【正文】 口功能 （ 1=輸入， 0=輸出） D0： C 口低 4 位功能 （ 1=輸入， 0=輸出） 8255 可編程并行接口芯片工作方式說明 方式 0：基本輸入 /輸出方式。 74LS373 簡介 74LS373 管腳 示意 圖 74LS373 是一種帶三態(tài)門的 8D 鎖存器，其管腳示意 如 圖 所 示 。 （ 2） /PSEN:外 ROM 讀選通信號。 P3 口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。 單片機作為整個硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調整機工作的控制器，又是數據處理器。因此，單片機只需要和適當的軟件及外部設備相結合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng) 。 （ 5）智能儀表與集成智能傳感器 目前在各種電氣測量儀表中普遍采用了單片機應用系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量系統(tǒng)，使得測量系統(tǒng)具有存儲、數據處理、查詢及聯(lián)網等智能功能。其將通用的微處理器和Flash 存儲器 結合在一起，特別是可反復擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。對 51系列單片機來說，最小系統(tǒng)應包括單片機、晶振電路、復位電路。 AT89 單片機內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器。復位后 P0－ P3 口均置 1 引腳表現為高電平，程序計數器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。作為輸出口時能驅動 8 個 TTL。 (3) P2 端口 [－ ] P2 是一個帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。端口置 1 時，內部 上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示基于 51 單片機的交通燈控制 27 各種字形或符號。在方式 0 時 M 為 8192；在方式 1 時 M 的值為65536；在方式 2 和 3 為 256。以 IT0 為例， IT0=0，為電平觸發(fā)方式， IT0=1，為負邊沿觸發(fā)方式，本設計采用電平方式， IE0 為其中斷標志位，有中斷信號則置位，中斷服務子程序響應后， IE0 自動清零。若一切正常，方可在斷電的情況下將芯片插入，再次檢查各引腳的電位及其邏輯關系。 調試故障分析 1. 上電后數碼管不顯示， LED 燈也不點亮 。 基于 51 單片機的交通燈控制 34 6 結束語 全文總結 通過這 次 畢業(yè)設計 ，讓 我受益匪淺，也讓我了解和掌握了一些編程思想和對 I/O口的使用和應用的條件的思考，對單片機的各個管腳功能的理解和掌握。我對電子產品的開發(fā)持有濃厚的興趣，通過這次畢業(yè)設計也使我學到了很多電路知識、電腦知識以及相關軟件的知識，通過畢業(yè)設計這個過程，鞏固了我的理論知識，并提高了我理論知識運用到實際項目中的 能力。我會以此為契機，在日后的工作中深入學習、加深研究，在實際工作中創(chuàng)造自己的價值。面臨就業(yè)，我將充分發(fā)揮我的主觀能動性和在學校學到的一切知識。設計讓我把單片機的理論知識用在實踐中，實現了理論和 實踐相結合，從中更懂得理論的是實踐的基礎，實踐有能檢驗理論的正確性，更激發(fā)了我對專業(yè)知識的渴求，這些對我以后參加工作或者繼續(xù)學習都會有很大的幫助和影響。 2. 驅動板電源指示燈亮，可是數碼管和發(fā)光二極管顯示不正常，或者發(fā)光二極基于 51 單片機的交通燈控制 33 管變化顯示，數碼管顯示亂七八糟。 軟件調試問題及解決 軟件程序的調試一般可以將重點放在分模塊調試上，統(tǒng)調是最后一環(huán)。 在優(yōu)先級的允許下，一旦有外部中斷信號產生，單片機 CPU 首先保護斷點，PC 值進棧，然后執(zhí)行相應的中斷服務子程序，執(zhí)行完后，用 RETI 指令返回，此時CPU 會從堆棧中取保存的斷點地址，送回 PC，程序再正常執(zhí)行。如單片機的主脈沖頻率為 12MHZ，經過 12 分頻后，若采用方式０最大延時只有 毫秒，采用方式１最大延時也只有 毫秒。圖 是共陽式、共陰式 LED數碼管的原理圖和符號 。除此之外 P3 端口還用于一些專基于 51 單片機的交通燈控制 26 門功能，具體 見 表 。端口置 1 時，內部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。