时间及信号灯的显示„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 并行口扩展„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 显示原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 输出信号的放大„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 输出信号与信号灯的连接„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 与的连接„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 程序设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 系统内存分配和接口使用„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 控制器程序源代码„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 系统程序源代码„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 看门狗硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 软件看门狗„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 硬件看门狗„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 噪声大的场 合，常会出现单片机因为受外界干扰而导致死机的现象，造成系统不能正常工作。 设置看门狗是为了防止单片机死机提高单片机系统抗干扰性的种重要途径。 个完整的单片机应用系统应该是个软硬件的结合体，在系统正常工作时， 会受到各种外界干扰因素的影响。 这种外界干扰轻者导致系统内部数据出错，重者 基于单片机的交通灯控制器的设计与实现 摘要 近年来，随着科学技术的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时 带动传统控制日新月异。 在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往 是作为个核心部件来使用，同时结合具体的硬件结构进行相关的软件设计，来弥 补单片机在些方面的不足。 本文描述了个采用系列单片机和可编程并行接口芯 片设计的交通灯控制器的实现方法。 文章首先介绍了单片机的相关情况和发 展过程，然后描述了系统设计所需芯片的基本结构和性能，详细讨论了控制器的软 硬件设计及其实现过程，最后从系统安全性角度出发设计了看门狗控制电路。 关键词单片机交通灯控制器接口安全性 目录 摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 单片机概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 芯片的选者与简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 芯片简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 芯片简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 其他器件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 控制器硬件的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 交通管理方案论证„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 系统硬件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 交通灯系统框图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 交通灯控制线路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 系统工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 控制器的软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 每秒钟的设定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 计数器的硬件延时„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 计数器初值计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 计算公式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ , , , , , , ,断服务子程序 ， 跳转到时间及信号灯显示子程序 恢复值 重装入定时器初值 , 软件延时 的工作频率为，我们选用的单片机的工作频率为。 机器周期与主频有关，机器周期是主频的倍，所以个机器周期的时间为 。 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 执行条数来确定秒的时间。 具体的延时程序分析 ,延时秒子程序 , ,延时子程序 , , , ，字节数数为机器周期数为 所以此指令的执行时间为 为个双重循坏循环次数为所以延时时间 约为 设置的初值为主延时程序循环次，所以秒 由于单片机的运行速度很快其他的指令执行时间可以忽略不计。 时间及信号灯的显示 并行口的扩展 虽然有个位端口,但真正能提供借用的只有口,因为和 口通常用于传为的口 为的口 为的控制口 由于是分时对和储存器进行访问所以的口不会发生冲突 程序设计 流程图 如图所示 图程序流程图 开始 初始化 等待键盘事件 键盘事件 处理 显示程序处 理 图程序流程图 系统内存分配和接口使用 程序空间 地址使用情况芯片 用户程序区 用户程序区 系统保留 表 接口使用 用户程序区的端口地址如下表 信号线寄存器编址 口 口 口 控制寄存器 表 此接口的地址不占外部数据空间地址，所以使用时，需要通过特殊的调用 功能程序来操纵这些接口电路，即 写数据到口子程序调用为 从端口读出数据为 例如将累加器的数据写入地址的端口 ， ， 将地址的端口状态读出到累加器 ， 控制器程序源代码 见附录。 系统的程序源代码 见附录。 看门狗硬件电路 由于单片机自身的抗干扰能力比较差，尤其在些条件比较恶劣送外部传送地址和数据,口也有它的第二功能。 因此，通常需 要扩展。 由于我们用外输出时间时，时间的个位十位信号灯的显示都要用到 个端口，显然的端口是不够，需要扩展。 扩展的方法有两种借用外部地址来扩展