【正文】 論文，懂得了論文的要素，這些對(duì)于我在以后寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文有很大的幫助，并且在我將來的工作中也會(huì)有很多益處。 安徽工商職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及總結(jié)特點(diǎn) 通過這次的課程設(shè)計(jì)，讓我受益匪淺，也讓我了解和掌握了一些編程思想和對(duì) I/O口的使用和應(yīng) 用的條件的思考，對(duì)實(shí)現(xiàn)了軟件和硬件的有效結(jié)合，缺一不可。由近及遠(yuǎn)是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。當(dāng)各塊電路無故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對(duì)各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。因?yàn)橹挥杏脝纹瑱C(jī)開發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試。 第三步 :加電檢測。 第二步 :用萬用表測試。 第一步：目測。 其中硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。 （ 2）、流程圖 （如圖 8 所示） 開始 初始狀態(tài)東西、南北 燈熄滅 安徽工商職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 首先四個(gè)路口所有的燈滅，在東西綠燈亮南北紅燈亮延時(shí) 20s,綠燈閃三下，為 3秒轉(zhuǎn)黃燈亮 2秒 ，在南北綠燈亮東西紅燈亮延時(shí) 20s，綠燈閃三下，為 3秒轉(zhuǎn)黃燈亮 2秒 ，如此循環(huán)。 共計(jì) 9164個(gè)指令周期，而系統(tǒng)晶振為 。 R0中存數(shù) 0B2H即 178。 1) 工作方式控制電路； 2) 讀寫控制 邏輯電路； 數(shù)據(jù)總線緩沖器； 安徽工商職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 (三 )、 軟件部分 （ 1）、延時(shí)子程序的計(jì)算： 采用寄存器 R0、 R R2作為記數(shù)值， R2 中暫存 1， R1中存 0。 8951是片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器的供應(yīng)狀態(tài)芯片 .因此 ,其最小應(yīng)用系統(tǒng)必須在片外擴(kuò)展 A8A15由 P2口提供 。 XTAL1：反 向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位 器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口 ： P1 口是一個(gè)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。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口 ： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 8951最小應(yīng)用系統(tǒng) 安徽工商職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 管腳說明： VCC：供電電壓。 （ 5）、 8279 的結(jié)構(gòu)及引腳功能 ： 8279的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)緩沖器 ,I/O控制邏輯 ,控制和定時(shí)器及定時(shí)控制電路 ,掃描計(jì)數(shù)器 ,回復(fù)緩沖器 ,FIFO/傳感器 RAM及其狀態(tài)寄存器 ,顯示 RAM及顯示地址寄存器等部分組成 . (a)數(shù)據(jù)緩沖器及 I/O控制邏輯 數(shù)據(jù)緩沖器是一個(gè)雙向緩沖器 ,它連接內(nèi)部總線和外部總線 ,用于傳送 CPU和 8279之間的命令 ,數(shù)據(jù)和狀態(tài) .I/O控制邏輯 完成對(duì)芯片的讀寫控制 ,芯片選擇以及端口選擇 . (b)控制和定時(shí)器及定時(shí)用來寄存操作命令字 . 安徽工商職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 (c)掃描計(jì)數(shù)器 掃描計(jì)數(shù)器有兩種工作方式 .一種為外部譯碼方式 .計(jì)數(shù)器以二進(jìn)制方式計(jì)數(shù) ,4 位計(jì)數(shù)狀態(tài)從掃描線 SL0SL3輸出 ,經(jīng)外部譯碼器譯碼后 ,形成 16位掃描信號(hào) 。 MCS— 51 單片機(jī)時(shí)， LED8 位顯示器就接收信號(hào)，并將信號(hào)儲(chǔ)存到擴(kuò)展寄存器中，當(dāng) P0 口的低四位輸出顯示數(shù)字的 BCD 碼，輸出的 BCD 碼送到 74LS138譯碼器譯碼， 然后在顯示提示符段碼中查詢顯示數(shù)字。每一個(gè)位選電路由一個(gè) PNP 三極管組成。 ，低電平的端口將會(huì)把這個(gè)口的 電平拉低。 3..P0 P0 P05 這三個(gè)口輸出位選信號(hào)。 口的低四位輸出顯示數(shù)字的 BCD 碼，輸出的 BCD 碼送到 74LS138 中進(jìn)行譯碼。實(shí)現(xiàn)上述關(guān)系的譯碼 電路請讀者自行設(shè)計(jì)。 譯碼器的主要任務(wù)是將控制器的輸出 Q Q0 的 4 種工作狀態(tài)，翻譯成甲、乙車道上 6個(gè)信號(hào)燈的工作狀態(tài)。（控制器邏輯圖如圖 6所示） 輸入 輸出 現(xiàn)態(tài) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件 次態(tài) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào) ST 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 X X 0 1 X X X X 0 1 X X 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 表 1 根據(jù)表 1 可以推出狀態(tài)方程和轉(zhuǎn)換信號(hào)方程，其方法是：將 、 和 ST為 1的項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的輸人或狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件變量相與，其中 1用原變量表示， 0用反變量表示，然后將各與項(xiàng)相或，即可得到 下面的方程： 控制器邏輯圖（如圖 6所示） 安徽工商職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 74LS138譯碼器 74LS138譯碼器有 3個(gè)輸入端，組成 8 種輸入狀態(tài)，輸出端有 8個(gè)，每個(gè)輸出端對(duì)應(yīng) 8 種輸入狀態(tài)的一種，低電平有效。