毕业设计模拟交通灯.doc

酒泉职业技术学院

毕 业 设 计

题目
模拟交通灯
系别
机电工程系
专业
机电一体化　　　　 　　　　　　　　
班级
09机电（5）班
姓名
毛显鹏
学号

指导教师
李玉军
日期
2023年11月

设计任务书
设计题目：
单片机的交通灯控制器
设计规定：
1.在十字路口的两个方向上各设一组红绿黄灯,显示顺序为： 其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯,另一个方向是红灯、绿灯、黄灯。
2.设立一组数码管,以倒计时的方式显示允许通过或严禁通行的时间,其中左转灯、绿灯、黄灯、红灯的连续时间分别是15S、30S、3S、48S。
3.当各条路上任意一条出现特殊情况,例如消防车、救护车或其他需要优先放行的车辆时,各方向上均是红灯亮,倒计时停止,且显示数字在闪烁,当特殊运营状态结束后,控制器恢复本来状态,继续正常运营。
设计进度规定：
第一周：查找资料，初步拟定论文题目；
第二周：与老师商讨；
第三周：拟定论文题目；
第四周：根据论文题目进一步查找材料；
第五周：完毕开提报告及论文大纲交老师批阅；
第六周：依据论文大纲完毕论文一稿交老师批阅；
第七周：.完毕相关论文简介、答辩提纲等；
第八周：定稿打印。

指导教师（署名）： 李玉军

摘　　要
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地进一步发展，同时带动传统控制检测的更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还应当根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。
十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用AT89C52系列单片机和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过AT89C52芯片的P1口设立红、绿灯燃亮时间的功能；为了系统稳定可靠采用了MAX629“看门狗”芯片，避免了系统由于死机而停止工作的情况发生；显示时间直接通过8255的PA、PB口输出；交通灯信号通过PC口输出；交通灯的点亮采用VT双向晶闸管来控制，直接采用220V交流电源驱动，系统实用性强、操作简朴、扩展性强。

关键词：单片机，看门狗MAX629，交通灯，控制器

目　　录
摘　　要 II
1 交通灯的发展及应用 1
2 控制器系统设计 2
2.1交通管理的方案 2
2.2系统设计原理 3
3 芯片的选择与简介 6
3.1 AT89C52芯片简介 6
3.2 8255芯片简介 9
3.3 数码管 11
4 控制器的软件设计 12
4.1计数器初值计算 12
4.2 软件延时 13
4.3 AT89C52并行口的扩展 14
5 程序设计 16
5.1 流程图 16
5.2 程序清单 18
6 看门狗硬件电路 22
6.1软件看门狗 22
6.2硬件看门狗 23
7 系统的调试与运营方案 25
7.1实验环节 25
7.2系统内存分派和I/0接口 26
7.3 实验程序原代码 27
8 结 论 30
致　　谢 31
参考文献 32
1 交通灯的发展及应用
目前红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。
1858年，在英国伦敦重要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表达“停止”，绿色表达“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。
192023，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表达“停止”，绿灯亮表达“通行”。
192023，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。
信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志严禁某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
2 控制器系统设计
2.1交通管理的方案
A、B两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮严禁通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提醒人们注意红灯、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为A、B两干道的公共停车时间。设A道比B道的车流量大，指示灯燃亮的方案如表2.1。
表2.1 指示灯的状态

3
60
3
80
3
60
……
A道
黄灯亮
红灯亮
黄灯亮
绿灯亮
黄灯亮
红灯亮
……
B道
黄灯亮
绿灯亮
黄灯亮
红灯亮
黄灯亮
绿灯亮
……
从表中可以看出：
（1）当为黄灯时 A、B两道同时为黄灯；以提醒行人或车辆下一个灯色即将到来,时间 3秒。（2）当A到为红灯，A 道车辆严禁通行，A 道行人可通过；B道为绿灯，B 道车辆通过，行人严禁通行。时间为60秒。
（2）当A道绿灯，A 道车辆通行；B 道为红灯，B 道车辆严禁通过，行人通行。时间为80秒。 A道车流大 通行时间长
（3）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。
（4）此表可根据车流量动态设定

2.2系统设计原理
选用AT89C52单片机一片选用设备：AT89C52单片机一片，8255并行通用接口芯片一片，74LS07两片，MAX692‘看门狗’一片，共阴极的七段数码管两个双向晶闸管若干，7805三端稳压电源一个，红、黄、绿交通灯各两个，开关键盘、连线若干。

系统总框图如图2.1所示.
图2.1 交通灯控制系统总框图

交通灯控制线路图2.2所示.

