基于89s52单片机的交通控制系统安装、调试与维修

任务名称：基于89s52单片机的交通控制系统安装、调试与维修
学习目标：
（1）、能看懂+5v电源原理及设计
（2）、能看懂单片机电路复位工作原理及设计
（3）、会进行按键电路的设计
（4）、知道驱动电路74LS07的特性及使用
（5）、知道LED的特性及使用
（6）、知道AT89S52单片机各引脚功能
（7）、能看懂单片机汇编语言机程序设计
学习内容：
（1）、+5v电源原理及设计
（2）、单片机电路复位工作原理及设计
（3）、按键电路的设计
（4）、驱动电路74LS07的特性及使用
（5）、LED的特性及使用
（6）、AT89S52单片机各引脚功能
（7）、单片机汇编语言机程序设计
（8）、安全培训
本课题建议学时:70学时。

本课题的教学步骤可分为：
1、下发任务书
2、学习流程
3、引导问题
4、有关表格
5、自我测试题（评价标准、测试题）
任务书：（2个课时）
随着我国经济的高速发展，私家车、公交车的增加，无疑会给我国道路交通系统嗲来沉重的压力，很多大城市都不同程度的受到交通堵塞的困扰，下面以AT89S52单片机为核心，设计出以人性化，智能化为目的的交通信号灯控制系统。

通过本课题的学习，你能够独立完成交通信号灯的制作，并且可以进行交通信号灯的维修；下图为交通信号灯电原理图（见附录1）。

1.2 项目要求
用AT89S52单片机控制一个交通信号灯，晶振采用12MHz。

设A车道与B车道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道，设计要求如下：
1）、用发光二极管模拟交通信号灯，用按键开关模拟车辆检测信号。

2）、正常情况下，A、B车道轮流放行，A车道放行50S，其中5S用于警告，B车道放行30S，其中5S用于警告。

3）、在交通繁忙时，交通信号灯控制系统应有手控开关，可认为的改变信号灯的状态，以缓解交通拥挤状况，在B车道放行期间，若A车道有车而B车道无车，按下开关K1键，A车道放行15S，在A车道放行期间，若B车道有车而A车道无车，按下开关K2键使B车道放行15S。

4）、有紧急车辆通过时，按下K3开关使A、B车道均为红灯，禁行20S.
1.3 系统设计
交通控制系统主要控制A、B两车道的交通，以AT89S52单片机为核心机片，通过控制三色LED的亮灭来控制各车道的通行，另外通过3个按键来模拟各车道有无车辆的情况和紧急车辆的情况，制定总体车技思想如下：1）、正常情况下运行主程序，采用0.5S延时子系统的反复调用来实现各种定时时间
2）、一道有车而另一道无车时，采用外部中断1执行中断服务程序，并设置该中断为底优先级中断。

3）、有紧急车辆通过时，采用外部中断0执行中断服务程序，并设置该中断为高优先级中断，实现二级中断嵌套。

1.3.1 框图设计
基于AT89S52单片机的交通信号灯控制系统由电源电路，单片机主控电路，按键控制电路和道路显示电路几部分组成，框图如图1所示。

1.4 硬件设计
用12只发光二极管模拟交通信号灯，以AT89S52单片机的P1口控制这12只发光二极管，由于单片机带负载能力有限，因此，在P1口语发光二极管之间用74LS07作驱动电路，P1口输出低电平时，信号灯亮，输出高电平时，信号灯灭，在正常情况和交通繁忙时，A、B两车道的6只信号灯的的控制状态有5种形式，即P1口控制功能及相应控制码如表1所示，分别以按键K1、K2模拟A、B道的车辆检测信号，开关K1按下时，A车道放行，开关K2按下时，B车道放行，开关K1和K2的控制信号经异或取反后，产生中断请求信号（低电平有效），通过外部中断1向CPU发出中断请求，因此产生外部中断1中断的条件应是,可用集成块74LS266来实现，采用中断加查询扩展法，可以判断出要求放行的是A车道（按下开关K1）还是B车道（按下开关K2）。

