基于51單片機(jī)的交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-01-15 15:39本頁面
【正文】 )結(jié)構(gòu)。 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意 如圖 1： 圖 1 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 單片機(jī)主控電路的主要元件是 AT89C51，其外型如圖 2： AT89C51 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM）和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理 器和 Flash存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51 提供了高性價(jià)比的解決方案。其將通用的微處理器和 Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 GND：接地。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部圖 2 89C51 結(jié)構(gòu)圖 下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個(gè)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(gè) TTL門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。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。 ST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH）， 不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 （ 2）一道有車而另一道無車（用按鍵開關(guān) S S2 模擬）時(shí)，使有車車道放行。 設(shè)計(jì)思路 （ 1）正常情況下運(yùn)行主程序，采用 秒延時(shí)子程序的反復(fù)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)各種定時(shí)時(shí)間； （ 2）一道有車而另一道無車時(shí)，采用外部中斷 1 方式進(jìn)入與其相適應(yīng)的中斷服務(wù)程序，并設(shè)置該中斷為低 優(yōu)先級中斷； （ 3）有緊急車輛通過時(shí)，采用外部中斷 0 方式進(jìn)入與其相適應(yīng)的中斷服務(wù)程序，并設(shè)置該中斷為高優(yōu)先級中斷，實(shí)現(xiàn)中斷 嵌套。數(shù)碼管的七段由 AT89C51 的 P0（ ）口控制，兩個(gè)數(shù)碼管由 P2（ ）口選通，中間由 PNP 三極管作為推動(dòng)管。當(dāng) S S2 屬不同值時(shí) ，表示一道有車一道無車，信號經(jīng) 74LS04， 74LS86 后，輸入到 口，觸發(fā)外部中斷 1， AT89C51 單片機(jī)經(jīng)查詢后，對有車的車道放行，綠燈亮；對無車的車道禁止放行，紅燈亮。 圖 4 硬件結(jié)構(gòu)圖 二、電源電路 從 硬件結(jié)構(gòu)圖 可知，無論是 AT89C51 單片機(jī)工作電源、二極管還是數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，都要用到 +5V的直流電源，所以，一個(gè)穩(wěn)定的、持續(xù)的 +5V直流電源對本系統(tǒng)十分重要。模擬部分和數(shù)字部分分別采用一個(gè)獨(dú)立的穩(wěn)壓管供 電，保證電路的穩(wěn)定性和抗干擾，其電路如圖 5。當(dāng)某一時(shí)刻，交瞬時(shí)值為上 +下（即 1 端為 +， 3 端為 ），電流從 1 端輸入，經(jīng) 2 間的二極管到 2 端，再經(jīng) 4 端 的負(fù)載流到 4 端，然后經(jīng) 4 間的二極管流 回 交流負(fù)端；同理，電流從 3 端流入，從 1端流回交流負(fù)端。這一波動(dòng)的直流經(jīng) CC C3 濾波后，得到一較平穩(wěn)的直流，再經(jīng) LM7805 穩(wěn)壓為 +5V， C4 再次濾波后，得到穩(wěn)定的 +5V直流電流（如圖 9所示），為系統(tǒng)無線電接收發(fā)模塊和解碼芯片 PT2272路供電。 三 、軟件設(shè)計(jì)過程 ： 主程序采用查詢方式定時(shí)，由 R2 寄存器確定調(diào)用 延時(shí)子程序的次數(shù)，從而獲取交通燈的各種時(shí)間。 一道有車而另一道無車的中斷服務(wù)程序首先要保護(hù)現(xiàn)場，因而需用到延時(shí)子程序和 P1 口，故需保護(hù)的寄存器有 R P TH1 和 TL1。然后，關(guān)中斷，恢復(fù)現(xiàn)場，再開中斷，返回主程序。然后，恢復(fù)現(xiàn)場，返回主程序。 開始 初始化 綠 紅 延時(shí) 75S 黃 延時(shí) 5S 紅 綠 延時(shí) 55S 黃 紅 延時(shí) 5S 圖 7 軟件流程圖 交通信號燈的軟件設(shè)計(jì)參考如下 ： ORG 0000H LJMP START ；指向主程序 ；主程序 ORG 0030H START： MOV P1 00H SETB ；亮東西向綠燈，東西向放行
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