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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-07-25 10:02 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ,在接電瞬間,產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖,其寬度若大于2個(gè)機(jī)器周期,8051型單片機(jī)將復(fù)位,為保證微分脈沖寬度足夠大,一般取22μF電容;當(dāng)按下按鍵時(shí),單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。圖43 復(fù)位電路(二)8255芯片簡介8255可編程并行接口芯片有三個(gè)輸入輸出端口,即A口、B口和C口,對應(yīng)于引腳PA7~PA0、PB7~PB0和PC7~PC0。其內(nèi)部還有一個(gè)控制寄存器,即控制口。通常A口、B口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。C口作為控制或狀態(tài)信息的端口,它在方式字的控制下,可以分成4位的端口,每個(gè)端口包含一個(gè)4位鎖存器。它們分別與端口A/B配合使用,可以用作控制信號(hào)輸出或作為狀態(tài)信號(hào)輸入。8255有兩種控制命令字:一個(gè)是方式選擇控制字;另一個(gè)是C口按位置位/復(fù)位控制字。D7:設(shè)定工作方式標(biāo)志,1有效。DD5:A口方式選擇0 0 (方式0):基本輸入/輸出方式。適用于三個(gè)端口中的任何一個(gè)。每一個(gè)端口都可以用作輸入或輸出。輸出可被鎖存,輸入不能鎖存。0 1 (方式1):選通輸入/輸出方式。這時(shí)A口或B口的8位外設(shè)線用作輸入或輸出,C口的4條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請求信號(hào)。1 (方式2):雙向總線方式。只有A口具備雙向總線方式,8位外設(shè)線用作輸入或輸出,此時(shí)C口的5條線用作通訊聯(lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請求信號(hào)。D4:A口功能 (1=輸入,0=輸出)D3:C口高4位功能 (1=輸入,0=輸出)D2:B口方式選擇 (0=方式0,1=方式1)D1:B口功能 (1=輸入,0=輸出)D0:C口低4位功能 (1=輸入,0=輸出)(三)74LS373簡介74LS373 是一種帶三態(tài)門的8D鎖存器,當(dāng)三態(tài)端OE為有效低電平,74LS373的G端為輸人選通端,使能端G為有效高電平時(shí),輸出跟隨輸入變化;當(dāng)G=1時(shí),鎖存器處于透明工作狀態(tài),即鎖存器的輸出狀態(tài)隨數(shù)據(jù)端的變化而變化,即腳1=Di(i=1,2,…,8)。當(dāng)G端由1變0時(shí),數(shù)據(jù)被鎖存起來,此時(shí)輸出端Qi不再隨輸入端的變化而變化,而一直保持鎖存前的值不變。G端(或STB端)可直接與單片機(jī)的鎖存控制信號(hào)端ALE相連,在ALE的下降沿進(jìn)行地址鎖存。其管腳示意圖如圖44示。 圖44 三態(tài)門鎖存器管腳示意圖其中:D0D7:8個(gè)輸入端。 Q0Q7:8個(gè)輸出端。 LE為數(shù)據(jù)打入端:當(dāng)LE為“1”時(shí),鎖存器輸出狀態(tài)同輸入狀態(tài);當(dāng)LE由“1”變“0”時(shí),數(shù)據(jù)打入鎖存器。 OE為輸出允許端:當(dāng)OE=0時(shí),三態(tài)門打開;當(dāng)OE=1時(shí),三態(tài)門關(guān)閉,輸出高阻。(四)鍵盤電路單片機(jī)鍵盤有獨(dú)立鍵盤和矩陣式鍵盤兩種:獨(dú)立鍵盤每一個(gè)I/O 口上只接一個(gè)按鍵,按鍵的另一端接電源或接地(一般接地),這種接法程序比較簡單且系統(tǒng)更加穩(wěn)定;而矩陣式鍵盤式接法程序比較復(fù)雜,但是占用的I/O少。根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要這里選用了獨(dú)立式鍵盤接法,如圖45所示。圖45 鍵盤電路獨(dú)立式鍵盤的實(shí)現(xiàn)方法是利用單片機(jī)I/O口讀取口的電平高低來判斷是否有鍵按下。將S2按鍵的一端接地,另一端接一個(gè)I/O 口,程序開始時(shí)將此I/O口置于高電平,平時(shí)無鍵按下時(shí)I/O口保護(hù)高電平。