图2.2交通灯控制线路图
(1)开关键盘输入交通灯初始时间，通过AT89C52单片机P1输入到系统
(2)由AT89C52单片机的定期器每秒钟通过P0口向8255的数据口送信息，由8255的PC 口显示红、绿、黄灯的燃亮情况；由8255的PA、PB口显示每个灯的燃亮时间。
(3)AT89C52通过设立 各个信号等的燃亮时间、通过AT89C52设立，黄、绿、红时间依次为3秒、60秒、3秒、80秒、3秒循环由AT89C52的 P0口向8255的数据口输出。
(4)通过AT89C52单片机的P3.0位来控制系统是工作或设立初值，当.牌位0就对系统进行初始化，为1系统就开始工作。
(5)8255ＰＡ口用于输出时间的个位，ＰＢ口用于输出时间的十位，由747S07驱动芯片驱动；．而ＰＣ口用于输出各个灯的情况，它的末段连接双向晶闸管采用220V交流电压驱动。
（6）在交通控制程序中加入看门狗指令，当系统出现异常看门狗将发出溢出中断。通过专用端口输入到MAX692看门狗芯片的WDI 引脚引起RESET复位信号复位系统.

3 芯片的选择与简介
3.1 AT89C52芯片简介
3.1.1 AT89C52单片机内部结构
   8051是AT89C52系列单片机的典型产品，AT89C52单片机包含中央解决器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定期/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，见图3.1,现在说明如下：

图3.1 总线结构
（1）中央解决器
  中央解决器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的解决器，能解决8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完毕运算和控制输入输出功能等操作。
 （2）数据存储器(RAM)
   AT89C52内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。
（3）存储器(ROM)
AT89C52共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。
（4）定期/计数器(ROM)
AT89C52有两个16位的可编程定期/计数器，以实现定期或计数产生中断用于控制程序转向。
（5）并行输入输出(I/O)口
AT89C52共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
（6）全双工串行口
AT89C52内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
(7)中断系统
AT89C52具有较完善的中断功能，有两个外中断、两个定期/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制规定，并具有2级的优先级别选择。
(8)时钟电路
AT89C52内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运营的脉冲时序，但AT89C52单片机需外置振荡电容。
单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛(Harvard)结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构，即普林斯顿(Princeton)结构。INTEL的AT89C52系列单片机采用的是哈佛结构的形式，而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。
3.1.2 AT89C52的引脚说明
AT89C52系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。引脚如图3.2所示.

图3.2引脚图
RESET/Vpd复位信号复用脚，当AT89C52通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口所有为高电平，堆栈指针写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM（涉及工作寄存器R0-R7）的状态，AT89C52的初始态。
AT89C52的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见图3.3。此外，RESET/Vpd还是一复用脚，Vcc掉电其间，此脚可接上备用电源，以保证单片机内部RAM的数据不丢失。

图3.3 复位电路

ALE/当访问外部程序器时，ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于辨认单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点，当访问外部程序存储器，ALE会跳过一个脉冲。
假如单片机是EPROM，在编程其间，将用于输入编程脉冲。
当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，PC的16位地址数据将出现在P0和P2口上，外部程序存储器则把指令数据放到P0口上，由CPU读入并执行。
EA/Vpp程序存储器的内外部选通线，AT89C52单片机，内置有4kB的程序存储器，当EA为高电平并且程序地址小于4kB时，读取内部程序存储器指令数据，而超过4kB地址则读取外部指令数据。如EA为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。显然，对内部无程序存储器的AT89C52,EA端必须接地。
在编程时，EA/Vpp脚还需加上21V的编程电压。
3.2 8255芯片简介
8255可编程并行接口芯片简介:
8255可编程并行接口芯片有三个输入输出端口，即A口、B口和C口，相应于引脚PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。其内部尚有一个控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作为输入输出的数据端口。C口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以提成4位的端口，每个端口包含一个4位锁存器。它们分别与端口A／Ｂ配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。
8255可编程并行接口芯片方式控制字格式说明:
8255有两种控制命令字；一个是方式选择控制字；另一个是C口按位置位／复位控制字。其中C口按位置位／复位控制字方式使用较为繁难，说明也较冗长，故在此不作叙述，需要时用户可自行查找有关资料。
方式控制字格式说明如表3.1：
表3.1 8255方式控制字

