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基于89c51的智能交通燈設計-wenkub.com

2025-01-15 14:53 本頁面
   

【正文】 本次畢業(yè)設計為我的大學生活畫上了圓滿的句號,為我即將的工作和生活奠定了堅實的基礎。畢業(yè)設計是對我們4年所學知識的一次綜合性測試和考驗,無論是在動手能力方面還是理論知識的運用能力方面,都使得我有了很大的提高;同時加深了我對網絡資源的認識,大大提高了查閱資料的能力和效率。從PCB板的制作加工到硬件的調試,路老師給予了我們很大的幫助。測試[M]. 南京:華中理工大學出版社,2001.[15][J] .漳州師院學報,1997,37(8):2325. [16]Yao Liang,Zhang zhenren,Zhang Bo,Communication realization Between PC and MCS51 Scm Based on MODBUS Protocol.[17]Mathworks Corp. External Interfaces/API[Z],2000.致謝時間流逝,畢業(yè)設計飛快的結束了。系統(tǒng)設計簡便、實用性強、操作簡單、程序設計簡便。使用CreateFile( )打開串行端口若成功,返回一個Handle值,以下操作函數就可以使用此Handle值進行具體操作。由于C++Builder已經將Win32 API均聲明進去了,因此在C++Builder中使用API只要直接引用就可以了。 (7) 硬件連接 本文的要求只是實現單片機與PC機的簡單通信,在硬件連接上,采用了3線制(RXD、TXD、GND)軟握手的零MODEM方式。我們可以把單片機的內部電平轉換接口與PC機的串行通信口COM1或COM2通過串行連接線連接起來,然后用軟件對它們進行初始化,使它們運行各自的接收或發(fā)送程序。而PC機配置的是RS—232串行接口,因此,單片機與PC機之間進行通信時,要進行電平的轉換,需要將TTL電平轉換為RS—232電平(5V~15V表示邏輯1,+5V~+15V表示邏輯0),在傳輸線上傳送的RS—232電平可高達 12V,比TTL電平有更強的抗衰減能力及抗干擾能力,可用于遠距離傳輸。在選擇通信的波特率時,不要盲目追高,要以滿足數據傳輸要求為原則。發(fā)送與接收設備可以使用各自的時鐘源完成數據的發(fā)送與接收,無需使用相同的時鐘信號。如果不再發(fā)送新數據或數據尚未準備好,就將傳輸線鉗在高電平狀態(tài)。 (2) 串行通信的數據傳送格式   異步串行通信以字符為單位,即一個一個字符地傳送。并行數據傳送的距離通常小于30米,計算機內部的數據傳送通常都是并行的;串行數據傳送的特點是:數據傳送按位順序進行,最少只需一根線即可完成,成本低但速度慢。顯然,若以串行通信的方式互聯PC機和單片機,實現數據共享,將使單片機的功能進一步發(fā)揮,在數據處理以及人機交互上得到完善。 (4)波特率越低,傳輸的距離越遠,最長有人做到300米長,還能正常工作??梢园颜妷罕兜?6伏,把負的變到6伏。(2) max232旁邊的四個電容是什么作用呢?是倍壓的(升壓的),也就是說和芯片一起共同作用把電壓從+5伏變到+10伏,負的變到10。(1)max232是電平轉換電路,232電平的高電平是15伏到3伏,低電平是+3伏到+15伏,TTL電平的高電平的理想值是+5伏,低電平是0伏。關閉串口設備對象Delete(s)。Fwrite(s,255)。Stopbits:定義停止位位數, (1,) ,Teminator:定義結束字符串ReadAsyncMode:定義異步讀操作為連續(xù)或手,工方式(默認為continous,或定義為manual)。,1)。,39。,9600,39。建立串口對象 s=serial(39。這些工具箱都是由該領域內學術水平很高的專家編寫的,所以用戶無需編寫自己學科范圍內的基礎程序,而直接進行高,精,尖的研究。其工具箱又分為兩類:功能性工具箱和學科性工具箱。由于MATLAB的程序不用編譯等預處理,也不生成可執(zhí)行文件,程序為解釋執(zhí)行,所以速度較慢。(6) MATLAB的圖形功能強大。(3) MATLAB既具有結構化的控制語句(如for循環(huán),while循環(huán),break語句和if語句),又有面向對象編程的特性。 可見,MATLAB的程序極其簡短。 35b= 43 79 45以下用MATLAB編寫以上兩個小程序的具體過程。在求解過程中,最麻煩的要算第二部分。由于庫函數都由本領域的專家編寫,用戶不必擔心函數的可靠性。MATLAB給用戶帶來的是最直觀,最簡潔的程序開發(fā)環(huán)境。MATLAB最突出的特點就是簡潔。 開 始鍵盤事件處理等 待 鍵 盤 事 件初始化顯示程序處理圖41 程序設計框圖 MATLAB的運用 MATLAB是矩陣實驗室(Matrix Laboratory)之意。