個十字路口，各幹道有一組紅、黃、綠三個指示燈，指揮車輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮時車輛及行人小心通過。紅燈的設計時間為45秒，綠燈為40秒，黃燈為5秒。
2.2 方案介紹
方案1設計思想：
採用分模組設計的思想，程式設計實現的基本思想是乙個計數器 ， 選擇乙個微控制器，其內部為乙個計數，是十六進製制計數器，模組化後，通過設定或程式清除來實現狀態的轉換， 由於每乙個模組的計數多不是相同， 這裡的各模組是以預置數和計數器計數共同來實現的，所以要考慮增加乙個置數模組，其主要功能細分為，對不同的狀態輸入要產生相應狀態的下乙個狀態的預置數， 如圖中a道和b道,分別為次幹道的置數選擇和主幹道的置數選擇。
方案2 設計思想：
由兩個感測器監視南北方向即a道與東西方向即b道的車輛來往情況，設開關k=1為有車通過，k=0為沒有車通過。則有以下四種情況：
ka=1時：kb=0，表示a有車b沒有車，則僅通行b道：
kb=1,表示a有車b有車，則優先通行a道；
ka=0時：kb=0表示a沒有車b也沒有車，同樣優先通行a道；
kb=1表示a沒有車b有車，則僅通行b道。
方案比較：
方案1用了模組設計，而方案2採用邏輯設計，相比之下1有較強的可讀性和較強的可修改性，而2則在設計上顯得較簡單，設計純樸，便於測試，它的優勢則在於提供了一條較為便捷的解決方案。2首先將許多邏輯關係簡化到極點，而後將其一起整合用較少的晶元去完成所需功能。
我們最終的設計應該盡量使用模組化設計。對工程設計人員來說，將來的產品無論從修改還是公升級考慮對有好處，但另外我們又需將設計簡單化，因此我覺得在設計初期盡可能的簡單化設計，而一旦設計的各項測試通過了，在有可能的條件下將設計模組化，所以本設計以第一方案為主進行。
我們最終的設計應該盡量使用模組化設計。對工程設計人員來說，將來的產品無論從修改還是公升級考慮對有好處，但另外我們又需將設計簡單化，因此我覺得在設計初期盡可能的簡單化設計，而一旦設計的各項測試通過了，在有可能的條件下將設計模組化，所以本設計以第一方案為主進行。
3 交通燈系統硬體設計
3.1 微控制器概述
微控制器是由運算器、控制器、儲存器、輸入裝置以及輸出裝置共五個基本部分組成的。微控制器是把包括運算器、控制器、少量的儲存器、最基本的輸入輸出口電路、序列口電路、中斷和定時電路等都整合在乙個尺寸有限的晶元上。
通常，微控制器由單個積體電路晶元構成，內部包含有計算機的基本功能部件：**處理器、儲存器和i/o介面電路等。因此，微控制器只需要和適當的軟體及外部裝置相結合，便可成為乙個微控制器控制系統。
3.2 系統構成
電路板一塊，at89s51微控制器一片，7448晶元2片，七段數碼管八個。發光二極體20個（8個綠的，8個紅的，4個黃的用於交通控制），100歐姆電阻20個，2個按鍵，2個開關，51k歐姆電阻2個，5v穩定電源1個，3個電容2個單刀單擲開關等。
系統結構框圖:
圖3-1 系統結構框圖
系統工作流程：
（1）程式初始，通過兩個感測器來判斷南北與東西方向車輛通**況。
(2) 情況判定後由at89s51微控制器p1口及部分p2口輸出二進位制訊號控制紅綠黃燈亮的情況。
(3) 確定那些燈亮後，由對應的七段數碼管來進行到計時顯示。由p0口輸出來控制七段數碼管的顯示，而p2口的高四位則用來控制數碼管顯示時的個位和十位
（4）系統是否需要緊急工作狀態，而此任務由外部中斷來實現。
（5）led採用5v的直流電來驅動，低電平。
3.3晶元選擇與介紹
3.3.1 at89s51晶元
選用的at89s51與同系列的at89c51在功能上有明顯的提高，最突出是的可以實現**的程式設計。用於實現系統的總的控制。其主要功能列舉如下：
1) 為一般控制應用的 8 位微控制器
2) 晶元內部具有時鐘振盪器（傳統最高工作頻率可至 33mhz）
3) 內部程式儲存器（rom）為 4kb
4) 內部資料儲存器（ram）為 128b
5) 外部程式儲存器可擴充至 64kb
6) 外部資料儲存器可擴充至 64kb
7) 32條雙向輸入輸出線，且每條均可以單獨做 i/o 的控制
8) 6 個中斷向量源
9) 2 組獨立的 16 位定時器
10) 1 個全雙工序列通訊埠
11) 8751 及 8752 單晶元具有資料保密的功能
12) 單晶元提供位邏輯運算指令
圖3-1 at89c51晶元
3.3.2 7448晶元介紹
7448七段顯示解碼器輸出高電平有效，用以驅動共陰極顯示器。該整合顯示解碼器設有多個輔助控制端，以增強器件的功能,可將微控制器輸出的四位二進位制數轉換成10進製數與七段數碼管顯示對應，用於顯示0—9的數字。
