交通信號燈控制系統(tǒng)設計課程設計(編輯修改稿)
2025-02-12 09:07 本頁面
【文章內容簡介】 9C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案，AT89C51系列單片機的內部結構如圖3所示。圖3 AT89C51系列單片機的內部結構示意圖AT89C51單片機芯片具有以下特性：l 指令集合芯片引腳與Intel公司的8051兼容；l 4KB片內在系統(tǒng)可編程FLASH程序存儲器；l 時鐘頻率為0~33MHZ；l 128字節(jié)片內隨機讀寫存儲器（RAM）；l 6個中斷源，2級優(yōu)先級；l 2個16位定時/記數器；l 全雙工串行通信接口；l 監(jiān)視定時器；l 兩個數據指針； 主要引腳功能AT89C51引腳圖如圖4所示，其主要芯片功能如下所示圖4 AT89C51引腳圖l VCC：電源電壓。l GND：接地。l P0口：P0口是一組8位雙向I/O口。P0口即可作地址/數據總線使用，又可以作為通用的I/O口使用。l P1口：P1是一個帶內部上拉電阻的8準位雙向I/O口，P1作為通用的I/O口使用。l P2 口：P2 是一個帶有內部上拉電阻的8 位準雙向I/O 口。l P3 口：P3 口是一組帶有內部上拉電阻的8 位準雙向I/0 口。l RST：復位輸入。l XTAL1：振蕩器反相放大器及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。MCS—51的中斷源8051有5個中斷源，它們是兩個外中斷INT0（）和INT1（）、兩個片內定時/計數器溢出中斷TF0和TF1，一個是片內串行口中斷TI或RI，這幾個中斷源由TCON和SCON兩個特殊功能寄存器進行控制。 交通燈中的中斷處理流程現場保護和現場恢復有特殊車輛要通過時就要進行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況保護好，當中斷執(zhí)行后再恢復現場，包括信號燈和時間顯示電路。中斷打開和中斷關閉為使特殊車輛通行按一下打開中斷開關可以打開中斷，關閉中斷開關就關閉中斷。中斷服務程序有中斷產生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務，中斷服務程序就是執(zhí)行中斷處理的具體內容：即如果南北方向有特殊車輛要求通過，南北方向轉換為綠燈，東西方向為紅燈；如果東西方向有特殊車輛要求通過，東西方向轉換為綠燈，南北方向為紅燈。中斷返回執(zhí)行完中斷服務程序后，必然要返回，即回交通燈信號回到中斷前狀態(tài)，顯示時間也和中斷前一樣。 系統(tǒng)設計本系統(tǒng)以單片機為核心，系統(tǒng)硬件電路由狀態(tài)燈、LED顯示、按鍵等組成。其具體的硬件電路總圖如圖5所示。圖5 交通燈控制系統(tǒng)原理圖其中P0用于送顯兩片LED數碼管，P1用于控制紅綠黃發(fā)光二極管，XTAL1和XTAL2接入晶振時鐘電路，REST引腳接上復位電路，。 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)上電或手動復位之后，系統(tǒng)先顯示狀態(tài)燈及LED數碼管，將狀態(tài)碼值送顯P1口，將要顯示的時間值的個位和十位分別送顯P0口，在此同時用軟件方法計時1秒，到達1秒就要將時間值減1，刷新LED數碼管。時間到達一個狀態(tài)所要全部時間，則要進行下一狀態(tài)判斷及銜接，并裝入次狀態(tài)的相應狀態(tài)碼值以及時間值。另外，還要開啟兩個外部中斷，其一為緊急情況處理中斷，一旦信號有效，即K3鍵為低電平時進入中斷服務子程序，東西南北路口的紅燈全亮禁止全部通行，再按一下K3鍵，中斷結束返回。其二為通行時間調整中斷，若K4按鍵有效，進入相應的中斷子程序，對時間進行調整，此后再按K4鍵則中斷結束返回。 系統(tǒng)硬件設計將A道上的兩個同色燈連在一起，B道上的同色燈也彼此相連(此處用發(fā)光二極管模擬實際的交通燈，各發(fā)光二極管的陽極通過保護電阻接到+5v的電源上，發(fā)光二極管的陰極接到單片機的P1口)—；A、緊急車輛通過時，采用外部觸發(fā)按鍵實時中斷方式進行處理。根據該系統(tǒng)的功能要求及所用元器件，設計硬件
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