校驗程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。復位是由外部的復位電路來實現的。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構成一個自激振蕩器。 1. 電源引腳 Vcc 40 電源端 GND 20 接地端 工作電壓為 5V，另有 AT89LV51 工作電壓則是 , 引腳功能一樣。初始化后，程序計數器 PC 指向 0000H， P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入 07H，其它專用寄存器被清 ―0‖。它將傳感器變換后的物理量作進一步的變化和處理，使其成為數字信號，可以遠距離傳輸并與計算機接口。 （ 1）家用電器領域 用單片機控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的模擬和數字控制電路，使家用電器（如洗衣機、空調、 冰箱、微波爐、和電視機等）功能更完善，更加智能化和易于使用。 鍵盤及狀態(tài)顯示，開關鍵盤輸入 交通 燈初始時間，通過單片機 P1 輸入到系統(tǒng)。 硬件設計圖 硬件設計框圖 硬件設計框圖如圖 所示： 基于 51 單片機的交通燈控制 16 圖 硬件設計框圖 整個系統(tǒng)的的電路圖 整個系統(tǒng)電路圖有最小系統(tǒng)電路，倒計時電路，交通燈單路，控制電路圖構成。 ① RST（ Reset）功能：復位信號輸入端。 1Q8Q 為 8 個輸出端。每一個端口都可以用作輸入或輸出。通常 A 口、 B 口作為輸入輸出的數據端口。 如果單片機是 EPROM，在編程其間， 將用于輸入編程脈沖。初始化后，程序計數器 PC 指向 0000H， P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入 07H，其它專用寄存器被清 ―0‖。 全雙工串行口： 8051 內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數據傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。 80C51 單片機已成為單片機發(fā)展的主流。隨著集成度的不斷提高，有可能把眾多的各種處圍功能器件集成在片內。 高性能化 主要是指進一步改進 CPU 的性能，加快指令運算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。允許使 用的電壓范圍越來越寬，一般在 3~6V 范圍內工作。采用雙極型半導體工藝的 TTL 電路速度快，但功耗和芯片面積較大。隨著單片機在各個領域全面深入地發(fā)展和應用，出現了高速、大尋址范圍、強運算能力的 8 位 /16位 /32 位通用型單片機，以及小型廉價的專用型單片機。 MCS51 設置了經典的 8 位單片機的總 線結構，包括 8 位數據總線、 16 位地址總線、控制總線及具有很多機通信功能的串行通信接口。 單片機的發(fā)展歷史 如果將 8 位單片機的推出作為起點，那么單片機的發(fā)展歷史大致可分為以下幾個階段 （ 1） 第一階段（ 19761978）：單片機的控索階段。 ③ 交通工具照明燈：它是安裝在交通工具內部或外部起照明作用的燈具。目 前，單片機仍以其高可靠性、高性價比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)、智能畫儀器儀表、智能家電等諸多領域得到了廣泛的應用 ,本文就是利用單片機完成一個簡易的交通燈控制系統(tǒng)，本設計方案的這種十字路口控制器較為簡單，用紅、黃、 綠三種顏色的 LED 燈代替了交通燈，加上一個倒計時顯示計時器來控制，只能完成一些簡單的交通燈控制。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預期的作用。 …… ..大學 畢業(yè)設計 （論文） 題 目 基于 51 單片機的交通燈控制 學生 姓名 …………. 指導老師 …………. 所 屬 系 電子工程學院 專 業(yè) 電子工程 年 級 …… ..級 學 號 ……………… 基于 51 單片機的交通燈控制 I 基于 51 單片機 的交通燈控制 摘 要 十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道 ，有條不紊，那么靠什么來實現著井然有序呢 ， 靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)，在日常生活中交通信號燈的使用，使交通得以有效管理，對于疏導交通流量，提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。