基于AT89S51单片机的数显交通灯设计(25页).doc
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1、-基于AT89S51单片机的数显交通灯设计-第 21 页基于AT89S51单片机的数显交通灯设计Design of digital traffic lights based onAT89S51 microcontroller总计 毕业设计(论文) 页 表 格 个插 图 幅摘 要现代社会交通发达,东西南北往来穿梭车辆人群很多,特别是在十字路口,那么怎么样来更好维持交通秩序有条不紊,确保车辆和行人的安全呢?这就要求有一种信号系统来指挥车辆和行人的行动,这就是我设计数显交通灯的依据。信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。该智能交通灯控制系统可以
2、实现的功能有:对某市区的四个主要交通路口进行监控;东西南北路口直行与转弯交替通行,数码管显示直行通行倒计时;红绿黄灯显示包括人行道在内的道路交通状态;某一方向道路拥挤时,可以人工控制调节东西南北方向通行时间;紧急情况时,各路交通灯显示红灯,数码管保持数据不变。关键词:交通灯 单片机 数码管AbstractModern society developed transport and shuttle vehicles between East and West are many people, especially at the crossroads, then how to maintain t
3、raffic order to be better organized, to ensure vehicle and pedestrian safety? This requires a signal system to direct the actions of vehicles and pedestrians, and this is my design based on the number of significant traffic lights. Lights have enabled the effective control of traffic, for ease traff
4、ic flow and improve road capacity and reduce traffic accidents have a demonstrable effect.The intelligences transportation light control the system can carry out of the function have: Carry on supervision to four main transportation street corners of some downtown; Go straight and turn things turn n
5、orth-south traffic intersection, pass straight digital display countdown; red, green and yellow light show, including the sidewalk traffic, including the state; road congestion in one direction, you can manually control the passage of time to adjust the direction of East and West; emergency situatio
6、ns , And the brightest red traffic light shows, digital control to keep the data unchanged.Keyword: Traffic light SCM LED目录第一章 引言第二章 系统硬件设计21 芯片简介211 单片机概述212 AT89S52单片机介绍213 74LS245芯片简介214 LED的特性及使用22 系统硬件设计 221 系统框图 222 电源电路设计 223 单片机复位电路工作原理及设计 224 单片机晶振电路工作原理及设计 225 按键电路的设计 226 时间倒计时显示电路 227 电路原
7、理图及工作原理第三章 系统软件设计 31 系统主程序流程图 32 系统子程序321 延时子程序 322 紧急中断子程序 323 显示子程序 33 系统程序清单第四章 结论结束语参考文献第一章 引言纵所周知,交通信号灯是控制交叉路段车辆行驶的指挥棒,当今社会缺少了交通信号灯往往会造成道路拥堵,通行不畅,甚至威胁到人们的生命财产安全,因此更合理的交通灯的设计会给我们的生活带来极大的方便。第一盏交通灯的出现是在1868年的伦敦,由当时英国机械师德哈特设计。虽然在它出现的23天里,伦敦议会大厦广场的交通得到了很好的改善,却因为煤气灯的突然爆炸自灭而被取缔。直到1914年,交通灯才又被设计师们想起以控制
8、日益严峻的交通问题。随着各种交通工具的发展及交通控制的需要,1918年出现了世界上第一盏名副其实的三色交通灯。黄色灯的发明者是我国的胡汝鼎,黄色信号灯的出现解决了红绿灯突变时产生的危险,因此直到现在全世界依然使用着这一套以红、黄、绿三色信号灯为一体的完整的指挥系统。信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。1968年,联合国道路交通和道路标志信号协定对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁
9、行信号,面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号,面对黄灯的车辆不能越过停车线,但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。社会在发展,道路也越来越宽阔,车流量和人流量也越来越大,因此交通信号灯不能只根据程序在灯的颜色变换上面来控制,未来的交通信号指挥系统应该往更加智能化的方向发展,不仅可以按照程序进行三色切换,还能够根据实时车流量、人流量、车的载重来判断交通灯的时间长短,做到更加的人性化。第二章 系统硬件设计21 芯片简介211 单片机概述单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微
10、控制器。通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。单片机经过1、2、3、3代的发展,目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展,它们的CPU功能在增强,内部资源在增多,引角的多功能化,以及低电压底功耗。212 AT89S52单片机介绍 AT89S52为 ATMEL 所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。1) 引脚介绍 图1 AT89S52单片机引脚图 VCC:AT89S52电源正端输入,接+5V。VSS:电源地端