圖3-2 7448晶元
其中lt 為測試輸入。
3.3.3 紅綠led訊號顯示燈及七段數碼顯示管
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體是否點亮。如下圖：
圖3-3紅綠led訊號顯示燈
而七段數碼管的顯示不同的字形如 sp，g,f,e,d,c,b,a 管角上加上ofeｈ所以sp上為０伏，不亮其餘為ttl高電平，全亮則顯示為８。
採用共陰極連線:
表3-4 七段數碼管的顯示
3.3.4 交通燈控制線路圖
圖3-5 原理圖
4 交通燈軟體設計
4.1 程式設計流程圖
程式設計框圖
圖4-1 程式設計框圖
4.2延時的設定
延時方法可以有兩種一種是利用at89s51內部定時器的溢位中斷來確定1秒的時間，另一種是採用軟體延時的方法.
實現1ms秒的方法:
我們採用在主程式中設定乙個初值為0的軟體計數器和使t1定時1毫秒
相應程式**：
d1ms: mov r7,#250 ;1ms延時程式
djnz r7,$
ret4.3子程式的實現
a道通車情況：
start1: mov temp, #25
mov p1, #0f3h
loop1: acall delay
dec temp
mov a,temp
mov p0, temp
jnb p1.6,start3
jnb p1.7,start11
cjne a,#0, next1
ljmp start2
next1: ljmp loop1
start11: mov temp, #65
mov p1, #0f3h
loop11: acall delay
dec temp
mov a,temp
mov p0, temp
jnb p1.6,start33
jnb p1.7,start1
cjne a,#0, next11
ljmp start11
next11: ljmp loop11
start2: mov p1, #0f5h
mov temn,#05
loop2: acall delay1
dec temn
mov a,temn
cjne a, #0,next2
ljmp start3
next2: ljmp loop2
b道通車情況：
start3: mov temp, #25
mov p1,#0deh
loop3: acall delay
dec temp
mov a,temp
mov p0, temp
jnb p1.6,start1
jnb p1.7,start33
cjne a, #0,next3
ljmp start4
next3: ljmp loop3
start33: mov temp, #65
mov p1,#0deh
loop33: acall delay
dec temp
mov a,temp
mov p0, temp
jnb p1.6,start11
jnb p1.7,start3
cjne a, #0,next33
ljmp start4
next33: ljmp loop33
start4: mov p1, #0eeh
mov temn,#05
loop4: acall delay1
中斷情況即緊急情況：
org 0000h
temp equ 24h
temn equ 25h
ljmp main
org 0003h
ljmp t0_int
org 0013h
ljmp ti_int
t0_int: mov a, p1
push acc
mov p1, #0ffh
mov p1, #0f3h
mov p0, #00h
jnb p3.2,$
pop acc
mov p1, acc
reti
ti_int: mov a, p1
push acc
mov p1, #0ffh
mov p1, #0deh
mov p0,#00h
jnb p3.3,$
pop acc
mov p1, a
reti
5實驗**
5.1**圖
根據對稱性選用部分對稱元件**，
圖5-1 **圖
5.2 實驗步驟
5.2.1 編寫程式**
程式**分為幾個模組：中斷模組，迴圈模組，延時模組。
原程式實現：
org 0000h
temp equ 24h
temn equ 25h
ljmp main
org 0003h
ljmp t0_int
org 0013h
ljmp ti_int
t0_int: mov a, p1
push acc
mov p1, #0ffh
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