基于单片机自动控制交通灯及时间显示设计资料

AA时间显示c时间显示B绿黄红红黄绿时间显示D1.3设计方法2.2硬件控制线路图图2原理图2.3工作原理2.4器件和原理 389AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh8.32可编程I/0线9.两个16位定时器/计数器10.5个中断源——PO口：PO口为一个8位漏级开路双向I/0口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1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，它收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部P2口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——P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/0口，可接收输出4个TTLP3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表2-1所示：口管脚备选功能RXD(串行输入口)TXD(串行输出口)/INTO(外部中断0)/INT1(外部中断1)TO(记时器0外部输入)T1(记时器1外部输入)/WR(外部数据存储器写选通)/RD(外部数据存储器读选通)平时间.外围功能器振电路和复位电路构成。而输入/输出部分则通过单片机的I/0口实现。2.4.3单片机系统的应用●机电控制：用单片机控制机电产品做定时或定向的动作。●检测：通过单片机和传感器的联合使用，用来检测产品或者工况的意外发生。●通信：通过RS-232串行通信或者是USB通信，传输数据和信号。●科学计算：用来实现简单的算法。那么单片机是不是解决上述应用的惟一选择呢?当然不是!目前，在自动控制中，一般有3种选择，分别是嵌入式微机、DSP和单片机，他们的性能比较如表2-2所示。表2-2嵌入式微机、DSP、单片机性能比较指标嵌入式微机单片机运算速度一般快慢大大小大小小系统集成度高一般低开发成本适中高低典型器件功能多一些的单片机也有引脚比较多的，如68引脚，功能少的只有10多个或20多个2.5部分电路功能2.5.1晶振电路器周期是12*(1/12)us,也就是1us。一次要2us。如果该指令需要执行500次，正好1000us,也就是1ms。时钟方式的电路如图4所示。的典型值为30PF,但是在实际应用时，需要根据实际起振情况选择。式。图5给出了两种外部时钟的电路，可以根据不同的单片机型号选择不同的电路。2T悬空票2.5.2复位电路般的复位只需要5ms的时间。复位引脚RST/Vpd通过片内一个施密特触发器(抑制噪声作用)与片内复位电路相连，施密特触发器的输出，在每个机器周期的S5P2有复位电路采样依次。当振荡电路工作，并且在RST引脚加上一个至少保持2个机器周期的高电平时，就能使8051完成一次复位。按上面所说，时间不少于5ms。为了达到这个要求，需要在外部设计复位电即外部的复位电路在系统通上电源之后直接使单片机工作，单片机的起停通过电源控理图如图6所示。9pi图8信号灯控制和时间显示电路一般二极管的点亮电流为5mA至10mA阻，在电路中采用了1K的电阻，电流也就3～5mA。当然为了更亮一点，可以减小电阻值，当然，二极管的电流不要超出单片机的I/0最大电流。●电参数③反向漏电流Ir。它是指：在给发光二极管加上规定的反向偏置电压时，流过发光④结电容Co。它是指：发光二极管PN结的结电容，一般为小于100PF,此结电容●光参数●极限参数2.5.4LED显示及显示接口图9LED的管脚和电路原理以共阳极的七段显示器为例，若想要显示数字1时，就要使b划与c划点亮，在电路上我们会把共同点接到正电源端(+5V),标示b与c的地方经过限流电阻到地，就可表2-3七段LED码的显示码0C1D2E3F4P5U6H7I8Y9A“灭”B3.1单片机的C语言程序设计c语言程序设计是单片机开发、应用的重要趋势之一。目前，支持硬断点的单片机仿真器已能很好地进行c语言程序调试，为单片机编程使用c语言提供了便利条件。PL/M和C。片内就固化了BASIC语言解释器。但是BASIC采用浮点运算，导致程序复杂且执行时间用C语言进行单片机程序设计，编译器能自动完成变量的存储单元的分配，编程者可以专过于应用软件的设计.大大加快开发速度，可以对单片机常用的接口芯片编制通片机而言，已经不很重要。目前，单片机上C语言程序未经人工优化3.2.2C51编译器与程序开发过程已经开发了各种单片机的C语言编译器对于并不以快速运算见长的MCS—51单片机来说，其C语言编译器(简称C51)的各C51程序开发过程如图10所示：图10C51程序开发过程3.2.3C51程序结构与一般C语言相似，C51程序的基本单位是函数。函数由函数说明和函数体两部分组成。一个C源程序至少包含一个(main).也可以是一个主函数和若干其它函数。主函类型函数名(参数表){函数调用相当于调用子程序的CALL语句，要求有函数名和实参数表。在C中，更3.3利用C51程序编写延时程序个指令周期，需要1/12M(秒)=1(微秒),所以程序中作1M次加法循环所需要的时间●程序代码{通过对P1口和P3.0、P3.1、P3.3、P3.7口的变量置1和置0,控制P1口和P3口3.4.2如何使用MCS-51单片机的定时器呢?含义如表3-1所示。