交通燈的點亮采用發(fā)光二極管實現 PC機與單片機的串行通訊模塊:PC機與單片機的串行通訊是通過MAX232的電平轉換來實現的,它工作時,MATLAB 通過調用設備控制工具箱中的serial 類及相關函數,來創(chuàng)建串口設備對象,得到設備的文件句柄, 從而以操作文件的方式實現對P C機串行口的讀寫操作。對于232信號的電器特性等知識,在這里無法詳細解說,有興趣的話可以去網站查閱這方面的文章,232是最常用的通信方式之一,大量應用于各種工業(yè)控制或電子家電等產品中,是電子工程師必須掌握的知識之一。 圖34在RS232的通訊標準中是以一個25針的接口來定義的,并在早期的計算機如PC或XT機型上廣泛使用,但在AT機以后的機型上,實際均采用了9針的簡化版本應用,現在所說的232通訊均默認為9針的接口。RS232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。LED 燈的顯示原理:通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點亮?! 荡a管引腳,共陰和共陽的測量  找公共共陰和公共共陽:首先,我們找個電源(3到5伏)和1個1K(幾百歐的也行)的電阻,VCC串接個電阻后和GND接在任意2個腳上,組合有很多,但總有一個LED會發(fā)光的,找到一個就夠了,然后GND不動,VCC(串電阻)逐個碰剩下的腳,如果有多個LED(一般是8個),那它就是共陰的了。  原材料芯片的VF和亮度和波長是一個正態(tài)分布,  即使篩選過芯片,VF和亮度和波長已在一個很小的范圍了,生產出來的產品還是在一個范圍內,結果就是亮度不一致?! 〕笠?guī)模集成電路還具有熱保護功能,當任何一片的溫度超過一定值時可自動關斷,并且可在控制室內看到故障顯示?! 『懔黩寗优c非恒流驅動對數碼管的影響  顯示效果:  由于發(fā)光二極管基本上屬于電流敏感器件,其正向壓降的分散性很大, 并且還與溫度有關,為了保證數碼管具有良好的亮度均勻度,就需要使其具有恒定的工作電流,且不能受溫度及其它因素的影響。   由于它的價格便宜、使用簡單,在電器特別是家電領域應用極為廣泛,空調、熱水器、冰箱等等。一般用于顯示時鐘中的秒。比外型高度小?! 、?動態(tài)顯示驅動:數碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一,動態(tài)驅動是將所有數碼管的8個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起,另外為每個數碼管的公共極COM增加位選通控制電路,位選通由各自獨立的I/O線控制,當單片機輸出字形碼時,所有數碼管都接收到相同的字形碼,但究竟是那個數碼管會顯示出字形,取決于單片機對位選通COM端電路的控制,所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開,該位就顯示出字形,沒有選通的數碼管就不會亮?!? 數碼管的驅動方式  數碼管要正常顯示,就要用驅動電路來驅動數碼管的各個段碼,從而顯示出我們要的數字,因此根據數碼管的驅動方式的不同,可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。當某一字段的陰極為高電平時,相應字段就不亮。30V輸入電平低電源電流:典型值是8mA符合甚至優(yōu)于ANSI標準 EIA/ESD保護大于MILSTD883(方 法3015)標準的2000V 數碼管介紹數碼管是一種半導體發(fā)光器件,其基本單元是發(fā)光二極管。由于電腦串口rs232電平是10v +10v,而一般的單片機應用系統(tǒng)的信號電壓是ttl電平0 +5v,max232就是用來進行電平轉換的,該器件包含2驅動器、2接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA232F電平。由于TXD端最多可以驅動8個TTL門。然后,用軟件將TI清0,發(fā)送第二幀數據。器件執(zhí)行任何一條將SBUF作為目的寄存器的命令時,數據便開始從RXD端發(fā)送。(7)AT89S51本身集成了看門狗指令,當系統(tǒng)出現異常看門狗將發(fā)出溢出中斷。(4)通過AT89c51單片機的P3口來控制系統(tǒng)是工作。74LS04反向器一片,發(fā)光二極管13個(8個綠的,4個紅的用于交通控制,1個用于標識電源),7805三端穩(wěn)壓電源一個,一個按鍵,一條數據下載線。在方式0和方式1中,每當CPU響應中斷后,都應該在中斷服務子程序中對T0和T1初始化,即軟件重裝初值n。(2)、定時和計數應用兩個前提:溢出停止和加法計數A、定時工作方式0在方式0工作方式下,當為計數工作方式時,計數值的范圍是:1~8192(213)當為定時工作方式時,定時時間的計算公式為:(213-計數初值)晶振周期12或 (213-計數初值)機器周期其時間單位與晶振周期或機器周期相同(us).B、定時工作方式1方式1是16位計數結構的工作方式,計數器由TH0全部8位和TL0全部8位構成。