當(dāng)有鍵按下時(shí),此I/O 口與地短路迫使I/O 口為低電平。按鍵釋放后,單片機(jī)內(nèi)部的上拉電阻使I/O口仍然保持高電平。S2的作用就是控制I/O口的電平狀態(tài)。(五)顯示電路 本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的P2口來驅(qū)動(dòng)和控制各種信號(hào)燈的燃亮和燃亮?xí)r間,在實(shí)際中,交通燈的信號(hào)燈需要用高電壓來控制,本設(shè)計(jì)只是模擬一下它的控制信號(hào),所以只用單片機(jī)的信號(hào)引腳直接來控制發(fā)光二極管,如圖46所示。圖46 LED電路 因?yàn)橄到y(tǒng)要求南北跟東西方向的信號(hào)燈時(shí)間不一樣,所以就利用單片機(jī)的P0和P3口來做數(shù)碼管的段碼驅(qū)動(dòng),東西方向和南北方向的位線可以公共來使用,可以節(jié)約單片機(jī)的線口。 數(shù)碼管可以使用共陰數(shù)碼管,數(shù)碼管的每段電流是10毫安,如圖47所示。圖47 數(shù)碼管電路四、系統(tǒng)工作原理開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時(shí)間,通過8051單片機(jī)P1輸入到系統(tǒng)。由8051單片機(jī)的定時(shí)器每秒鐘通過P0口向8255的數(shù)據(jù)口送信息,由8255的PA 口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況;由8255的PC口顯示每個(gè)燈的燃亮?xí)r間。8051通過設(shè)置各個(gè)信號(hào)燈的燃亮?xí)r間、通過8051設(shè)置,綠、紅時(shí)間分別為60秒、80秒循環(huán)由8051的 P0口向8255的數(shù)據(jù)口輸出。當(dāng)牌位0就對系統(tǒng)進(jìn)行初始化,為1系統(tǒng)就開始工作。增加每次綠燈時(shí)間車流量檢測的功能,開關(guān)按下為低電平,雙位數(shù)碼管顯示車流量,直到下一次綠燈時(shí)間重新記入。綠燈時(shí)間倒計(jì)時(shí)完畢,重新循環(huán)。8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路,用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序,但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。五、軟件設(shè)計(jì)(一)主程序設(shè)計(jì)主程序組成框圖本系統(tǒng)程序采用匯編語言編寫,匯編語言是一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言,它的優(yōu)點(diǎn)是簡潔明了、可移植性高、功能強(qiáng)大。本系統(tǒng)主要有檢測車流量子程序、計(jì)時(shí)定時(shí)子程序、報(bào)警子程序、信號(hào)燈顯示子程序、延時(shí)子程序、計(jì)數(shù)子程序、鍵盤子程序等組成。 在開始之前,主程序模塊要完成系統(tǒng)初始化即對所有子程序進(jìn)行初始化,檢測按鍵,調(diào)用存儲(chǔ)以及調(diào)用顯示等功能。系統(tǒng)的初始化包括堆棧起始地址的設(shè)定,兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的設(shè)定,液晶顯示模式的設(shè)定,密碼緩沖區(qū)的初始化,一些自定義數(shù)據(jù)空間的初始化,信號(hào)燈顯示初始化等操作。圖61 程序流程圖(二)計(jì)數(shù)器硬件延時(shí)計(jì)數(shù)器初值計(jì)算定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值,這個(gè)值是送到TH和TL中的。它是以加法計(jì)數(shù)的,并能從全1到全0時(shí),自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請求。因此,我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為C,計(jì)數(shù)初值設(shè)定為TC,可得到如下計(jì)算公式:TC=MC式中,M為計(jì)數(shù)器模值,
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