D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0

D7：设定工作方式标志，1有效。
D6、D5：A口方式选
0 0 —方式0
0 1 —方式1
1 ×—方式2
D4：A口功能 （1=输入，0=输出）
D3：C口高4位功能 （1=输入，0=输出）
D2：B口方式选择 （0=方式0，1=方式1）
D1：B口功能 （1=输入，0=输出）
D0：C口低4位功能 （1=输入，0=输出）
8255可编程并行接口芯片工作方式说明:
方式0：基本输入／输出方式。合用于三个端口中的任何一个。每一个端口都可以用作输入或输出。输出可被锁存，输入不能锁存。
方式1：选通输入／输出方式。这时A口或B口的8位外设线用作输入或输出，C口的4条线中三条用作数据传输的联络信号和中断请求信号。
方式2 ：双向总线方式。只有A口具有双向总线方式，8位外设线用作输入或输出，此时C口的5条线用作通讯联络信号和中断请求信号。
3.3 数码管
采用共阴极的七段数码管,如图3.4所示.

图3.4 数码管电路
VT为双向晶闸管，当门极为高电平时晶闸管导通，该支路指示灯亮；当门极为低电平时晶闸管关断，该支路指示灯灭。

4 控制器的软件设计
延时方法可以有两种一中是运用AT89C52内部定期器才生溢出中断来拟定1秒的时间，另一种是采用软延时的方法。
4.1计数器初值计算
定期器工作时必须给计数器送计数器初值，这个值是送到TH和TL中的。他是以加法记数的，并能从全1到全0时自动产生溢出中断请求。
　 我们采用在主程序中设定一个初值为20的软件计数器和使T0定期50毫秒．这样每当T0到50毫秒时CPU就响应它的溢出中断请求，进入他的中断服务子程序。在中断服务子程序中，CPU先使软件计数器减１，然后判断它是否为零。为零表达１秒已到可以返回到输出时间显示程序。相应程序代码:
(1)主程序　
　　　定期器需定期50毫秒，故T0工作于方式1。　初值：
　　　　TC＝M-T/T计数=216-50ms/1us=15536=3CBOH
ORG 1000H
START: MOV TMOD, #01H ; 令T0为定期器方式1
MOV TH0, #3CH ;装入定期器初值
MOV TL0, #0B0H　　;
MOV IE,　　　#82H ;开T0中断
SEBT TR0　　　　　　　；启动T0计数器
MOV 　R0,　　#14H　　　;软件计数器赋初值
OP: SJMP $　　　　　　　　；等待中断
(2)中断服务子程序
　　　　　 ORG 000BH
　　　　　 AJMP　　BRT0
　　　　　 ORG 00BH
　 BRT0：DJNZ R0，NEXT
　　　　　 AJMP TIME ; 跳转届时间及信号灯显示子程序
DJNZ：MOV　R0，＃14H　；恢复R0值
　　 MOV TH0, #3CH ;重装入定期器初值
MOV TL0, #0B0H　　;
MOV IE,　　　#82H
　　　　　　 RETI
END
4.2 软件延时
AT89C52的工作频率为2-12MHZ，我们选用的AT89C52单片机的工作频率为6MHZ。机器周期与主频有关，机器周期是主频的12倍，所以一个机器周期的时间为12*（1/6M）=2us。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拟定1秒的时间。
具体的延时程序：
DELAY:MOV R4,#08H 延时1秒子程序
DE2:LCALL DELAY1
DJNZ R4,DE2
RET
DELAY1:MOV R6,#0 延时125ms 子程序
MOV R5,#0
DE1:DJNZ R5,$
DJNZ R6,DE1
RET
MOV RN，#DATA
所以此指令的执行时间为2ms
DELAY1 为一个双重循坏 循环次数为256*256=65536 所以延时时间=65536*2=131072us 约为125us ，DELAY R4设立的初值为8 主延时程序循环8次，所以125us*8= 1秒，由于单片机的运营速度不久其它的指令执行时间可以忽略不计。

