交通灯控制系统的方案设计书 2.docx
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1、精品名师归纳总结武汉职业技术学院 机电工程学院交通灯掌握系统的设计学院名称: 专业:班级: 姓名:指导老师姓名:2021 年 3 月智能交通灯掌握系统的设计摘要: 本文介绍了一种基于单片机的交通灯掌握系统。系统采纳单片机和七段LED数码管作为交通灯的掌握和显示核心,并通过掌握按键对时间进行设置,最终实现对交通灯各状态连续时间的掌握。系统采纳上电自动复位,利用八个数码管显示交通灯各状态的剩余时间,时间显示采纳倒计时方式,四组红、黄、绿三色灯用发光二极管作为模拟交通信号灯,呈四种状态交替显现。系统通过一个直流稳压电路为系统供应+5V的直流电源。该交通系统掌握便利,禁行通行时间可调,有肯定有用价值。
2、关键词:时钟频率。 LED数码显示。可调。单片机目 录序言.1第1章单片机概可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结述 .11.1单片机简介 . 2 1.2AT89C51 单片机 .3 1 . 2 . 1A T 8 9 C 5 1 单 片 机 简介 . 31 . 2 . 2A T 8 9 C 5 1 单 片 机 引 脚 说明 . 3 1 . 2 . 3A T 8 9 C 5 1 主 要 特性 . 6 1 . 2 . 4A T 8 9 C 5 1 芯 片 内 部 资源 71 . 2 . 5 片 内 闪 电 存 储 器 的 编程 8第 2章系 统 的 总 体 设计 .92.1 设计任务的分
3、析 . 92 .2系 统 的 总 体 设 计 规划 . 1 0 2.2.1硬 件 部分 .1 0 2.2.2软 件 部分 .1 0第 3章系 统 的 硬 件 设计 123 .1直 流 稳 压 电 源 的 设计 . 1 23.1.1 直 流 稳 压 电 源 概可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结述.123.1.2 W78XX三端集成稳压器简介133.2数码管显示电路设计 . 1 33.2.1 数码管简介.133.2.2 数码管显示电路的连接.143.3红绿灯电路设计 . 1 53.3.1 发光二极管简介.153.3.2 红绿灯电路的连接.163 .4键盘电路设计 . 1 63.4.1
4、 键盘工作原理及消抖.163.4.2 键盘电路的连接.17第4章系统的软件设计194 .1C语言简介 . 1 94.1.1C语言的特点 1 94.1.2C语言的优越性 . 1 9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.2LCA软件简介 . 204 .2系 统 各 模 块 软 件 设计 . 2 0 第 5章系 统 调试 345 .1硬件调试. 345.2联机在线调试 . 3 65.3芯片固化. 365.4故障分析及解决.37终止语38参考 文献39可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结智能交通灯掌握系统的设计序 言随着经济的进展,交通运输中显现了一些传统方法难以解决的问题。
5、道路拥挤现象日趋严峻,造成的经济缺失越来越大,并始终保持大比例的增长。现在交通系统已不能满意经济进展的需求。由于生活水平的提高,人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。在交通中治理引入单片机交通灯掌握代替交管人员在交叉路口服务,有助于提高交通运输的安全性、提高交通治理的服务质量。并在肯定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济缺失,同时也减小了工作人员的劳动强度。中国车辆数量不断增加,交通掌握在将来的交通治理中起着越来越重要的作用。智能交通灯的治理比重修一条公路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。使交管人员有更多的精力投入到治理整个城市交通掌握,带来更大的经济和社会
6、效益 , 为制造美好的城市交通形象发挥更多的作用。本次毕业设计需要做的工作是在指导老师的指导下完成元器件的安装,软件编程,调试。本设计分为硬件和软件两个部分,硬件部分由89C51 单片机、晶振电路、发光二极管部分、数码管显示电路等几个部分构成。软件部分通过单片机C 语言进行编程,实现交通灯四种状态和对应的显示过程以及能够循环往复的功能。在设计过程中,软硬件的功能总是不断的调整,以便相适应。硬件设计和软件设计是不能截然分开的,硬件设计时应考虑软件设计的方法,而软件设计时应明白硬件的工作原理,在整个设计过程中应相互和谐,以利于提高工作效率。本文共分为 5 章,其中第 1 章介绍了单片机与 AT89