11、。XTAL1:单芯片系统时钟的反相放大器输入端。XTAL2:系统时钟的反相放大器输出端,一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了,此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容,可以使系统更稳定,避免噪声干扰而死机。RESET:AT89S52的重置引脚,高电平动作,当要对晶片重置时,只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间,AT89S51便能完成系统重置的各项动作,使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态,并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。EA/Vpp:EA为英文External Access的缩写,表示存取
12、外部程序代码之意,低电平动作,也就是说当此引脚接低电平后,系统会取用外部的程序代码(存于外部EPROM中)来执行程序。因此在8031及8032中,EA引脚必须接低电平,因为其内部无程序存储器空间。如果是使用 8751 内部程序空间时,此引脚要接成高电平。此外,在将程序代码烧录至8751内部EPROM时,可以利用此引脚来输入21V的烧录高压(Vpp)。ALE/PROG:ALE是英文Address Latch Enable的缩写,表示地址锁存器启用信号。AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器(如74LS373),将端口0的地址总线(A0A7)锁进锁存器中,因为AT89S52是以多工的
13、方式送出地址及数据。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6,因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时,此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。PSEN:此为Program Store Enable的缩写,其意为程序储存启用,当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时(EA=0),会送出此信号以便取得程序代码,通常这支脚是接到EPROM的OE脚。AT89S52可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM,使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。PORT0(P0.0P0.7):端口0是一个8位宽的开路汲极
14、(Open Drain)双向输出入端口,共有8个位,P0.0表示位0,P0.1表示位1,依此类推。其他三个I/O端口(P1、P2、P3)则不具有此电路组态,而是内部有一提升电路,P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时(即取用外部程序代码或数据存储器),P0就以多工方式提供地址总线(A0A7)及数据总线(D0D7)。设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0A7,再配合端口2所送出的A8A15合成一完整的16位地址总线,而定址到64K的外部存储器空间。PORT2(P2.0P2.7):端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口,每一个引脚可以推动4个L
15、S的TTL负载,若将端口2的输出设为高电平时,此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当做一般I/O端口使用外,若是在AT89S52扩充外接程序存储器或数据存储器时,也提供地址总线的高字节A8A15,这个时候P2便不能当做I/O来使用了。PORT1(P1.0P1.7):端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口,其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载,同样地若将端口1的输出设为高电平,便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话,P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚,而P1.1可以有T2EX功能,可以做外部中断输入的触发脚位。PORT3(P3.0P3.7):端口3也具有内部提升
16、电路的双向I/O端口,其输出缓冲器可以推动4个TTL负载,同时还多工具有其他的额外特殊功能,包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下:P3.0:RXD,串行通信输入。P3.1:TXD,串行通信输出。P3.2:INT0,外部中断0输入。P3.3:INT1,外部中断1输入。P3.4:T0,计时计数器0输入。P3.5:T1,计时计数器1输入。P3.6:WR:外部数据存储器的写入信号。P3.7:RD,外部数据存储器的读取信号。 RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,
17、地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。 /PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/
18、PSEN信号将不出现。 /EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。 XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡器的输出。2) 主要功能 1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash2、晶片内部具时钟振荡器(传统最高工作频率可至 12MHz)3、内部程序存储器(ROM)为 8KB4、内部数据存储器(RAM)为 256字节5、3
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