以按键K0模拟紧急车辆通过开关，当K0为高电平时属正常情况，当K0为低电平时，属紧急车辆通过情况，直接将K0信号接至（P3.2）脚即可实现外部中断0中断。

表1 交通控制灯于控制状态对应关系
综上所述，可设计出基于AT89S52单片机控制交通信号灯模拟控制系统的电路图如图2所示
1.5 软件设计
主程序采用查询方式定时，由R2寄存器确定调用0.5S延时子程序的次数，从而获取交通灯的各种时间，子程序采用定时器1方式1查询式定时，定时器定时50ms，R3寄存器去顶50ms循环10次，从而获取0.5S的延时时间。

有车道放行的中断服务程序首先要保护现场，因需用到延时子程序和P1口，故需保护的寄存器有R3,P1,TH1和TL1,保护现场时还需关中断，以防止高优先级中断（紧急车辆通过而产生的中断）出现导致程序混乱。

开中断，由软件产寻P3.0和P3.1口，判断哪一道有车，再根据查询情况执行相应的服务，待交通灯信号出现后，保持15s的延时，然后关中断，恢复现
场，再开中断，返回主程序。

紧急车辆出现时的中断服务程序也需保护现场，但无需关中断（因其为高优先级中断），然后执行相应的服务，待交通灯信号出现后延时20s，确保紧急车辆通过交叉路口，然后，恢复现场，返回主程序。

1.5.1程序流程图
交通信号灯模拟控制系统程序流程图如图3所示。

1.5.2 程序清单
交通信号灯模拟控制系统程序清单如下：
ORG 0003H
LJMP INTTO ；转向紧急车辆中断服务程序
ORG 0013H
LJMP INTT1 ；转向有车车道中断服务程序
ORG 0200H
MAIN：MOV SP ，#30H
SETB PXO ；置外部中断0为高优先级中断
MOV TCON,#00H ；置外部中断0、1为电平触发
MOV TMOD,#10H ；置定时器1为方式1
MOV IE,#85H ；开CPU中断，开外中断0、1中断
LOOP:MOV P1,#0F3H ；A道绿灯放行，B道红灯禁止
MOV R1;#90 ；置0.5s循环次数（0.5*90=45s）DIP1：ACALL DELAY ；调用0.5s延时子程序DJNZ R1,DIP1 ；45s不到继续循环
MOV R1,#06 ；置A绿灯闪烁循环次数
WAN1：CPL P1.2 ；A绿灯闪烁
ACALL DELAY
DJNZ R1,WAN1 ；闪烁次数未到继续循环
MOV P1，#0F5H ；A黄灯警告，B红灯禁止
MOV R1,#04H ；置0.5s循环次数（0.5*4=2s）
YL1：ACALL DELAY
DJNZ R1,YL1 ；2s未到继续循环
MOV P1,#0DEH ；A红灯，B绿灯
MOV R1,#32H ；置0.5s循环次数（0.5*50=25s）DIP2：ACALL DELAY
DJNZ R1,DIP2 ；25s未到继续循环
MOV R1,#06H
WAN2：CPL P1.5 ；B绿灯闪烁
ACALL DELAY
DJNZ R1,WAN2
MOV P1,#OEEH ；A红灯，B黄灯
MOV R1,#04H
YL2：ACALL DELAY
DJNZ R1,YL2
AJMP LOOP ；循环执行主程序
INTTO：PUSH P1 ；P1口数据压栈保护
PUSH TH1 ；TH1压栈保护
PUSH TL1 ；TL1压栈保护
MOV P1,#0F6H ；A、B道均为红灯
MOV R2,#40 ；置0.5s循环初值（20s）DEYO：ACALL DELAY
DJNZ R2,DEYO ；20秒未到继续循环
POP TL1 ；弹栈恢复现场
POP YH1
POP P1
RET1 ；返回主程序
INTT1：CLR EA ；关中断
PUSH P1 ；压栈保护现场
PUSH TH1
PUSH TL1
SETB EA ；开中断
JB P3.0，BOP ；A道无车转向B道
MOV P1,#0F3H ；A道绿灯，B道红灯
SJMP DEL1 ；转向15s延时
BOP：JB P3.1,EXIT ；B道无车退出中断MOV P1,#0DEH ；A红灯，B绿灯
DEL1：MOV R5,#30 ；置0.5s循环初值（15s）NEXT：ACALL DELAY
DJNZ R5,NEXT ；15s未到继续循环EXIT：CLR EA
POP TL1 ；弹栈回复现场
POP TH1
POP P1
SETB EA
RETI
DELAY：MOV R3,#OAH ；05.s子程序（50ms*10=0.5s）
MOV TH1,#3CH ；置50ms初值X=3CB0H
MOV TL1，#0B0H
SETB TR1 ；启动T1
LP1：JBC TF1,LP2 ；查询计数溢出
SJMP LP1
LP2：MOV TH1,#3CH ；置50ms初值X=3CB0H MOV TL1,#0B0H
DJMZ R3,LP1
RET
END
1.6系统仿真及调试
单片机系统的硬件调试和软件调试是不能分开的，许多硬件错误是在软件调试过程中被发现和纠正的，但通常是先排除明显的硬件故障以后，再和软件结合起来调试以进一步排除故障，可见硬件的调试是基础，如果硬件调试不通过，软件设计则无从做起。

