【正文】 簽名： 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 摘 要 本設(shè)計是依據(jù)數(shù)字集成電路、單片機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，采用 MCS51 系列單片機(jī) AT89C51為控制器件結(jié)合 LED 數(shù)碼 顯示電路 、 發(fā)光二極管指示電路組成交通燈硬件電路，利用單片機(jī)內(nèi)部定時中斷溢出產(chǎn)生 1s 實(shí)現(xiàn)倒計時 。除了文中特別加以注釋和致謝的地方外，設(shè)計中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果。與本研究成果相關(guān)的所有人所做出的任何貢獻(xiàn)均已在設(shè)計中作了明確的說明并表示了謝意。 系統(tǒng)能夠 完成 25s 倒計時顯示，在倒計時到 5s時綠燈開始閃爍以提醒過往的車輛及行人安全通行，倒計時到 2s 時黃燈亮 。這是世界上最早的交通信號燈。 電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成， 1914 年始安裝于紐約市 5 號大街的一座高塔上。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。為符合以人為本的設(shè)計理念 ，我們可在路口安裝與信號燈同步的倒記時顯示器，行人和自行車可根據(jù)綠燈結(jié)束的時間決定是否過路口。 單片機(jī)的概述 單片機(jī)指集成在一個芯片上的微型計算機(jī)，也就是把組成微型計算機(jī)的各種功能部件，包括 CPU（ Central Processing Unit）、隨機(jī)存取存儲器 RAM（ Random Access Memory）、2 只讀存儲器 ROM（ ReadOnly Memory）、基本輸入 /輸出（ Input/Output）接口電路、定時器 /計數(shù)器等部件都制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)微型計算機(jī)的基本功能。 （ 3）家用電器 現(xiàn)在家用電器都向智能化發(fā)展，單片機(jī)是家用電器智能化的大腦和心臟。 單片機(jī)的發(fā)展 史 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展十分迅速，大致可分為 4 個階段： 第一階段（ 1976～ 1978）：低性能單片機(jī)的探索階段。這一類單片機(jī)帶有串行 I/O 口， 8 位數(shù)據(jù)線、 16 位地址線可以尋址的范圍達(dá)到 64KB，有控制總線、較豐富的指令系統(tǒng)等。 第四階段（ 1990～ ）：微控制器的全面發(fā)展的階段。 圖 21 系統(tǒng)整體框圖 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U7A T 89 C 5 1C230 p FC130 p FY1C R Y S T A L+C3C A P A C I T O R P O LR1R E S 2X1X2X1X2V C CabfcgdeD P Y[ L E D g n]1234567abcdefgD S 6D P Y _7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n]1234567abcdefgD S 1D P Y _7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n]1234567abcdefgD S 4D P Y _7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n]1234567abcdefgD S 7D P Y _7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n]1234567abcdefgD S 8D P Y _7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n]1234567abcdefgD S 5D P Y _7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n]1234567abcdefgD S 3D P Y _7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n]1234567abcdefgD S 2D P Y _7 S E GD S 0l e d r e dD S 2l e d ye l l owD S 1l e d gr e e nD S 4l e d gr e e nD S 3l e d r e dD S 5l e d ye l l owD S 6l e d r e dD S 7l e d gr e e nD S 9l e d r e dD S 11l e d ye l l owD S 8l e d ye l l owD S 10l e d gr e e nU274 0 5U574 0 5U174 0 5U674 0 5U374 0 5U474 0 5V C CP2.4P2.5P2.6P 2. 1P 2. 2P 2. 3P 2. 1P 2. 2P 2. 3P 2. 4P 2. 5P 2. 