基于AT89S51交通燈設計(三)

4.4  交通燈控制線路如圖 4-5示

5. 系統軟件設計
5.1  控制器的軟件設計
5.1.1  每秒鐘的設定
    延時方法可以有兩種一中是利用MCS-51內部定時器產生溢出中斷來確定1秒的時間，另一種是采用軟件延時的方法。
計數器硬件延時
.a計數器初值計算
     定時器工作時必須給計數器送計數器初值，這個值是送到TH和TL中的。他是以加法記數的，并能從全1到全0時自動產生溢出中斷請求。因此，我們可以把計數器記滿為零所需的計數值設定為C和計數初值設定為TC 可得到如下計算通式：
           TC=M-C
式中，M為計數器模值，該值和計數器工作方式有關。在方式0時M為213 ；在方式1時M的值為216；在方式2和3為28
.b 計算公式
  T=（M－TC）T計數
   或TC＝M-C／T計數
 T計數是單片機時鐘周期ＴＣＬＫ的12倍；TC為定時初值
 如單片機的主脈沖頻率為ＴＣＬＫ12MHZ　，經過12分頻
 方式0　　　　TMAX＝213　＊１微秒＝8.912毫秒
 方式1　　　　TMAX＝216　＊１微秒＝65.536毫秒
 　顯然１秒鐘已經超過了計數器的最大定時間，所以我們只有采用定時器和軟件相結合的辦法才能解決這個問題．
5.1.2  1秒的方法
 　我們采用在主程序中設定一個初值為20的軟件計數器和使T0定時50毫秒．這樣每當T0到50毫秒時CPU就響應它的溢出中斷請求，進入他的中斷服務子程序。在中斷服務子程序中，CPU先使軟件計數器減１，然后判斷它是否為零。為零表示1秒已到可以返回到輸出時間顯示程序。
相應程序代碼
 （１）主程序　
 　　　定時器需定時50毫秒，故T0工作于方式1。　初值：
 　　　　TC＝M-T／ T計數　＝２１６　－50ms/1us=15536=3CBOH
              ORG 1000H
             START: MOV  TMOD,  #01H    ; 令T0為定時器方式１
              MOV  TH0,    #3CH    ;裝入定時器初值
              MOV  TL0,    #BOH　　;
              MOV  IE,　　　#82H    ;開Ｔ0中斷
              SEBT 　TRO　　　　　　；啟動Ｔ0計數器
              MOV 　RO,　　#14H　　;軟件計數器賦初值
 LOOP:　SJMP   $　　　　　　　；等待中斷
 （２）中斷服務子程序
 　　　　　   ORG   00BH　　　　　 
 AJMP　BRT0
 　　　　　   ORG　 00BH
 BRT0：DJNZ R0，NEXT
 　　　　　　AJMP   TIME          ; 跳轉到時間及信號燈顯示子程序
 DJNZ：MOV R0，＃14H　;恢復R0值
 　　        MOV  TH0,    #3CH    ;重裝入定時器初值
             MOV  TL0,    #BOH　　;
             MOV  IE,　　 #82H
　　　　　　  RET1
              END
5.1.3  軟件延時
  MCS-51的工作頻率為2-12MHZ，我們選用的8031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，這樣我們就可以通過指令的執行條數來確定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125ms 子程序
         MOV R5,#0
 DE1:   DJNZ R5,$
         DJNZ R6,DE1
       RET
 MOV RN，#DATA   ；字節數數為2 ，機器周期數為1
 所以此指令的執行時間為2ms，而DELAY1 為一個雙重循壞 循環次數為256*256=65536 所以延時時間=65536*2=131072us 約為125us 。DELAY  R4設置的初值為8 主延時程序循環8次，所以125us*8= 1秒由于單片機的運行速度很快其他的指令執行時間可以忽略不計。
5.2 流程圖如圖5-1所示
 圖5-1 交通燈的軟件設計流程圖
5.3 程序源代碼
ORG 0000H
A_BIT EQU 20H ;用于存放南北十位數
B_BIT EQU 21H ;用于存放南北十位數
C_BIT EQU 22H ;用于存放東西十位數
D_BIT EQU 23H ;用于存放東西位數
TEMP1 EQU 24H ;用于存放第一二南北狀態要顯示的時間
TEMP2 EQU 25H ;用于存放第一二東西狀態要顯示的時間
TEMP3 EQU 26H ;用于存放第三第四南北狀態要顯示的時間
TEMP4 EQU 27H ;用于存放第三第四南北狀態要顯示的時間

LJMP MAIN
ORG 0003H     ;外部中斷0入口
LJMP INT0     ;跳轉到外部0中斷
ORG 0013H       ;外部中斷1入口
LJMP INT1       ;跳轉到外部1中斷
INT0: MOV A,P1  ;外部0中斷
      PUSH ACC
      MOV A,P2  ;中斷保護
      PUSH ACC
MOV P1,#0FFH    ;清除先前狀態
MOV P2,#0FFH
CLR P1.0
CLR P1.4        ;南北通行，東西禁止通行
CLR P1.6
CLR P2.3
JNB P3.2 ,$     ;判斷是否還在中斷狀態
POP ACC
MOV P2,A        ;返回中斷前狀態
POP ACC
MOV P1,ACC
RETI            ;中斷返回
INT1:MOV A,P1   ;外部1中斷
     PUSH ACC   ;中斷保護
     MOV A,P2
     PUSH ACC
MOV P1,#0FFH    ;清除先前狀態
MOV P2,#0FFH
CLR P1.2
CLR P2.1
CLR P1.3        ;東西通行，南北禁止通行
CLR P1.5
JNB P3.3 ,$     ;判斷是否還在中斷狀態
POP ACC
MOV P2,A        ;返回中斷前狀態
POP ACC
MOV P1,A
RETI            ;中斷返回

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