硬件的调试主要是把电路的各种参数调整到符合设计要求，先排除硬件电路故障，包括设计性错误和工艺性故障，一般原则是先静态后动态。

利用万用表和逻辑测试仪器，检查电路中的各器件以及引脚是否连接正确，是否有短路故障。

先要将单片机AT89S52芯片取下，对电路板进行通电检查，通过观察看是
否有异常，然后用万用表测试各电源电压，这些都没有问题后，接上仿真机进行联机调试观察各接口线路是否正常。

单片机AT89S52是系统的核心，利用万用表检测单片机电源电源VCC是否为
（40引脚）+5V，晶振是否正常工作（可用示波器测试，也可以用万用表检测，两引脚电压一般为1.8~2.3V之间），复位引脚RST（复位时为高电平，单片机
工作时为低电平），是否为+5V（高电平），这样一来单片机就能工作了，再结合电路图，检测故障就很容易了。

预备知识：（35个课时）
1.时序逻辑电路任何时刻的输出信号不仅取决于，而且还取决于。

2．时序逻辑电路的分析就是根据给定的逻辑电路图经过分析计算，最后确定其。

3．时序逻辑电路逻辑功能的表示方法有、、
和四种。

4．用来累计和寄存输入脉冲数目的部件为。

5．一位8421BCD计数器至少需要个触发器。

6．一个4位二进制减法计数器的起始值为1001，经过100个时钟脉冲作用之后的值为。

7．用电路构成八进制计数器的译码电路最简单。

8．按计数器状态变化的规律分类，计数器可分为数器。

9．经过有限个CP，可由任意一个无效状态进入有效状态的计数器是
自启动的计数器。

（能、不能、不一定能、以上都不对）
10．数码显示译码电路应有个输出端。

11．3线—8线译码电路应有个输出端。

12．编码电路和译码电路中，电路的输出是二进制代码。

（编码、译码、编码和译码、以上都不对）
13．简述发光数码管的结构。

14．简述发光数码管的主要特点。

15．简述发光数码管的工作原理。

16．用JK触发器设计一个同步五进制加法计数器，并检查能否自启动。

17．试用CT74LS163构成十进制计数器。

（1）用一片CT74LS163构成十二进制计数器。

（2）用两片CT74LS163构成8位二进制加法计数器。

流程卡：（2个课时）
电路板制作：（32个课时）
1、准备本项任务所需的材料、工具，
2、如果不全，缺哪些？
3、根据上一项目的制作步骤进行操作。

参考资料
平分卡：（2个课时）
交通信号灯的制作与维修（满分100分）
工作小结：（1个课时）。