整理基于c51的交通灯

1、实验报告专业班级学生姓名学号指导教师一、单片机简介3二、74LS374简介6三、设计要求8四、设计方案8五、软件编程9六、实验心得9、单片机简介1.1MSC-51芯片简介：8051是MCS-51系列单片机的典型产品,我们以这一代表性的机型进行系统的讲解存储器的结构FFFFHFFHFFFFH程序存储器RAM存储藉SFR(8032)特殊功能寄存器O8RAMI/O口蝇IDATA0000Htt据缓冲区工作寄存器区内部数据存储器DATA位寻址区BDATA00。0H外部数据存储器XDATA8051单片机包含中央处理器、程序存储器（ROM）数据存储器（RAM、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大

2、单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：B051内部结构I程序存储器|数据存储器|定时L十数器|wtft。1口服1斤8051时钟TD判P4U胖一'I2I'/uI'/据第址线制线数总地总控总I并行工网口用行通信口I中断系统图1-18051内部总线分配图1）中央处理器（CPU：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

3、们是统一编址的，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RAMR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。3）程序存储器（ROM）:8051共有4096个8位掩膜ROM用于存放用户程序，原始数据或表格。4）定时/计数器（ROM*8051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。5）并行输入输出（I/O）口：8051共有4组8位I/O口（P0、P1、P2或P3）,用于对外部数据的传输。6）全双工用行口：8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该用行口既可以用作异步

4、通信收发器，也可以当同步移位器使用。7）中断系统8051具备较完善的中断功能，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。8）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单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛（Harvard）结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构，即普林斯顿（Princeton）结构。INTEL的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构的形式，而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采

5、用普林斯顿结构。-p,-I通道口驱动器I通道之驱动露II通道驱动阙I通道？驱动嘉ITFiiEFROMRDM1F2Q1|ACC|TTZIfTKFl堆栈指针TMF2FSEN一ALEwEA0RST一定时和指令控制逻辑寄存器中断、串行口定时部律羯健冲器程序地址寄存器I通道颔存器I乂TALI-IQI-''KTAB2图1-2MCS-51系列单片机的内部结构示意图1.2MCS-51的引脚说明P1.0Pl1P12P13PL4FI.5F1.6P1.7ESTMD?P30TJID/P3,1IWT0/P3.2面U.?T0/P3.4H/P3.5WP5.6EB/P$,7XTjAL2XTAL1UUCEC匚匚

6、u匚ECELIUT匚匚匚CECMCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明：如图2-1Vcc PO.0/AD03PO.1/AT1PO2/AB2P0.37AC? FO.4/AD4 TO5./AT5 PQ.67AD& pa.1/AD? Ea/vpf_2aleapSoc PESH F2.T/A19F2.6/114 P2.%JU3 Pi.4/JU3 P2.3/All1P2.2/11

7、03P2. P2.0/A8图2-1RESET/Vpd：复位信号复用脚，当8051通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H,P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指针写入07H,其它专用寄存器被清"0；'RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态，8051的初始态。8051的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见下图2-2。止匕外，RESET/Vpd还是一复用脚，Vcc掉电其间，此脚可接上备用电源，以保

8、证单片机内部RAM的数据不丢失。RESET8051fnm-=k3051旌BET内部时钟方式外部时钟方式上电自动复位手动复位电路图2-2ALE/PROG：当访问外部程序器时，ALE（地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号,这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点，当访问外部程序存储器，ALE会跳过一个脉冲。如果单片机是EPROM在编程其间，PROG用于输入编程脉冲。PSEN:当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，PC的16位地址数据将出现在P0和P2口上，外部程序存储器则把指令数据放

9、到P0口上，由CPU卖入并执行。EA/Up：程序存储器的内外部选通线，8051和8751单片机，内置有4kB的程序存储器，当EA为高电平并且程序地址小于4kB时，读取内部程序存储器指令数据，而超过4kB地址则读取外部指令数据。如EA为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。显然，对内部无程序存储器的8031,EA端必须接地。在编程时，EA/Vpp脚还需加上21V的编程电压。单片机的特点：(1)高集成度，体积小，高可靠性单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的CPU单片机程

10、序指令，常数及表格等固化在ROW不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。(2)控制功能强为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件：分支转移能力，I/O口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。(3)低电压，低功耗，便于生产便携式产品为了满足广泛使用于便携式系统,许多单片机内的工作电压仅为1.8V3.6V,而工作电流仅为数百微安。(4)易扩展片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。(5)优异的性能价格比单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流

11、水线和DSPI?技术。单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MBW16MB片内的ROMg量可达62MBRAMg量则可达2MB由于单片机的广泛使用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。、74LS374简介374为具有三态输出的八D边沿触发器，共有54/74S374和54/74LS374两种线路结构型式，其主要电器特性的典型值如下(不同厂家具体值有差别)：型号fmPD54S374/74S374100MHz450mW54LS374/74LS37450MHz135mW374的输出端O0O7可直接与总线相连。当三态允许控制端OE为低电平时，O0O7为正常

