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正文內(nèi)容

基于單片機的交通信號燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書(編輯修改稿)

2024-10-03 17:59 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ZILOG、 Motorola 和 Intel 在微處理器領(lǐng)域三足鼎立。 20 世紀(jì) 80 年代初, Intel 公司在 MCS48 系列單片機的基礎(chǔ)上,推出了 MCS51系列 8位高檔單片機。 MCS51系列單片機無論是片內(nèi) RAM 容量,I/O口 功能,系統(tǒng)擴展方面都有了 很大的提高 。 典型的單片機產(chǎn)品 Intel 是最早推出單片機的公司之一 ,主要有 MCS4 MCS51 系列 8位單片機和 MCS96 系列的 16位單片機 。在二十世紀(jì)八、 九十年代 MCS51和 MCS96曾經(jīng)是我國最流行的單片機 ,得到最廣泛的應(yīng)用 .國內(nèi)具有很多型號的 51/96 仿真器 ,至今仍有不少的用戶 。 這幾年 Intel 公司注重于奔騰系列的微處理器 ,高檔嵌入式系統(tǒng)等的開發(fā) 沒有推出新的單片, 而 ATMEL 公司有很多和 MCS51 兼容的高性能單片機 。 Motorola 公司主要有 MC68HC0 MC68HC1 MC68HC08 系列的 8 位單片機 ,MC68C1 MC68HC16 系列 16 位單片機 .MC68HC908 是新型的 FLASH 型單片機 ,功能強 ,型號多 ,又有國產(chǎn)的廉價仿真器的支持 ,在我國得到了廣泛應(yīng)用 。 東芝公司主要有 TLCS870、 TLCS870/X、 TLCS870/C 等系列的 8位單片機 ,TLCS900系列的 16位單片機 ,這些單片機是近幾年推出的新型單片機 ,功能強 、 可靠性高 , .國內(nèi)推出了 tlcs870、 tlcs870/c 系列單片機的廉價開發(fā)工具 (STFB 和 STF870/C), 使這兩個系列的單片機引起國內(nèi)用戶的重視,近兩年來開始流行,特別是在家用電器領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 9 世界上其他的半導(dǎo)體公司,如美國的國際半導(dǎo)體,日本的日立、三菱、NEC、富士通公司、韓國的三星公司、荷蘭的 Philips 公司等都有他們的單片機系列產(chǎn)品。從應(yīng)用的角度看,各個公司的新型單片機的結(jié)構(gòu)和功能大體上相似,從應(yīng)用的廣度看, 8位單片機應(yīng)用最廣泛。在開發(fā)一個應(yīng)用產(chǎn)品時,選用哪一個型號的單片機取決于開發(fā)成本、生產(chǎn)成本以及是否有廉價的開發(fā)工具的支持。 、 10 第二章 單片機芯片的簡介 MCS51 芯片簡介 AT89S51 是 MCS51系列單片機的典型產(chǎn)品, 它是 一個低功耗,高性能 CMOS 8位單片機,片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000次的 Flash 只讀程序存儲器,器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元,功能強大的微型計算機的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 AT89S51 具有如下特點: 40個引腳, 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器, 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器( RAM), 32個外部雙向輸入 /輸出( I/O)口, 5個中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷, 2個 16位可編程定時計數(shù)器 ,2個全雙工串行通信口,看門狗( WDT)電路,片內(nèi)時鐘振蕩器。 其管腳圖如圖 1所示; 圖 1 AT89S51 的引腳圖 11 現(xiàn)在我們 對 AT89S51的 40 個 管 腳 的功能 加以 說明: 1.主電源引腳 VCC: 電源電壓輸入端。 GND: 電源地。 P0口 : P0 口為一個 8 位漏級 開路雙向 I/O 口,每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時,被定義為 高阻 輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器,它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時, P0 口作為原碼輸入口,當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時, P0輸出原碼,此時 P0外部必須被拉高。 運算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。 89C51 的 P0、 P P P3口作為輸入時都是準(zhǔn)雙向口。除了 P1 口外 P0、 P P3口都還有其他的功能 。 RST: 復(fù)位輸入端,高電平有效。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時,要保持 RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG: 地址鎖存允許 /編程脈沖信號端。當(dāng)訪問外部存儲器時,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在 FLASH 編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時, ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號,此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是:每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲 器時,將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時, ALE只有在執(zhí)行 MOVX,MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外,該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止,置位無效。 