单片机控制交通信号灯.docx

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1、北京XX毕业设计论文题目：单片机控制交通信号灯姓名：XX学号：XX专业：电气自动化班级：电气化指导老师：XX目录概要1第一章原理2第一节单片机概述21. 单片机及单片机系统22. MSC-51芯片简介33. 8255芯片简介64. 74LS373简介7第二章系统硬件设计8第一节系统总概图8第二节模块电路81 .电源模块82 .主控模块93 .驱动电路104 .显示模块115 .硬件抗干扰11第三章控制器的软件设计12第一节每秒钟的设定12第二节时间及信号灯的显示121. 显示原理122. 8255PA口输出信号接信号灯123. 8255输出信号与数码管的连接124. 8255与8051的连接1

2、3第三节程序设计131 .流程图132 .程序源代码14第四章系统检测与调试19第一节硬件调试191 .静态调试192 .动态调试19第二节软件调试19第五章设计总结及心得20设计总结：20设计心得：20参考文献21概要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。本系统采用MCS-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，采用并行扩展结构，以双色LED发光管箭头作为直行和左右拐弯指示，以LED数码管作为倒计时指示，以双色LED点阵作为行人通行的指示,系统基本的交通灯的功能，实现了能根据实际车流量通过80

3、51芯片的Pl设置红、绿灯燃亮时间的功能，系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。显示时间直接通过8255的PA、PB口输出；交通灯信号通过PC口输出；交通灯的点亮采用VT双向晶闸管来控制、直接采用220V交流电源驱动，系统具有易于扩张、成本低廉、工作稳定行强等特点。该设计是单片机控制交通信号灯，运用s51单片机实现交通灯的控制。现今世界单片机作为微型计算机一个重要部分，由于具有抗干扰能力强、灵活性好、环境要求不高、价格低廉、开放容易等优点，在我国广泛的使用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电

4、子、机电一体化设备等。第一章原理第一节单片机概述1.单片机及单片机系统单片机微机也被称为微控制器(Microcontroler).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。单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路.下面给出一个51单片机的最小系统电路图复位电路复位电路由电容串联电阻构成，由图并结合电容电压不能突变的性质，可以知道,当系统一上电,R

5、ST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位,一般C取10u,R取8.2K.上电自动复位CA 产98051lkRE SETVcc4 7 ORSW Cl手动复位电路晶振电路典型的晶振取11.0592MHZ（因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合）/12MHZ（产生精确的US级时歇,方便定时操作）内部时钟方式2.MSC51芯片简介8051是MCS-51系列单片机的典型产品。8051单片机包含中央处理器、程序存储器（ROM）、数据存储

6、器（RAM）、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几个大单元及数据总线、地址总线和控制总线三大总线，现分别说明。（1）中央处理器中央处理器（CPU）是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。（2）数据存储器（RAM）8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编制的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。如下图1

7、为8051的内部结构：（3）程序存储器（ROM）8051共有4096个8位ROM,用于存放用户程序，原始数据或表格。定时/计数器（RoM）SOSI内SE结构SQSl时钟I程存存储器1 I激据存潴器1m o*oJ 口 ； 口 二S址线蒙Sss8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。并行输入输出（I/O）口8051共有4组8位I0口（P0Pl、P2或P3）,用于对外部数据的传输。（4）全双工串行口8051内置一个全双工串行通信口，用于与其他设备间的串行数据传送，该串行既可以用作异步通信收发器，也可以用作同步移位器。（5）中断系统8051具备较完善的中断功

8、能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。a.TCON中的控制字:TCON.7TCON.6TCON.5TCON.4TCON.3TCON.2TCON.1TCON.0TFlTRlTFOTROIElITlIEOITOITOINTO触发方式控制位，可由软件进行置位和复位。IT0=0,INTO为低电平触发方式；IT=I,INTO为负跳变触发方式。IE0INTO中断请求标志位。当有外部中断请求时，该位回置1。TFO一定时器TO的溢出中断标记，当To计数产生溢出时，由硬件置位TFO。当CPU响应中断后，再有硬件TFO清0。TRO一定时器TO的中断允

9、许b.中断允许寄存器IEIE.7IE.6IE.5IE.4IE.3IE.2IE.1IE.0EAXXESETlEXlETOEXOEA:总开关，等于0时，所有中断都不允许。ES：串行口中断允许。ET1：定时器1中断允许。EX1：外中断1中断允许。ETO：定时器0中断允许。EXO：外中断0中断允许。c.5个中断源的优先级单片机的中断服务入口地址如下，它们的自然优先级由高到低排列。外中断0:0003H定时器0:000BH外中断l:0013H定时器0:001BH串口：OOlBH（6）时钟电路8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8051单片机需外置振荡电容。（7）

10、管脚说明1P1.0VCCPl.1P0.0P1.2PO.1pi3PO2Pl：4AT89C51黑P1.5P0.4P1.6P0.5P1.7P0.6RST/VPDP0.7P3.0RxDEATVppP3.1TxDALE/PROGP3.2INT0PSENP3.3INT1P2.7P3.4T0P2.6P3.5T1P2.5P3.6WRP2.4P3.7RDP2.3XTAL2P2.2XTALlP2.1GNDP2.04023933843753663573483393210311130122913281427152616251724182319222021VCC:供电电压。GND：接地。PO：PO口为一个8位漏级开路双

11、向I/O口，每脚可吸收8TTL门流。当Pl口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。PO能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。Pl口：Pl口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，Pl管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，Pl口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存

12、取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P3：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平，P3将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为特殊功能口，如下所示：口管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INTO（外部中断0）P3.3/INTl（外部中断1）P3.4TO（记时器0外部输入）P3.5Tl（记时器1外部输入）P3.6/

13、WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。ST：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，ALE（地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部存储器时，ALE将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而，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O0此时，ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取

14、指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（OOooH-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。XTALl：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。3. 8255芯片简介8255可编程并行接口芯片简介8255可编程并行接口芯片有三个输入输出口，即A口、B口和C口，对应于引脚PA7PAO、PB7PB0、PC7PCO.其内部还有一个控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作为输入输出的数据端口。C口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分为4位的端口，每个端口包含一个4位锁存器。它们分别与端口A/B配合使用，可以控制信号输出或作为状态信号输入。8255可编程并行接口芯片方式控制字格式说明8255有两种