12、逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE为高电平时，O0O7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当时钟端CP脉冲上升沿的作用下，O随数据D而变。由于CP端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善400mV引出端符号：D0D7数据输入端OE三态允许控制端（低电平有效）CP时钟输入端O0O7输出端74ls374引脚管腿图：迩qS里的电班现,yI印11/11"1E向向1可廿II丘口LdLdLdLiJLiJLiJLAJLdCfcCc1);D10|牛虫S03GML74ls374逻辑图和功能真值表:LS37J口mLEOE仇HLHLLLXXHZ*

13、三、设计要求1.基本要求：东西和南北方向各一组（红绿双色灯）指示灯，按一般交通规则进行循环顺序开通和断开。数码管能正常显示倒计时时间，和指示灯同步2:发挥部分：可以增加设定红绿灯初始值，可直接用硬件调节初始值。3.提供的原件：3片374锁存器，1片138译码器，8个数码管，8个电阻，4个双色灯，导线，等等四、设计方案1 .因为要用到数码管计时，所以要用到定时器和中断。根据实际情况，I/O口够用，所以不用138。2 .准备工作：焊电路前，查清锁存器374和数码管的管脚排列。3.P0口对应灯管，P2口接锁存器374,4排版布局好要焊的原件。使能端接P3A0:duanxuan,P3A1:weixua

14、n5.交通灯变化规律：状态1:南北红灯，东西绿灯，倒计时30秒状态2:南北红灯，东西黄灯，倒计时5秒。状态3:南北绿灯，东西红灯，倒计时30秒状态4:南北黄灯，东西红灯，倒计时5秒。PDJVaNIPD.I/AErlrum啊nsruj/unPfi.rfAD*POMS叩HamPDJ/An1就Nd拿：主,丰:十：.005-隆及南.武瞥”劭1mEZHMIF3.-tM1ZrZXMJpzm”FZ7M15HITMlF3.IHMfsjfrm叮ZFE”孙声UfTTIFlCiTKFlTlWdadOoddO-'QQ注gg器幅五、软件编程六、实验心得终于完成了设计，不过调试的时候却发现结果和想的有所不同，通过

15、监控和修改才得出了需要的设计。这次的设计让我们增长了实践技能，还增加了有关交通知识，这些对于我们真是受益匪浅。最后，我们觉得，不见风雨，怎么能见彩虹呢？我把体会用十个字概括：天下无难事，只怕有心人一次又一次的学习，探索，我们慢慢地在体会，研究和感悟，终于开始领会到将近成功的那一份喜悦，从查找资料，程序设计，到整理每一个次的调试，我们学会了细心和耐心，也品尝到了酸、甜、苦、辣，无数的成功与失败更加肯定了我们的研究成果。兴趣是自发形成的，而默契是慢慢培养出来的。当前的社会,科技迅速发展，知识更新速度大大加快，只有我们共同去探索，用自己的双手去征服每一片天空，用我们新的力量去打造一片创新的领域。附录

16、：相关源程序：#include"reg51.hsbitXR=P0A3;sbitXG=P0A2;sbitNR=P0A6;sbitNG=P0A7;sbitDR=P0A4;sbitDG=P0A5;sbitBR=P0A0;sbitBG=P0A1;sbitweixuan=P3A1;sbitduanxuan=P3A0；unsignedcodeduanma=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f);unsignedkk,shi,ge,cound;voiddelay(unsignedchar);voiddisplay(unsignedge,

17、unsignedshi);voidzt1();voidzt2();voidzt3();voidzt4();voidmain()TMOD=0x01;EA=1;ET0=1;TR0=1;NR=0;NG=0;BR=0;BG=0;DG=0;DR=0;P2=0x00;weixuan=1;duanxuan=1;delay(1);NR=1;NG=1;BR=1;BG=1;DG=1;DR=1;P2=0xff;weixuan=1;duanxuan=1;delay(1);while(1)zt1();zt2();zt3();zt4();voiddelay(unsignedcharz)(unsignedi,j;for(i

18、=0;i<z;i+)for(j=0;j<110;j+);)/段码显示voiddisplay(unsignedge,unsignedshi)(weixuan=0;P2=0x5a;/个位weixuan=1;duanxuan=0;P2=duanmage;duanxuan=1;delay(5);weixuan=0;P2=0xa5;/+位weixuan=1;duanxuan=0;P2=duanmashi;duanxuan=1;delay(5);)voidzt1()/南北红灯，东西绿灯，亮30秒cound=31;TMOD=0x01;/定时器T0工作于方式1EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1)NR=0;NG=1;BR=0;BG=1;DG=0;DR=1;XG=0;XR=1;if(kk=20)(kk=0;cound-;if(cound=4)(break;)shi=cound/10;ge=cound%10;)display(ge,shi);)voidzt2()/南北红灯，东西黄灯,(cound=