7、C51单片机,第 2 章总体上规划了设计内容以及对设计任务的分析,第3、4、5 章就系统的阐述了硬件设计、软件设计和软硬件的调试。本设计采纳AT89C51 单片机作为核心掌握器件,实现了点亮红、黄、绿灯,显示运行时间以及设置等待时间的功能。第 1 章 单片机概述1.1 单片机简介电子运算机的进展经受了从电子管、晶体管、集成电路到大(超大)规模集成电路共四个阶段,即通常所说的第一代、其次代、第三代和第四代运算机。现在广泛使用的微型运算机是大规模集成电路技术进展的产物,因此它属于第四代运算机,而单片机就是微型运算机的一个分支。从 1971 年微型运算机问世以来,由于实际应用的需可编辑资料 - -
8、- 欢迎下载精品名师归纳总结要,一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机进展方向。而另一个就是向稳固可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。单片机是一种集成电路芯片。它采纳超大规模技术将具有数据处理才能的微处理器CPU、储备器(含程序储备器ROM和数据储备器 RAM)、输入、输出接口电路 I/O接口 集成在同一块芯片上,构成一个即小巧又很完善的运算机硬件系统,在单片机程序的掌握下能精确、快速、高效的完成程序设计者事先规定的任务。所以说,一片单片机芯片就具有了组成运算机的全部功能。由此来看,单片机有着一般微处理器(CPU)芯片所不具备的功能,它可单独的完成现代工业掌握所要求的智能化掌握功能,这是单
9、片机最大的特点。然而单片机又不同于单板机(一种将微处理器芯片、储备器芯片、输入输出接口芯片安装在同一块印制电路板上的微型运算机),单片机芯片在没有开发前,它只是具备功能极强的超大规模集成电路,假如对它进行应用开发,它便是一个小型的微型运算机掌握系统,但它与单板机或个人电脑 PC 机 有着本质的区分。单片机的应用属于芯片级应用,需要用户(单片机学习者与使用者)明白单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术, 用这样特定的芯片设计应用程序,从而使该芯片具备特定的功能。不同的单片机有着不同的硬件特点和软件特点,即它们的技术特点均不尽相同,硬件特点取决于单片机芯片的
10、内部结构,用户要使用某种单片机,必需明白该型产品是否满意需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特点包括功能特性、掌握特性和电气特性等等,这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。软件特点是指指令系统特性和开发支持环境,指令特性即我们熟识的单片机的寻址方式,数据处理和规律处理方式,输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性,支持软件 包含可支持开发应用程序的软件资源 及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用系统,把握其结构特点和技术特点是必需的。单片机掌握系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的掌握系统,可以以软件掌握来实现,并能够实现智能化,现在
11、单片机掌握范畴无所不在,例如通信产品、家用电器、智能仪器外表、过程掌握和专用掌握装置等等,单片机的应用领域越来越广泛。诚然,单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益,更重要可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的是它已从根本上转变了传统的掌握方法和设计思想。是掌握技术的一次革命,是一座重要的里程碑。1.2 AT89C51 单片机1.2.1 AT89C51 单片机简介89 系列单片机是 ATMEL公司的 8 位 FLASH单片机系列。 89 系列单片机是以 8031为核心构成的,它和 8051 系列单片机外部端子是一样的、兼容的,其最大特点是片内含有 FLASH储备器。
12、由于内部含有FLASH储备器,因此在系统的开发过程中可以非常简洁的进行程序的修改,大大缩短了系统的开发周期。同时,在系统的工作过程中,能有效的储存一些数据信息,即使外界电源损坏也不影响信息的储存。89 系列随着用户的需要和发展,可以进行修改,使系统能够追随用户的最新要求。AT89C51单片机是一种低功耗、高性能、内含4KB的闪速储备器( Flash Memory) 的 8 位 CMOS微掌握器。这种器件系以 ATMEL高密度不挥发的储备技术制造,与工业标 准 MCS 51 指令系统和引脚完全兼容。片内闪速储备器的程序代码或数据可在线写入,也可通过常规的编程器编程。1.2.2 AT89C51 单