4.3 AT89C52并行口的扩展
AT89C52虽然有4个8位I/O端口,但真正能提供借用的只有P1口,由于P2和P0口通常用于传送外部传送地址和数据,P3口也有它的第二功能。因此，AT89C52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一个I/O端口，显然AT89C52的端口是不够，需要扩展。
扩展的方法有两种：（1）借用外部RAM地址来扩展I/O端口；（2）采用I/O接口来扩充。本设计中采用8255并行接口信片来扩展I/O端口。
4.3.1显示原理
当定期器定期为1秒，时程序跳转届时间显示及信号灯显示子程序，它将依次显示信号灯时间 ，同时一直显示信号灯的颜色，这时在返回定期子程序定期一秒，在显示黄灯的下一个时间，这样依次把所有的灯色的时间显示完后在重新给时间计数器赋初值 ，重新进入循环。
4.3.2 8255输出信号的放大
要使行人能看见信号灯的情况，必须把8255输出的信号进行放大，这里我们用VT为双向晶闸管，当门极为高电平时晶闸管导通，该支路指示灯亮；当门极为低电平时关断，该支路指示灯灭。
4.3.3 8255输出信号与信号灯的连接
LED 灯的显示原理:通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点量而显示不同的字形如 SP，g,f,e,d,c,b,a 管脚上加上7FH所以　SP为0伏，不亮其余为TTL高电平，全亮则显示为8,采用共阴级连接,见表4.1所示.

表4.1 驱动代码表
显示数值
dop g f e d c b a
驱动代码（16进制）
0
0 0 1 1 1 1 1 1
3FH
1
0 0 0 0 0 1 1 0
06H
2
0 1 0 1 1 0 1 1
5BH
3
0 1 0 0 1 1 1 1
4FH
4
0 1 1 0 0 1 1 0
66H
5
0 1 1 0 1 1 0 0
6DH
6
0 1 1 1 1 1 0 0
7DH
7
0 0 0 0 0 1 1 1
07H
8
0 1 1 1 1 1 1 1
7FH

4.3.4 8255与AT89C52的连接
用AT89C52的P0 口的 p0.7 连接8255的片选信号cs 我们用AT89C52的地址采用全译码方式，当p0.7 =0 时片选有效， 其它无效， p0.1 p0.1 用于选择8255端口
P0.7 p0.6 p0.5 p0.4 p0.3 p0.2 P0.1 P0.0
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
1 X X X X X 0 0 00H为8255 的PA口
1 X X X X X 0 1 01H 为8255的PB口
1 X X X X X 1 0 02H 为8255的PC口
1 X X X X X 1 1 03H 为8255的控制口
由于AT89C52是分时对8255和储存器进行访问所以AT89C52的P0口不会发生冲突

5 程序设计
5.1 流程图
R4 存放黄灯时间 3 03H （此时间可以动态设定）
R5 存放红灯时间 60 3CH
R6 存放绿灯时间 80 50H
PC0 显示黄灯信号
PC1 显示红灯信号
PC2 显示黄灯信号
8825 工作于方式0
8255 PA、PB、 PC口输出 PC 控制字为10000000B （80H）
主程序如图5.1所示

开始

初始化

等待键盘事件

显示程序解决
键盘事件解决

图5.1 主程序流程图

图5.2 程序流程图
5.2 程序清单
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0100H
MAIN:MOV R1,#03H 初始化8255
MOV A,#80H
MOVX @R1,A