PSEN: 外部程序存儲器的選通信號,低電平有效。在由外部程序存儲器取指期間,每個機器周期兩次 PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP:外部程序存儲器訪問允許。當(dāng) EA保持低電平時,則在此期間外部程序存儲器( 0000HFFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1時, EA將內(nèi)部鎖定為 RESET;當(dāng) EA端保持高電平時,此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間,此引腳也用于施加 12V 編程電源( VPP)。 XTAL1: 片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2: 片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端 。 /輸出引腳 AT89S51 單片機有 4 組 8 位的可編程 I/O 口,分別位 P0、 P P P3口,每 個口有 8位( 8根引腳),共 32 根。每一根引腳都可以編程,比如用來控制電機、交通燈、霓虹燈等,開發(fā)產(chǎn)品時就是利用這些可編程引腳來實現(xiàn)我們想要的功能 。 PO 口( Pin39~ Pin32): 8 位雙向 I/O 口線,名稱為 ~ P1 口( Pin1~ Pin8): 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線,名稱為 ~ P2 口( Pin21~ Pin28): 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線,名稱為 ~ P3口( Pin10~ Pin17): 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線,名稱為 ~ 12 經(jīng)過對 AT89S51和之前的 MCS51 系列單片機的比較,以下是其 主要性能特點 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器; 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器( RAM); 32 個外部雙向輸入 /輸出( I/O)口; 5 個 中斷優(yōu)先級 、 2 層 中斷嵌套 中斷; 6 個中斷源; 2 個 16 位可編程 定時器 /計數(shù)器 ; 2 個全雙工串行通 信口; 看門狗 ( WDT)電路; 片內(nèi) 振蕩器 和 時鐘電路 ; 與 MCS51 兼容; 1全靜態(tài)工作: 0Hz33MHz; 1三級程序存儲器保密鎖定; 1可編程串行通道; 1低功耗的閑置和掉電模式 ; 看門狗( WDT)電路的主要是實現(xiàn)復(fù)位功能 , 當(dāng)單片機運行出現(xiàn)死循環(huán)時 ,看門狗( WDT)電路可以起保護(hù)功能 ,實現(xiàn)復(fù)位作用 。 數(shù)碼管 數(shù)碼管分類 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管,八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個 發(fā)光二極管 單元(多一個小數(shù)點顯示);按能顯示多少個 “8” 可分為 1位、 2 位、 4 位等等數(shù)碼管;按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管,共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到+5V,當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時,相應(yīng)字段就點亮,當(dāng)某一字段的陰極為高電平時,相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指 將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管,共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM接到地線 GND上,當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時,相應(yīng)字段就點亮,當(dāng)某一字段的陽極為低電平時,相應(yīng)字段就不亮。 數(shù)碼管結(jié)構(gòu) LED 數(shù)碼管( LED Segment Displays)是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成 “8” 字型的器件,引線已在內(nèi)部連接完成,只需引出它們的各個筆劃,公共電極。 led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個小數(shù)點,還有一種是類似于 3位 “+1” 型。位數(shù)有半位, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 位等等 .... led數(shù)碼管根據(jù) LED的接法不同分為共陰和共陽兩類,了解 LED的這些特性,對編程是很重要的,因為不同類型的數(shù)碼管,除了它們的硬件電路有差異外,編程方法也是不同的。圖 2 是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路,它們 13 的發(fā)光原理是一樣的,只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅,綠,藍(lán),黃等幾種。 led數(shù)碼管廣泛用于儀表,時鐘,車站,家電等場合。選用時要注意產(chǎn)品尺寸顏色,功耗,亮度,波長等。 SM220501K 是一個兩位數(shù)共陰極的數(shù)碼管 ,a,b,c,d,e,f,g,就是數(shù)碼管的段碼 dip 就是數(shù) 碼管的小數(shù)點, 1 10 為位選信號。例如 :如果給 b,c送高電平 ,11接地 ,左邊的數(shù)碼管會顯
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