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正文內(nèi)容

基于單片機的交通信號燈的控制系統(tǒng)設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-23 17:31 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 低電壓底功耗。元器件介紹: AT89C51單片機內(nèi)部結構 AT89C51是MCS51系列單片機的典型產(chǎn)品,我們以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。 AT89C51單片機包含中央處理器、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:中央處理器: 中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件,是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器,能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼,CPU負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作,完成運算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲器(RAM) AT89C51內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元,它們是統(tǒng)一編址的,專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù),用戶只能訪問,而不能用于存放用戶數(shù)據(jù),所以,用戶能使用的RAM只有128個,可存放讀寫的數(shù)據(jù),運算的中間結果或用戶定義的字型表。 程序存儲器(ROM):AT89C51共有4096個8位掩膜ROM,用于存放用戶程序,原始數(shù)據(jù)或表格。定時/計數(shù)器(ROM):AT89C51有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器,以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉向。并行輸入輸出(I/O)口:AT89C51共有4組8位I/O口(P0、 PP2或P3),用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。全雙工串行口:AT89C51內(nèi)置一個全雙工串行通信口,用于與其它設備間的串行數(shù)據(jù)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。中斷系統(tǒng):AT89C51具備較完善的中斷功能,有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷,可滿足不同的控制要求,并具有2級的優(yōu)先級別選擇。時鐘電路:AT89C51內(nèi)置最高頻率達12MHz的時鐘電路,用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序,但AT89C51單片機需外置振蕩電容。單片機的結構有兩種類型,一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式,即哈佛(Harvard)結構,另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結構,即普林斯頓(Princeton)結構。INTEL的MCS51系列單片機采用的是哈佛結構的形式,而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS96系列單片機則采用普林斯頓結構。MCS51系列單片機的內(nèi)部結構示意如圖1:圖1 單片機內(nèi)部結構單片機主控電路的主要元件是AT89C51,其外型如圖2: 圖2 89C51結構圖   AT89C51是一個低電壓,高性能CMOS 8位單片機,片內(nèi)含4k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn),兼容標準MCS51指令系統(tǒng),片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元,內(nèi)置功能強大的微型計算機的AT89C51提供了高性價比的解決方案。 AT89C51是一個低功耗高性能單片機,40個引腳,32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口,同時內(nèi)含2個外中斷口,2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口,AT89C51可以按照常規(guī)方法進行編程,也可以在線編程。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。單片機特點及控制性存儲器ROM和RAM是嚴格分工的。ROM用作程序存儲器,只存放程序、常數(shù)和數(shù)據(jù)表格,而RAM用作數(shù)據(jù)存儲器,存放臨時數(shù)據(jù)和變量。這樣的設計方案更適合于實時控制系統(tǒng)。配置較大的程序存儲空間ROM,將已調(diào)試好的程序固化其中。不僅斷電時程序不會丟失,還避免程序被破壞,從而保障了程序的安全性。實時控制僅需要容量較小的RAM,用于存放少量的隨身數(shù)據(jù),這樣有利于提高單片機的操作速度。采用面向控制的指令系統(tǒng)。在實時控制方面,尤其在“位”操作方面單片機表現(xiàn)突出。應用注重現(xiàn)場工程,因此體積小。品種規(guī)格系列化。屬于同一種產(chǎn)品系列的、不同型號的單片機,通常具有相同的內(nèi)核、相同或者兼容的指令系統(tǒng)。其主要的差別僅是在片內(nèi)配置一些不同種類或不同數(shù)量的功能部件,以適應不同的被控對象。單片機的硬件功能具有廣泛的通用性。同一種單片機用在不同的系統(tǒng)中。功耗低,價格便宜。單片機控制系統(tǒng)發(fā)開的相應軟件系統(tǒng)單片機控制硬件系統(tǒng)開發(fā)。包括單片機與PC標準鍵盤及液晶顯示器的硬件接口及周圍相應的電路設計;單片機控制軟件系統(tǒng)開發(fā)。包括單片機對PC標準鍵盤的初始化及控制、對液晶顯示器控制以及控制整個系統(tǒng)運行的軟件設計。電路板設計軟件(如PROTLE等),并在此基礎上完成電路板的設計、加工、焊接工作。進行控制系統(tǒng)的軟硬件綜合測試,在仿真器環(huán)境下把軟、硬件兩部分有機的結合起來,通過調(diào)試實現(xiàn)PC鍵盤和液晶顯示在所設計的單片機環(huán)境下正常運行。 管腳結構說明:   VCC:供電電壓。   GND:接地。   P0口:P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門流。當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FIASH進行校驗時,P0輸出原碼,此時P0外部必須被拉高。   P1口:P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時,P1口作為第八位地址接收。   P2口:P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL門電流,當P2口被寫“1”時,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時,P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時,P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢,當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時,P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。   P3口:P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。作為輸入,由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣故。   P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:
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