AGAIN:MOV P3,#80H 设立初值
MOV A,P3
JB ACC.7, NEXT0
AGAIN1:MOV P3,#40H
MOV A,P3
JB ACC.6, RED
MOV P3,#0FH
MOV A,P3

ANL A,#0FH
MOV R3,A
AJMP AGAIN1
RED:MOV P3,#0FH
MOV A,P3

ANL A,#0FH
MOV R2,A
AJMP AGAIN
NEXT0:MOV R1,#03H
NEXT1:MOV DPTR,#TAB 显示黄灯个位
MOV A,R1
MOVC A,@A+DPTR
MOV R1,#00H
MOVX @R1, A

MOV R1,#O
MOV DPTR,#TAB 显示黄灯十位
MOV A,R0

MOVC A,@A+DPTR
MOV R1,#01H
MOVX @R1,A

MOV DPTR,#0C62H 显示黄灯信号
MOV A,#00H
LCALL 0F4E0H
ACALL DELAY 延时1秒

DJNZ R0,NEXT1

MOV A,R3
MOV R0,A
NEXT2:MOV DPTR,#TAB 显示红灯个位
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
MOV R1,#00H
MOVX @R1,A

MOV DPTR,#TAB 显示红灯十位
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
MOV R1,#01H
MOV A,R0
MOVX @R1,R0
MOV R1,#02H 显示红灯信号
MOV A,#02H
MOVX @R1,A

ACALL DELAY 延时1秒
DJNZ R0,NEXT2

MOV A,R2
MOV R0,A
NEXT3:MOV DPTR,#TAB 显示绿灯个位
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
MOV R1,#00H
MOVX @R1,R0

MOV DPTR,#TAB 显示绿灯十位
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
MOV R1,#01H
MOV A,R0
MOVX @R1,R0

MOV R1,#02H 显示绿灯信号
MOV A,#02H
MOVX @R1,A

ACALL DELAY 延时1秒

DJNZ R0,NEXT3
AJMP NEXT0
DELAY:MOV R4,#08H 延时1秒子程序
DE2:LCALL DELAY1
DJNZ R4,DE2
RET

DELAY1:MOV R6,#0
MOV R5,#0
DE1:DJNZ R5,$
DJNZ R6,DE1
RET

TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H

END

6 看门狗硬件电路
由于单片机自身的抗干扰能力比较差，特别在一些条件比较恶劣、噪声大的场合，常会出现单片机由于受外界干扰而导致死机的现象，导致系统不能正常工作。设立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一种重要途径。
一个完整的单片机应用系统应当是一个软、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犯错，重者将严重影响程序的运营。因此单片机应用系统的开发一定要考虑系统可靠性的设计，以满足系统在现场苛刻环境下的正常运营，而“看门狗”则是系统可靠性设计的重要一环。在一个单片机应用系统中，所谓的“看门狗”是指在系统设计中通过软件或硬件方式在一定的周期内监控单片机或其它CPU的运营情况。假如在规定的时间内没有收到来自单片机或其它CPU的触发信号，则系统会强制复位，以保证系统在受到干扰时仍可以维持正常的工作状态。在单片机系统中，看门狗的设计一般采用硬件和软件结合两种方式。
6.1软件看门狗
软件看门狗是运用单片机片内闲置的定期器/计数器单元作为看门狗，在单片机程序中适当的插入监控指令，当程序出现异常或进入死循环时，运用软件将程序计数器PC赋予初始值，强制性的使程序重新开始运营。
使用软件看门狗的具体实现方法如下。
(1) 一方面在初始化程序中设立好定期器/计数器的方式控制寄存器(TMOD) 和定期 时间的初值，并开中断。
(2) 根据定期器的定期时间，在主程序中按一定的间隔插入复位定期器的指令，既插入监控指令，两条指令间的时间间隔应当小于定期时间，否则看门狗将发生错误动作。
(3) 在定期器的中断服务程序中设立一条无条件转移指令，将程序计数器PC转移到初始化程序的入口。
软件看门狗的最大特点是无须外加硬件电路，经济性好。当然，假如片内的定期器/计数器被占用，就需要寻求其它的设计方式了。
6.2硬件看门狗
专用硬件看门狗是指一些集成化的或集成在单片机内的专用看门狗电路，它事实上是一个特殊的定期器，当定期时间届时，发出溢出脉冲。从实现角度上看，该方式是一种软件与片外专用电路相结合的技术，硬件电路连接好后，在程序中适本地插入一些看门狗复位的指令，保证程序正常运营时看门狗不溢出。而当程序运营异常时，看门狗超时发出溢出脉冲，通过单片机的RESET引脚使单片机复位。这种方式中，看门狗能否可靠有效地工作，与硬件组成及软件的控制策略都有密切的关系。目前常用的集成看门狗电路很多，如MAX705~708、MAX813L、X5043/5045等。
看门狗电路可以分为内看门狗和外看门狗。看门狗电路是指看门狗的硬件电路包含在单片机内部，如Microchip的16C5x系列，MOTOROLA的68C05系列，51内核中比较典型的有Atmel公司的AT89C55WD、AT89S8252，Winbond公司的W77E58，SST公司的SST89C58以及Philips公司87系列的多种型号的单片机等。
对于没有看门狗定期器的单片机或是认为内部看门狗不可靠时，可以采用外部看门狗定期器。外部看门狗电路既可以用专用看门狗芯片，也可由普通芯片实现。
这里，以专用芯片MAX692作为外部看门狗的电路。
MAX692是微系统监控电路芯片，具有后备电池切换、掉电判别、看门狗监控等功能。其封装和引脚说明如图6.1所示。