因此在單片機的定時或計數應用中要注意GATE位的清“0”。而這時或門輸出端的高電平狀態(tài)卻打開了與門。當C/=1時,多路開關接通計數引腳(T0),外部計數脈沖由引腳T0輸入。表23 中斷的說明表 定時工作方式0(1)、電路邏輯結構 方式0是13位計數結構的工作方式,其計數器由TH0全部8位和TL0的低五位構成。8051型單片機提供了五個中斷源:兩個外部中斷源和三個內部中斷源。從寄存器的位格式中可以看出,它的低半字節(jié)定義定時器/計數器0,高半字節(jié)定義定時器/計數器1。其中有關定時的控制位共有4位:?F0和TF1—計數溢出標志位當計數器計數溢出(計滿)時,該位置“1”;使用查詢方式時,此位作狀態(tài)位供查詢,但應注意查詢有效后應以軟件方法及時將該位清“0”;使用中斷方式時,此位作中斷標志位,在轉向中斷服務程序時由硬件自動清“0”。它有一種單步工作方式,所謂單步執(zhí)行就是由外來脈沖控制程序的執(zhí)行。從中斷相應到轉向執(zhí)行中斷服務程序,完成中斷所要求的操作任務,是一個很復雜的過程。 在MCS-51單片機中,控制寄存器共有4個,即定時器控制寄存器、中斷允許控制寄存器、中斷優(yōu)先控制寄存器及串行口控制寄存器。所謂實時控制,就是要求計算機能及時地相應被控對象提出的分析、計算和控制等請求,使被控對象保持在最佳工作狀態(tài),以到達預定的控制效果。其他情況下,PSEN線均為高電平封鎖狀態(tài)。在不訪問片外存儲器時,89C51自動在ALE/PROG線上輸出頻率為F0SC/6的脈沖。定時反饋電路一般為石英晶振和電容組成的并聯回路。(4)~ :這組引腳的第一功能和其余端口的第一功能相同。這時,輸出數據可以得到鎖存,不需外接專用鎖存器,輸入數據可以得到緩沖,增加了數據輸入的可靠性;第二種情況是89C51帶片外存儲器,~ ,然后傳送CPU對片外存儲器的讀寫數據。 引腳描述 圖22 是AT89C51的引腳結構圖: 圖22 8051引腳圖AT89C51有40 條引腳,分為端口線、電源線和控制線三類(4*8=32條)8051有四個并行I/O端口,每個端口有8條口線,用于傳送數據和地址。在外部總線方式下,P0口的輸出緩沖器能驅動8個LSTTL輸入,但P0口用作輸入輸出口時需外接上拉電路驅動輸入。在PPP3端口內,都接有內部上拉電阻,此上拉電阻分為固定部分和附加部分,當端口的狀態(tài)要從0變?yōu)?時,在發(fā)生變化的哪個機器周期的S1P1和S1P2接通附加的拉高電路以增加變化的速度,否則這個狀態(tài)的變化將十分緩慢。在AT89C51和AT89C52中,I/O端口復位值均為1。接通鎖存器時,P0口作為雙向I/O使用,如P0口的鎖存器的值為1,使輸出驅動器中的場效應管截止,引腳空,此時端口可作高阻輸入。高檔型的有AT89S8252,這是一種可下載FLASH單片機,它和IBM微機通信進地程序是十分方便的。而且隨用戶的需要和發(fā)展,還可以進行修改,使系統(tǒng)不斷能追隨用戶的最新要求。(1)靜態(tài)時鐘方式89系列單片機采用靜態(tài)時鐘方式,所以可以節(jié)省電能,這對于降低便攜式產品的功耗十分有用。因此,單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 目前單片機滲透到我們生活的各個領域,幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡?,F在,這種單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機。可以說,二十世紀跨越了三個“電”的時代,即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。單片機是把包括運算器、控制器、少量的存儲器、最基本的輸入輸出口電路、串行口電路、中斷和定時電路等都集成在一個尺寸有限的芯片上。我們從中可以得出的是,我們最終的設計應該盡量使用模塊化設計。注意:本實驗中若采用更復雜的四片74190控制主干道的兩組燈,再用八片74153分別對74190置數可實現任意數值的交通燈系統(tǒng)。還有一個必須考慮到的就是,預置數必須在下一個狀態(tài)來之前準備好,而紅綠燈的狀態(tài)變化,必須和計數狀態(tài)同步,于是引起預置數變化的程序要超前于系統(tǒng)本身的狀態(tài)變化,所以,系統(tǒng)中的兩個狀態(tài)轉換時,在上一狀態(tài)結束時設置預置數,而控制紅綠燈的是隨著系統(tǒng)本身狀態(tài)的變化而變化,體現在本子電路中就是有兩組電路去判斷符合的狀態(tài)。方案1設計思想:采用分模塊設計
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