基于at89c51單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-07-30 13:04 本頁(yè)面
【正文】 路圖 . 設(shè)計(jì)要求→列出真值表 (確定輸入、輸出變量及它們的邏輯關(guān)系 ) →化簡(jiǎn)寫出簡(jiǎn)化的邏輯表達(dá)式 (→或轉(zhuǎn)換成邏輯器件所需的表達(dá)形式 )→畫出邏輯圖。 舉例：設(shè)計(jì)一個(gè)異或電路 . （ 1） 該電路有兩個(gè)輸入 A、 B 和一個(gè)輸出 F,根據(jù)異或的邏輯關(guān)系列出真值表 （ 2） 由真值表寫出邏輯表達(dá)式 (化簡(jiǎn)或轉(zhuǎn)換 ) F= ABBAABBABABA ?????? （ 3） 畫出邏輯圖 在這里 設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)視交通信號(hào)燈狀態(tài)的邏輯電路。每一組信號(hào)燈均由紅、黃、綠三盞燈組成，如圖所示。正常工作情況下，任何時(shí)刻必有一盞燈點(diǎn)亮，而且只允許有一盞燈點(diǎn)亮。而當(dāng)出現(xiàn)其他五種點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)，電路發(fā)生故障，這時(shí)要求發(fā)出故障信號(hào)，以提醒維護(hù)人員前沈陽(yáng)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 去修理。 按照組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到實(shí)現(xiàn) 監(jiān)視交通信號(hào)燈狀態(tài)的邏輯電路。 實(shí) 驗(yàn)儀器 序 號(hào) 名 稱 主要用途 1 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)裝置 連接電路、顯示輸入和輸出信號(hào) 2 萬(wàn)用表 1只 測(cè)量電阻、電壓、電流 3 元器件： 74LS00 74LS04 74LS20 各一塊 利用集成電路實(shí)現(xiàn)邏輯功能 4 導(dǎo)線 若干 連接電路 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟 按照組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件，選擇用反相器、與非門 實(shí)現(xiàn) 監(jiān)視交通信號(hào)燈狀態(tài)的邏輯電路。 按照原理 圖進(jìn)行電路的連接。 沈陽(yáng)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫真值表，驗(yàn)證邏輯功能。 輸入變量 輸出 R A G Z 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 5） 組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)和險(xiǎn)象 ： 競(jìng)爭(zhēng)：因門電路的 傳輸時(shí)延 而造成 多路信號(hào) 由于經(jīng)過(guò)不同路徑產(chǎn)生的時(shí)差現(xiàn)象；險(xiǎn)象：由競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的錯(cuò)誤輸出；檢查 (產(chǎn)生條件：輸入存在互補(bǔ)變化；消除：添加冗余項(xiàng) ). 競(jìng)爭(zhēng) 邏輯險(xiǎn)象 6） 常見(jiàn)的五種組合邏輯電路： 著重于其功能和輸出與輸入的對(duì)應(yīng)邏輯關(guān)系 。 （ 1） 編碼：將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)碼信號(hào)； 編碼器：互斥輸入，方塊圖、邏輯圖 。 優(yōu)先編碼，方塊圖、邏輯圖 。 （ 2） 譯碼：將輸入的碼組翻譯變換成對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào) ， 是編碼的逆過(guò)程； 譯碼器：二進(jìn)制譯碼器 ， 方塊圖、邏輯圖 。 數(shù)字顯示譯碼器：七段顯示 ， 十進(jìn)制數(shù)字顯示 。 （ 3） 多路選擇器：又叫數(shù)據(jù)選擇器 ， 在地址輸入端的控制下從多路數(shù)據(jù)輸入中選擇一個(gè)送到公共輸出端 。 方塊圖 ， 邏輯圖 。 （ 4） 數(shù)值比較器：比較兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的大小。一位二進(jìn)制數(shù)比較器 ， 二位二進(jìn)制數(shù)比較器 。 （ 5） 加法器：實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算 。 全加器 ， 逐位進(jìn)位加法器 ， 加法器。逐位進(jìn)位 ， 超前進(jìn)位形成電路、三位 。 沈陽(yáng)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 7） 中規(guī)模集成組合邏輯電路及應(yīng)用： 應(yīng)用著重于擴(kuò) 展 (分級(jí)擴(kuò)展和級(jí)聯(lián)擴(kuò)展 )和實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù) (重點(diǎn)多路選擇器和譯碼器 )。 （ 1） 中規(guī)模集成譯碼器 74139： 2 線 4 線譯碼器 ， 功能表、邏輯圖； 74154： 4 線 16 線譯碼器 ， 功能表、邏輯圖； 分級(jí)擴(kuò)展： 下 圖利用允許端用一片 74139 和四片 74154 擴(kuò)展為 6線 64 線譯碼器 級(jí)聯(lián)擴(kuò)展 (補(bǔ)充 )：用二片 74139 實(shí)現(xiàn) 3 線 8 線譯碼器； （ 2） 中規(guī)模集成多路選擇器 74153：雙 4 選 1； 分級(jí)擴(kuò)展：用五片 74153 擴(kuò)展為雙 16 選 1； 級(jí)聯(lián)擴(kuò)展 (補(bǔ)充 )：用 74153 實(shí)現(xiàn) 8 選 1； 實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)：用 8 選 1 和 4 選 1 實(shí)現(xiàn)三變量函數(shù) 用 8 選 1；用 4 選 1〔注：利用對(duì)比真值表的方法欠簡(jiǎn)單明嘹 ,可用多路選擇器的輸出表達(dá)式和邏輯函數(shù)表達(dá)式對(duì)比的方法〕； （ 3） *中規(guī)模集成數(shù)值比較器；級(jí)聯(lián)擴(kuò)展：串行、并行比較 ， (a)串行比較 (b)并行比較 （ 4） *中規(guī)模集成加法器； 沈陽(yáng)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 （ 5） *中規(guī)模集成優(yōu)先編碼器。 了解了組合邏輯電路，我們?cè)賮?lái)看看單片機(jī)。 單片機(jī)無(wú)線收發(fā)控制的交通信號(hào)燈模型可以分為電源電路、單片機(jī)主控電路、無(wú)線收發(fā)控制電路和顯示電路四部分組成，組成電路如圖 1： 圖 1 由于顯示部分都是采用三色 LED 和數(shù)碼管模擬，比較簡(jiǎn)單，所以在此不作詳盡敘述。下面主要敘述單片機(jī)主控電路、直流電源的組成及其原理。 單片機(jī)主控電路 1） 主要元器件介紹 單片機(jī)主控電路的主要元件是 AT89C51，其外型如圖： 沈陽(yáng)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM）和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C51 提供了高性價(jià)比的解決方案。 AT89C51 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)， 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ， 2 個(gè)全雙工串行通信口， AT89C51
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