MAX692
5
1

VOUT VBATT
6
2

VCC RESET
7
3

GND WDI8
4

PFI /PFD

图 6.1 MAX692封装和引脚
VOUT：电源输出引脚。
VCC：接电源引脚，电源供电3.0~5.5V。
GND：接地。
PFI：电池故障输入。
/PFO：电池故障输出。
WDI：监视器输入引脚。
/RESET：复位输出引脚，低电平有效。
VBATT：后备电池输入端。
MAX692在本文的单片机系统中的具体使用方法和电路原理图。
MAX692电路原理图如图6.2所示.其中WDI是看门狗监测输入脚，接到CPU的一个专用I/O口或一个总线上。/RESET是复位信号输出脚，接到CPU的复位输入脚。
MAX692的WDI定期周期是1.6s，复位脉冲宽度是200ms。假如WDI保持高或低超过看门狗定期周期（1.6s），/RESET端将发生200ms的负脉冲使CPU复位

图 6.2 MAX692电路原理图
7 系统的调试与运营方案
系统的调试与运营采用TDN86/51教学实验系统
系统简介：
启动计算机及实验平台，进入TDN的子目录，键入MD51，选择 1 1-COM1口 进入系统集成软件
功能介绍：
F1-EDIT 编辑 可以对源程序进行编辑
F2-MASM 汇编源程序
F3-LINK 连接成可执行文献.HEX
F5-LOAD 将可执行文献载入实验系统
F6-SAVE 保存
F8-EXIT 推出系统
7.1实验环节
1. 按照系统硬件连线图连好
说明：由于此实验平台只提供了一个显示灯接口所以我们只用 了8255的 PA口，只用了一个显示灯 和3个LED灯 ，AT89C52的P1口的低4位用于给系统赋初值 P1.7用于控制系统工作或初始化.P1.6用于控制是对红灯、绿灯进行初始化。

2. 把编好的程序进行汇编对输入单片机AT89C52仿真器和对8255进行初始化。
3．通过平台上的开关来设定红、绿等的初值。
4．先使K7拨为0，观测LED灯和8段数码管的显示情况，拨K6为0设立 拨K3、K2、K1、K0为0101即红灯时间为5秒，拨K6为1设立 拨K3、K2、K1、K0为1001即绿灯时间为9秒，观测观测LED灯和8段数码管的显示与设立的时间和LED的颜色是否一致
5．不一致反复调试程序结识检查线路连接是否对的，直到与预定目的一致。
7.2系统内存分派和I/0接口
1．程序空间（64k）
表7.1 程序空间分派表
  地址
使用情况
芯片
0000-3FFFH
用户程序区
U23RAM
4000-DFFFH
用户程序区

E000-FFFFH
系统保存
ROM

2.I/O接口分派
用户程序区8255的端口地址如下表：

表7.2 8255的端口地址
信号线
寄存器
编址