6東西北南0001112223334445556660011223344556600011122233344455566600112233445566000111222333444555666001122334455660001112223334445556660011223344556600011122233344455566600113322554466 圖 22 系統(tǒng)原理圖 電源電路 時鐘電路 復(fù)位電路 單片機(jī) AT89C51 顯示電路 指示電路 4 AT89C51 的介紹 圖 23 單片機(jī)內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)圖 設(shè)計采用的是 Atmel 公司的 89C51 是 MCS51 系列單片 機(jī)的典型產(chǎn)品， 其主要結(jié)構(gòu) 包含中央處理器、程序存儲器 （ ROM） 、數(shù)據(jù)存儲器 （ RAM） 、定時 /計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明： （ 1）中央處理器 （ CPU） 中央處理器 （ CPU） 是整個單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 （ 3）內(nèi)部程序存儲器 內(nèi)部程序存儲器包括 ROM（ 4K*8）和程序地址寄存器等。該串行口功能較強(qiáng)，既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步移位器使用。 （ 8）時鐘電路 89C51 芯片內(nèi)部有時鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需外接。 6 （ 3）控制引腳 RST/VPD：復(fù)位 /掉 電保護(hù)信號輸入端 。當(dāng)單片機(jī)訪問外部存儲器時，該引腳的輸出信號 ALE 用于鎖存 P0 端口的低 8 位地址。 EA /VPP：訪問程序存儲器控制信號 /編程電源輸入端 當(dāng) EA =0 時 單片機(jī)只訪問外部程序存儲器。在 8751 單片機(jī)片內(nèi) EPROM 編程期間，此引腳接入 21V編程電源 Vpp。 —： 雙功能靜態(tài)端口，具有第二功能。無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位，所以我們必須弄清楚 MCS51型單片機(jī)復(fù)位的條件、復(fù)位電路和復(fù)位后狀態(tài)。即主要有電源電路、晶振電路、復(fù)位電路構(gòu)成。 發(fā)光二極管是 半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能 ， 簡寫為 LED。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。 數(shù)碼管在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中主要用于顯示單片機(jī)的輸出數(shù)據(jù)和狀態(tài)等。 靜態(tài)顯示驅(qū)動： 靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。 11 3 系統(tǒng) 軟件設(shè)計 系統(tǒng) 整體 程序流程圖 圖 31 系統(tǒng)整體 程序流程圖 設(shè)置定時，顯示初始化 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)定時的方法一般有以下三種： （ 1） 軟件定時：讓計算機(jī)執(zhí)行一 段程序來進(jìn)行事 件延時。因此軟件定時的時間不宜過長。 （ 3） 可編程定時器：通過專用的定時計數(shù)器芯片來實(shí)現(xiàn)。最高檢測頻率為振蕩頻率的二十四分之一。 定時器工作時必須給計數(shù)器送計數(shù)器初值，這個值是送到 TH 和 TL 中的。 T=（ M TC） *T計 數(shù) 或 TC＝ MC/T計 數(shù) （ 4 – 2） T計 數(shù) 是單片機(jī)時鐘周期 CLKT 的 12 倍； TC 為定時初值 如單片機(jī)的主脈沖頻率 CLKT =12MHz，經(jīng)過 12 分頻 方式 0 m a x 13 *T = 2 1 u s 8 .1 9 2 m s? （ 4 – 3） 方式 1 m a x 16T = 2 * 1 u s 6 5 .5 3 6 m s? （ 4 – 4） 我們在這里采用的是方式 1，則初始值 TC=6553650000 TH0=(6553650000)/256 TL0=(6553650000)%256 （ 4 – 5） 顯然 1 秒鐘已經(jīng)超過了計數(shù)器的最大定時間，所以我們只有采用定時器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個問題 。 設(shè)置定時程序： 13 START: MOV TMOD,01H 。通過比較 R3 寄存器中的值來判斷是否要進(jìn)行下一個狀態(tài)，當(dāng)所有狀態(tài)都已顯示程序跳轉(zhuǎn)到初始狀態(tài)進(jìn)行循環(huán)。計時顯示初值 25s 東西方向綠燈亮開始 25s倒計時 初始化 是否 5s？ 綠燈閃爍 黃燈亮 2s 是 否 轉(zhuǎn)為南北方向的綠燈亮 14 LCALL DISPLAY LCALL STATE1 。判斷 1s 到否？未到繼續(xù)狀態(tài) 1 MOV R2,20 。 例如在狀態(tài) 1 下東西方向的綠燈亮、南北方向的紅燈亮，將單片機(jī)的 和