基于MCS-51十字路口交通灯控制系统设计(四)

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图4-2按键子程序流程图

4.2.2按键原理说明

图4-3 按键设置

键盘分编码键盘和非编码键盘。键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现，并产生键编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘.而靠软件编程来识别的称为非编码键盘；在PLC组成的各种系统中，用的最多的是非编码键盘。也有用到编码键盘的。非编码键盘有分为：独立键盘和行列式（又称为矩阵式）键盘。其图如图4-4]，而我们用的是独立式键盘，如上图4-3。

图4-4 矩阵键盘的原理图

按键在编写程序时，应注意问题，如消颤，一般有物理消颤和软件消颤，我们这使用软件消颤。具体操作是，当按键按下，用软件延时一段时间，再次扫描按键情况，如果确实有按键按下，就进入相应的操作。当操作完后要做一个按键是否断开的判断，其依据如图4-5：

图4-5 键闭合和断开时的电压抖动

4.2.3按键扫描程序

首先程序不断扫描模式设置键，分别记为：S键，J键，F键对应ＩＯ端口的Ｐ3.6,P3.2,P3.7,低电平有效，按键顺序是指定的，若直接按F键，则为自动调整模式，然后进入下一程序；若先按S键，再按J键，F键则为设置时间模式，然后进入下一程序。

程序的开始要判断是否有键按下，可以不断将S键值和F键值相与，与值为1则表示没有键按下，为0则表示有键按下，程序如下：

K1: MOV C, P0.0

ANL C, P0.1

JB C, K1

……

接下来要判断具体是那个键，若为F键，则将自动标志位置1，进入下一程序，否则为S键，则表示设置南北绿灯时间，用R0存值，按1下加1，同时还需判断此时J键是否按下，若按下，则表示南北绿灯时间设置完毕，开始设置东西绿灯时间，用R1存值，同样按1下加1 ，同时判断此时F键是否按下，若按下，则表示时间设置完毕，进入下一程序。

在这个过程中，S，J键的计数是循环的，从初值20开始，加到40则循环回到20。如判断S键程序如下：

CJNZ R0, #40, V1

MOV R0, #20

V1: INC R0

……

4.2.4状态灯显示及判断

在本设计中，实际控制的灯只有6个，即：东西红灯，东西绿灯，东西黄灯，南北红灯，南北绿灯，南北黄灯。定义IO端口如下，其中均是低电平有效。

H_GREEN BIT P2.2

H_YELLOW BIT P2.3

L_RED BIT P2.4

L_GREEN BIT P2.5

L_YELLOW BIT P2.6

共有4钟状态：东西红灯亮，南北绿灯亮（11011101/DDH）；东西红灯亮，南北黄灯亮（10111101/BDH）；东西绿灯亮，南北红灯亮（11101101/EDH）；东西黄灯亮，南北红灯亮（11100111/E7H）。

括号中是P2端口8个引脚值P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0以及对应的十六进制码。

在用于显示发光二极管时，直接由MOV指令将十六进制码送入P2口。

刚才的4个状态是依次变换的，这就要涉及到状态的判断和衔接了。先把P2端口的值与所有的4个状态码比较，若相同则判断成功当前状态，再把下一状态的状态码送显P2即可。程序如下：

MOV A, P2

CJNZ A, #0DDH,D1

MOV P2, #BDH

D1: CJNZ A, BDH,D2

MOV P2, #EDH

D2: CJNZ A, #EDH,D3

MOV P2, #E7H

D3: CJNZ A, #E7H,Y

MOV R2, #DDH

……

4.2.5LED倒计时显示

LED计时每1秒都要刷新1次，那么计时满1秒时就要将存储时间的工作寄存器R4减1，然后送入LED显示程序中显示。下面要将时间数据R4的十位，个位分开送显P1，P0端口，首先将R4除以10，整数即十位放在A中，余数即个位放在B中，设置7段LED显示数据的数据表，用数据指针寄存器DPTR指向数据表的首地址，再加上A中的偏移量，就可以指向十位数字，然后送显即可，个位显示同理。具体程序如下：

MOV A, R4

MOV B, #10

DIV A, B

MOV DPTR, #LEDMAP

MOVC A, @A+DPTR

MOV P1, A

MOV A, B

MOVC A, @A+DPTR

MOV P3, A

LEDMAP: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

……

4.2.6红绿灯时间调整程序

根据红绿灯时间调整原理，一个周期下来，R5，R6中分别存储着南北，东西的车流量，接下来求单位时间车流量，此时南北向时间，东西向时间分别存储在R0，R1中，则两个方向的流量比例为（R5/R0）/（R6/R1）=(R5*R1)／(R6*R0),显然该比例是1左右带小数的值，然而PLC程序中只取整数，重要的数据信息就会丢失，所以本设计中首先将(R5*R1)乘以10，比例就变为10左右的值。将该比例值放在A，然后进行时间调整。

由于受到多方面的限制，时间调整在此只划定3个范围。比例0到0.7为一个范围，0.8到1.5为一个范围，1.5以上为一个范围。第一范围显然表明东西向交通严重，应将时间调长；第二范围表明两向相当，可设置一样的时间，第三范围表明南北向交通严重，应将该向时间调长。具体设置如下表（表4-1）

表4-1 比例及调整时间

南北与东西向比例 0—0.7 0.8—1.5 1.5及以上

调整南北向时间 20 30 40

调整东西向时间 40 30 20

由表可知，对应的时间调整也只有三种，分别是20，40；30，30；40，20.显然在实际应用中这样简单的处理难以尽如人意，但在此处，本设计只是模拟大致的调整过程，以上要求的程序如下：

CJNZ A, #7 M1

M2: MOV R2, #20

MOV R1, #40

SJMP OUT

M1: JB C, M2

CJNZ A, #15 N1

N2: MOV R0, #30

MOV R1, #30

SJMP OUT

N1: JB C, N2

MOV R0, #40

MOV R1, #20

OUT: CLR R5

RET

……

5、系统调试

5.1状态灯显示测试与分析

当电路连接完毕后，将写好的测试程序刷写到芯片内，开启电源开关K，以及按下K1 和K2分别给端口送高电平和低电平，通电即可检测。

5.2数码管显示测试与分析

将串口和电路板上的接口连接，通过专业烧写软件，将写好的相应测试程序及.HEX文件刷写到芯片内，我们这用的ISPlayv15下载线编程软件，其显示的效果图如图5-1，开电源即可测试。

图5-1 ISP下载软件

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