13、片机引脚说明在 89 系列中,在器件引脚的封装上,MCS-51系列机通常有两种封装:一种是双列直插式,常为 HMOS型器件所用。另一种是方形封装,大多数在CHMOS型器件中使用。 89C51单片机 DIP40 封装如 1- 所示图 1-1 直插式封装可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结89C51有 40 条引脚,分为端口线、电源线和掌握线三类。1端口线( 4*8=32 条)89C51有四个并行 I/O 端口,每个端口都有 8 条端口线,用于传送数据或的址。由于每个端口的结构各不相同,因此它们在功能和用途上的差别颇大。先对它们的综述如下: P0.0-P0.7:这组引脚共有 8 条,为
14、 P0口所专用,其中 P0.7 为最高位, P0.0 为最低位。这 8 条引脚有两种不同的功能,分别使用于两种不同的情形。第一种情形是89C51 不带片外储备器, P0 口可以作为 I/O 通用口, P0.0-P0.7用于传送 CPU的输入 / 输出数据。这时输出数据可以得到锁存,不需要外接专用锁存器,输入数据可以得到缓冲,增加了数据输入的牢靠性。其次种情形89C51 带片外储备器, P0.0-P0.7 在 CPU拜访外部片外储备器的时用于传送外储备器的低8 位的址,然后传送 CPU对片外储备器的读写数据。P1.0-P1.7: 这 8 条引脚和 P0 口的 8 条引脚类似, P1.7 为最高位
15、, p1.0 为最低位。当 P1 口作为通用 I/O口使用时, P1。0-P1。7 的功能和 P0 口的第一功能相同,也用于传送用户的输入 / 输出数据。 p2.0-p2.7 :这组引脚的第一功能和上述两组引脚的第一功能相同,即它可以作为通用 I/O 口使用。它的其次功能和 P0 口的引脚的其次功能协作使用,用于输出片外储备器的的高8 位的址,共同选中片外储备器单元,但并不象P0 口那样仍可以传送储备器的读写数据。 P3.0-P3.7 :这组引脚的第一功能与其余三个端口的第一功能相同。其次功能作为掌握用,每个引脚并不完全相同,如表1-1 所列。表 1-1 P3口各位的其次功能P3 口的位P3.
16、0其次功能RXD注释串行口数据接受口P3.1TXDP3.2INTOP3.3INT1P3.4T0P3.5T1串行口数据发送口外中断 0 输入外中断 1 输入计数器 0 计数输入计数器 1 计数输入可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结P3.6WR外部 RAM写选通信号P3.7RD外部 RAM读选通信号2. 电源线( 2 条)VCC为+5V 电源线, VSS为接的线。3. 掌握线( 6 条) ALE/ PROG:的址锁存答应 / 编程线,协作P0 口的其次功能使用。在拜访片外储备器时, 89C51CPU在 P0.0-P0.7引脚上输出片外储备器的低8 位的址的同时仍在 ALE/ PROG
17、线上输出一个高电位脉冲,用于把这个片外储备器低8 位的址锁存到外部专用的址锁存器中,以便空出p0.0 p0.7引脚线去传送随后面来的片外储备器读写数据。在不拜访片外储备器的时候,89C51 自动在 ALE/ PROG线上输出频率为fosc/6的脉冲序列。该脉冲序列可用于外部时钟或作为定时脉冲源使用。 EA /VPP:答应拜访片外储备器 / 编程电源线,可以掌握 89C51 使用片内 ROM仍是使用片外ROM。 如 EA =1 时,就答应使用片内 ROM。如 EA =0,就答应使用片外 ROM。 PSEN : 片外 ROM选通线,正在执行拜访片外ROM的指令 MOVC时,自动在PSEN 线上产生
18、一个负脉冲用于为片外ROM芯片的选通。其它情形下, PSEN 线均为高电平封锁状态。RST/VPD:复位 / 备用电源线,可以使 89C51处于复位(即初始化的)状态。通常, 89C51的复位有自动上电复位和人工按钮复位,电路如图1-2 所示:上电自动复位手工自动复位图 1-2 89C51 复位电路图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RST/VPD 的其次人功能是作为备用电源输入端。当主电源VCC 发生故障而降低到规定低电平常, RST/VPD 线上的备用电源自动投入,以保证片内RAM中的信息不丢失。XTAL1和 XTAL2 :片内振荡电路输入线,这两个端子用来外接石英晶体和微调
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