選用兩個(gè) D觸發(fā)器 FFFFO作為時(shí)序寄存器產(chǎn)生 4種狀態(tài)，控制 器狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件為 TL和 TY，當(dāng)控制器處于 Q1n+1Q0n+1＝ 00狀態(tài)時(shí)，如果 TL＝ 0，則控制器保持在 00狀態(tài)；如果，則控制器轉(zhuǎn)換到 Q1n+1Q0n+1＝ 01狀態(tài)。（電路圖如圖 5所示） 圖 5 定時(shí)器電路圖 定時(shí)器 秒脈沖 發(fā)生器 控制器 譯碼器 甲車道 信號(hào)燈 乙車道 信號(hào)燈 安徽工商職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 控制器是交通管理的核心，它應(yīng)該能夠按照交通管理規(guī)則控制信號(hào)燈工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。由它控制定時(shí)器開 始下個(gè)工作狀態(tài)的定時(shí)。定時(shí)時(shí)間到， TY=1，否則， TY=0。定時(shí)時(shí)間到， TL=1，否則， TL=0。 （ 4） 、 交通燈控制系統(tǒng)的原理框圖 （如圖 4 所示） 。 圖 3 硬件系統(tǒng)在該系統(tǒng)中的作用主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，有關(guān)邏輯的計(jì)算，并且提供顯示，人為的進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改，系統(tǒng)的啟動(dòng)，停止等等。 。 （ 2） 、硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具備以下原則 ： ，易于操作維護(hù)。 8051 P 1 3 P P P P P P P P P P P 1 1 1 0 2 2 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 7 5 6 4 3 東 南 西 北 紅 綠 黃 北 北 東 東 南 南 西 西 紅 綠 綠 紅 綠 紅 黃 黃 黃 圖 1交通信號(hào)燈接口圖 安徽工商職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 （二）、硬件部分 （ 1）、 交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)： 交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括：存儲(chǔ)器的擴(kuò)展（ 62256）， I/O 口的擴(kuò)展（ 8255），地址的鎖存（ 74LS373 或 74LS273），還有反向器（ 7407）。秒脈沖發(fā)生器是該系統(tǒng)中定時(shí)器和控制器的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)源，譯碼器輸出兩組信號(hào)燈的控制信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制定時(shí)器和譯碼器的工作。具體的接口如下圖一。交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的定時(shí)器定時(shí)，令十字路口的紅綠燈交替點(diǎn)亮和熄滅，并且用LED數(shù)碼管顯示時(shí)間，但由于時(shí)間和水平的限制就不顯示時(shí)間。過一段時(shí)間轉(zhuǎn)狀態(tài) 4，南北綠燈閃幾次轉(zhuǎn)亮黃燈，延時(shí)幾秒，南北仍然紅燈。過一段時(shí)間轉(zhuǎn)狀態(tài) 2，東西綠燈閃幾 次轉(zhuǎn)亮黃燈，延時(shí)幾秒，南北仍然紅燈。初始狀態(tài) 0為東西南北燈都熄滅。 (二 )、 工藝 流程圖 因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是交通燈控制實(shí)驗(yàn)，所以要先了解實(shí)際交通燈的變化規(guī)律。 這次課題設(shè)計(jì)的意義在于通過具體的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 掌握單片 機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法和處理問題的思路，特別是一些常用的技術(shù)手段。 這次設(shè)計(jì)是《 單片機(jī)原理與接口技術(shù) 》課程的綜合訓(xùn)練，我們通過理論學(xué)習(xí)，課題選擇，資料查閱，軟、硬件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)調(diào)試等環(huán)節(jié)，鞏固所學(xué)的知識(shí)及提高應(yīng)用水平．在此我們要學(xué)會(huì)從提出問題，觀察與分析問題，到最終解決問題科學(xué)方法．提高自己的思維能力和動(dòng)手能力，在設(shè)計(jì)中獲得一些實(shí)操經(jīng)驗(yàn)，更是要 培養(yǎng)我們的工作作風(fēng)和工作態(tài)度。交通信號(hào)燈 模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的定時(shí)器定時(shí)，控制十字路口紅綠燈交替點(diǎn) 亮和熄滅，并且用 LED數(shù)碼管顯示時(shí)間，但由于時(shí)間及水平的不足，在此實(shí)驗(yàn)中不顯示。過段時(shí)間轉(zhuǎn)狀態(tài)四南北綠燈閃幾次轉(zhuǎn)黃燈，延時(shí) 幾秒，東西仍為紅燈。過段時(shí)間轉(zhuǎn)狀態(tài)二，東西綠燈閃幾次轉(zhuǎn)黃燈，延時(shí)幾秒，南北仍為紅燈。假設(shè)一個(gè)路口為東西南北走向，即十字路口，初始狀態(tài)零為東西南北燈都熄滅