城市交 通控制系統(tǒng)是用于城市交通數據監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導的計算機綜合管理系統(tǒng)，它是現代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分，隨著城市機動車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現了交通超負荷運行的情況，因此，自 80 年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。單片機技術的出現給現代工業(yè)測控領域帶來了一次技術革命。包括飛機燈、船燈、火車燈和汽車燈。自單片機誕生至今，已發(fā)展為上百種系列的近千個機種。 ① 完善的外部總線。 基于 51 單片機的交通燈控制 5 （ 4）第四階段（ 1990—至今 ）：微控制器的全面發(fā)展階段。 CMOS 電路的特點是低功耗、高密度、低速度、低價格。低電壓化，幾乎所有的單片機都有 WAIT、 STOP 等省電運行方式。目前，單片機 內 ROM 最大可達64KB， RAM 最大為 2KB。 外圍電路內裝化 這也是單片機發(fā)展的主要方向。這樣， 80C51 就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現統(tǒng)稱為 80C51 系列。 并行輸入輸出 (I/O)口 8051 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對外部數據的傳輸。現在我們對這些引腳的功能加以說明：如圖 ： 圖 MCS51 單片機引腳示意圖 RESET/Vpd 復位信號復用腳，當 8051 通電，時鐘電路開始工作，在 RESET引腳上出現 24 個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。更有一個特點，當訪問外部程序存儲器， ALE 會跳過一個脈沖。其內部還有一個控制寄存器，即控制口。適用于三個端口中的任何一個。 其中： 1D8D為 8 個輸入端。 （ 3） RST/VPD:復位 /備用電源。 基于 51 單片機的交通燈控制 15 3 系統(tǒng)硬件設計 交通燈狀態(tài) 交通燈狀態(tài)圖如圖 所示 : B 北 綠燈黃燈紅燈 ○ ○ ○ ○ 紅燈 ○ 綠燈 A ○ 黃燈 ○ 綠燈 A ○ 綠燈 ○ 紅燈 ○ ○ ○ 紅燈黃燈綠燈 B 圖 交通燈狀態(tài)示意圖 S1：東西通行，南北禁止 S2：南北通行，東西禁止 S1 狀態(tài) 30 秒， S2 狀態(tài) 30 秒，黃燈亮 5 秒， 循環(huán)執(zhí)行。它由單片機振蕩電路、復位電路等組成。 下面介紹一下單片機的主要應用領域和特點。將單片機和傳感器相結合，可以構成新一代的智能傳感器。 Pin9:RESET/Vpd 復位信號復用腳，當 8052 通電，時鐘電路開始工作，在 RESET基于 51 單片機的交通燈控制 22 引腳上出現 24 個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。下面介紹 51 單片機的最小系統(tǒng)電路圖 所示： 基于 51 單片機的交通燈控制 23 圖 單片機最小系統(tǒng)圖 單片機的最小系統(tǒng)是由電源、復位、時鐘，下面介紹一下每一個組成部分。引 腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。當復位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為 ROM 的 00H 處開始運行程序。 對內部 Flash 程序存儲器編程時，接收指令字節(jié) 。輸出時可驅動 4 個 TTL。 對內部 Flash 程序存儲器編程時，接控制信息。 LED 數碼管有共陽、共陰之分。就此可以算出各種方式的最大延時。 IE 中的 EA 為允許中斷的總控制位，為 1開啟， EX0 為外部中斷允許控制位，為 1 開 啟。將萬用表的探針放到單片機接電源的引腳上檢測一下，看是否符合要求。 檢查交通燈模組的驅動板電源指示燈是否點亮，如 果沒有點亮，切斷電源，檢查是否正負極接反。實現了軟件和硬件的有效結合，缺一不可。 工作展望 通過這次的畢業(yè)設計，我對自己的動手能力有了信心。 基于 51 單片機的交通燈控制 36 致 謝 經過近段時間的忙碌和工作 ， 本次畢業(yè)設計已經接近尾聲 ， 作為一個 本 科生的畢業(yè)設計 ， 由于經驗的匱乏 ， 難免有許多考慮不周全的地方 ， 如果沒有導師的督促指導 ， 以及一起工作的同學們的支持 ， 想要完成這個設計是難以想象的 ， 在這里首先要感謝我的導師 …