AT89S51智能交通灯控制系统的设计+VB源程序+仿真图(6)
3.7 AT89S51单片机控制交通灯周期循环
在AT89S51没有中断的情况下，通过定时器T0的控制作用产生定时作用，把产生的高低电平送P2口控制四组数码管和四组LED。每组数码管含两个七段数码管，选择红色的数码管。每组LED分别含有一个绿管、一个黄管和红管。七段管数码管显示的时间是倒计时，时间固定，在十字路口南北方向的红灯亮60秒的这段时间内东西方向直行绿灯亮的时间是40s的，倒计时到后4秒（南北方向23s至20s）为黄灯亮3秒，是为正在流动的行人一个缓冲时间以更安全的通行，之后东西方向左转绿灯亮，倒计时到最后4s与南北方向一起亮起黄灯。然后换南北方向为直行绿灯倒计时40秒，后三秒为黄灯工作时间，左转绿灯倒计时20s，东西方向红灯亮的时间也是60秒倒计时，中间南北方向黄灯在闪烁时，它也跳为黄灯同时闪烁，如此循环。
3.8 AT89S51单片机驱动LED和驱动七段数码管
发光二极管简称LED，是由电流驱动的发光二极管，有不同颜色和功率。不同的LED工作电压也不同，约在1.5V~3.6V,工作电流一般在0.01~0.03A。LED工作时必须加上适当的限流电阻，限流电阻阻值计算法法如下：
限流电阻阻值=（电源电压-LED工作电压）/LED工作电流
AT89S51单片机驱动七段数码管和驱动LED的方法类似，只要给它加上合适的电流就会发光。可是，数码管不同于LED，不仅需要使它发光，还需要他显示数字。数码管在正常工作的时候，段口和位选[10]都需要送入正确的电平信号，它才能正常工作。本次设计选用共阴极七段数码管。数码管的段口不仅需要驱动数码管送上数据，还需在位上加上对应的高电平或低电平，使段与位之间有
数码管的正常显示，需要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态驱动和动态驱动两种方式。本次设计采用动态驱动显示方式，单片机控制数码管动态显示是单片机比较广泛的一种应用，动态驱动是将所有数码管的8个显示"a, b, c, d, e, f, g, dp"的负极或正极端连在一起，而且每个数码管的公共极为位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出显示码时，数码管都接收到共同的显示码，但具体是哪个数码管会显示，决定于单片机对位选通端的控制，所以只要将需要显示的数码管的位选通控制端打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管不会亮。通过分时顺序控制每个数码管的位选端，轮流使各个数码管显示，这就是动态驱动。在顺次显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，因为人的视觉暂留及发光二极管的余辉效应，虽然理论上各位数码管不是同时点亮，但只要有足够快的扫描速度，给人的感觉将是一组稳定的显示数据，没有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是差不多的，但动态显示可以节省大量的I/O 端口，功耗更低。本次设计就是采用动态扫描的方法驱动数码管。而且东西方向的数码管并联，LED管并联。南北方向的两组数码管和LED管并联。实现同步工作，同步换相。
AT89S51单片机驱动LED和数码管工作的交通灯仿真图如图6所示。
图6 AT89S51驱动LED和数码管工作的仿真图
4. 软件设计
4.1软件协议
要想保证通信的成功，通信双方必须有一系列的约定，即通信协议，通信双方必须遵从统一的通信协议。PC机与单片机都可发送和接收数据，两者的波特率必须保持一致，在物理实现过程中定位2400Bps，在仿真时都设置为9600Bps。
PC机与多个AT89S51单片机的通信采用单片机串行口的方式3，此时，单片机传输一帧信息共11位：1位起始位、8位数据位、1位程序控制可为“1”或“0”的第九位数据位和1位停止位，其中第9位数据位作为“地址帧”（为“1”时）和“数据帧”（为“0”时）的识别标志位。该位数据在发送端由串行控制寄存器（SCON）的TB8产生，在接收端则自动将该位数据传送到SCON的RB8中，接收端接收完一帧数据后，在满足RI=0和SM2=0（或在SM2=1时，满足RI=0和接收到的第9位数据为1）的条件才能产生接收中断。在此方式下，因第9位数据已做为地址帧和数据帧的识别标志位，所以不能利用其充当奇偶校验位以实现通信数据中的自动检错，这种方法没能发挥出模式3可提供奇偶校验位的优点。鉴于主从式控制结构的实际情况，本此设计采用通信不区别地址帧和数据帧的通信方法，把主站传送的所有信息均作为数据帧，使得第9位数据位可作为奇偶校验位。如下所述为其通信原理：