表3-1TMOD的控制字如果C/T为0就用作定时器，如果C/T为1就用作计数器。当然，一个定时/计数器同●工作方式0:MO=0,M1=0。13位定时/计数方式，它由TL(1/0)的低5位和TH(0/1)的8位构成13位的计数器，此时TL(1/0)的高3位未用。●工作方式1:MO=0,M1=1。是16位的定时/计数方式，其他特性与工作方式0相的高8位。在工作方式2,只有低8位参与计数，而高8位不参与计数，用作预置数的TCON是一个8位的特殊功能寄存器，对应的地址为88H,可位寻址。TCON中的低42的8次幂，也就是256次。以采用软件计数器的概念。先用定时/计数器0做一个50ms的定时器，定时时间到了以后并不是立即开关发光二极管。而是将软件计数变量中的值加1,如果软件计数器计到了20,再开关发光二极管。并清掉软件计数器中的值。这样，就变成了20次定时中断才开关一次发光二极管，因此定时时间就延长了成了1000ms。3.4.4定时1ms的程序代码THO=(65536-1000)/256;//设置定时器高8位初值TLO=(65536-1000)%256;;//设置定时器低8位初值3.551单片机的中断系统3.5.1中断系统的概念可以引起中断的事件称之为中断源。51单片机中一般工有5个中断源：两个外部中单片机的5个中断源，每个中断产生后都要根据一个固定的地址去找处理这个中断●寻找中断入口，根据5个不同的中断源所产生的中断，查找5个不同的入口地址。3.5.2单片机的中断系统的作用单片机在自动控制中有两个重要的功能，一个是定时/计数的作用，另一个就是中●外部中断请求源完成),在CPU响应中断后，由硬件将IEO清●内部中断请求源XXET1:定时器1中断允许。EX1:外中断1中断允许。EX0:外中断0中断允许。外中断0:0003H。外中断1:0013H。XX但是在下列3种情况下，CPU将不响应中断的请求：●单片机正在处理一个同级或更高级别的中断请求。●现行的机器周期正执行当前多字节指令。单片机的双字节或四季节的指令处理●当前正执行的指令是返回指令(RETI)或访问IP、IE寄存器的指令，则CPU至返回值函数名称([参数])[模式][重入]interruptn[usingn]这里，需要对寄存器的组号进行简单的解释。51系统中有4个寄存器组，具体的位置取3的整数。这里给出几个不同中断服务程序的C51程序写法：●定时/计数器TO●外中断INT1voidintsvr1(void)interrupt2using1●定时/计数器T1●串口中断Unsignedcharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x793.7软件流程图4.1制板测，故这样做便于生产中的检查，调试及检修(注：指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下)。(2)进出接线端布置相关联的两引线端不要距离太大，一般为2～3/10英寸左右较合适。进出线端尽可能集中在1至2个侧面，不要太过离散。(3)各组件排列，分布要合理和均匀，力求整齐，美观，结构严谨的工艺要求。(4)电阻、二极管的放置方式：分为平放与竖放两种：IC座：设计印刷板图时，在使用IC座的场合下，一定要特别注意IC座上定位槽放置的方位是否正确，并注意各个IC脚位是否正确，例如第1脚只能位于IC座的右下角线或者左上角，而且紧靠定位槽(从焊接面看)。(6)具有严格的科学设计和工程实践，使学生逐步树立严谨的科学态度，并培(7)设计布线图时要注意管脚排列顺序，组件脚间距要合理。(8)在保证电路性能要求的前提下，设计时应力求走线合理，少用外接跨线，并按(9)设计布线图时走线尽量少拐弯，力求线条简单明了。(10)布线条宽窄和线条间距要适中，电容器两焊盘间距应尽可能与电容引线脚的(11)设计应按一定顺序方向进行，例如可以由左往右和由上而下的顺序进行(12)握基本电子电路的生产流程及安装，布线，焊接等基本技能。4.2组装及调试4.2.1AT89S51单片机实验及实践系统板简介AT89S51单片机实验及实践系统板(以后简介系统板)集成多个硬件资源模块，每该模块完成源程序代码下载到AT89S51或者是AT89S52芯片中，它需要和微机上的ISP下载器软件配合使用来完成这样的功能。具体的电路原理图如图13所示：2.动态数码显示模块该系统中采用8位的动态数码显示，控制数码显示的数据由两部分组成，一部分为===c468盐83=c6y43?14一动软件之后进入下面的界面(如图15所示):图17退出初始化图15(1).初始化：启动AT89S51单片机进入ISP下载状态，点击一下，若启动初始化特征字查空擦除编程校验自动初始化特征字查空初始化成功?图16确定(3).查空：是检查单片机是否已经被擦除干净。(1).装载：是把经过KEILC软件转化成HEX格式的文件装入区域1中，当单击历史我的文档我的电脑文件名0N):文件类型(T):网上邻居□以只读方式打开R)取消图18到代码显示区1中。装载之后如图19所示0010装载保存X图19(2).设置：对该软件一些操作方式进行设置，点击按钮之后，出现如图20所示系统设置加密位及系统设置-通信端口系统设置加密位及系统设置-通信端口加密位图20“锁定位1,2”对芯片的程序进行三级加密保护4.2.3调试过程向与此类同，所以只要东西方向的程序能够实现功能的话南北方向一定没问题，在这个调试过程中没遇到什么困难。其次是中断部分的调试，这里采用的是外中断0优先级来端口用8芯排线连接。这里