基于單片機自動控制交通燈及時間顯示設(shè)計資料

AA時間顯示c時間顯示B綠黃紅紅黃綠時間顯示D1.3設(shè)計方法2.2硬件控制線路圖圖2原理圖2.3工作原理2.4器件和原理 389AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FPEROM—Falsh8.32可編程I/0線9.兩個16位定時器/計數(shù)器10.5個中斷源——PO口：PO口為一個8位漏級開路雙向I/0口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。PO能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)——P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/0口，可接收輸出4個TTLP3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表2-1所示：口管腳備選功能RXD(串行輸入口)TXD(串行輸出口)/INTO(外部中斷0)/INT1(外部中斷1)TO(記時器0外部輸入)T1(記時器1外部輸入)/WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)/RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)平時間.外圍功能器振電路和復(fù)位電路構(gòu)成。而輸入/輸出部分則通過單片機的I/0口實現(xiàn)。2.4.3單片機系統(tǒng)的應(yīng)用●機電控制：用單片機控制機電產(chǎn)品做定時或定向的動作。●檢測：通過單片機和傳感器的聯(lián)合使用，用來檢測產(chǎn)品或者工況的意外發(fā)生。●通信：通過RS-232串行通信或者是USB通信，傳輸數(shù)據(jù)和信號?！窨茖W(xué)計算：用來實現(xiàn)簡單的算法。那么單片機是不是解決上述應(yīng)用的惟一選擇呢?當(dāng)然不是!目前，在自動控制中，一般有3種選擇，分別是嵌入式微機、DSP和單片機，他們的性能比較如表2-2所示。表2-2嵌入式微機、DSP、單片機性能比較指標(biāo)嵌入式微機單片機運算速度一般快慢大大小大小小系統(tǒng)集成度高一般低開發(fā)成本適中高低典型器件功能多一些的單片機也有引腳比較多的，如68引腳，功能少的只有10多個或20多個2.5部分電路功能2.5.1晶振電路器周期是12*(1/12)us,也就是1us。一次要2us。如果該指令需要執(zhí)行500次，正好1000us,也就是1ms。時鐘方式的電路如圖4所示。的典型值為30PF,但是在實際應(yīng)用時，需要根據(jù)實際起振情況選擇。式。圖5給出了兩種外部時鐘的電路，可以根據(jù)不同的單片機型號選擇不同的電路。2T懸空票2.5.2復(fù)位電路般的復(fù)位只需要5ms的時間。復(fù)位引腳RST/Vpd通過片內(nèi)一個施密特觸發(fā)器(抑制噪聲作用)與片內(nèi)復(fù)位電路相連，施密特觸發(fā)器的輸出，在每個機器周期的S5P2有復(fù)位電路采樣依次。當(dāng)振蕩電路工作，并且在RST引腳加上一個至少保持2個機器周期的高電平時，就能使8051完成一次復(fù)位。按上面所說，時間不少于5ms。為了達(dá)到這個要求，需要在外部設(shè)計復(fù)位電即外部的復(fù)位電路在系統(tǒng)通上電源之后直接使單片機工作，單片機的起停通過電源控理圖如圖6所示。9pi圖8信號燈控制和時間顯示電路一般二極管的點亮電流為5mA至10mA阻，在電路中采用了1K的電阻，電流也就3～5mA。當(dāng)然為了更亮一點，可以減小電阻值，當(dāng)然，二極管的電流不要超出單片機的I/0最大電流?！耠妳?shù)③反向漏電流Ir。它是指：在給發(fā)光二極管加上規(guī)定的反向偏置電壓時，流過發(fā)光④結(jié)電容Co。它是指：發(fā)光二極管PN結(jié)的結(jié)電容，一般為小于100PF,此結(jié)電容●光參數(shù)●極限參數(shù)2.5.4LED顯示及顯示接口圖9LED的管腳和電路原理以共陽極的七段顯示器為例，若想要顯示數(shù)字1時，就要使b劃與c劃點亮，在電路上我們會把共同點接到正電源端(+5V),標(biāo)示b與c的地方經(jīng)過限流電阻到地，就可表2-3七段LED碼的顯示碼0C1D2E3F4P5U6H7I8Y9A“滅”B3.1單片機的C語言程序設(shè)計c語言程序設(shè)計是單片機開發(fā)、應(yīng)用的重要趨勢之一。目前，支持硬斷點的單片機仿真器已能很好地進(jìn)行c語言程序調(diào)試，為單片機編程使用c語言提供了便利條件。PL/M和C。片內(nèi)就固化了BASIC語言解釋器。但是BASIC采用浮點運算，導(dǎo)致程序復(fù)雜且執(zhí)行時間用C語言進(jìn)行單片機程序設(shè)計，編譯器能自動完成變量的存儲單元的分配，編程者可以專過于應(yīng)用軟件的設(shè)計.大大加快開發(fā)速度，可以對單片機常用的接口芯片編制通片機而言，已經(jīng)不很重要。目前，單片機上C語言程序未經(jīng)人工優(yōu)化3.2.2C51編譯器與程序開發(fā)過程已經(jīng)開發(fā)了各種單片機的C語言編譯器對于并不以快速運算見長的MCS—51單片機來說，其C語言編譯器(簡稱C51)的各C51程序開發(fā)過程如圖10所示：圖10C51程序開發(fā)過程3.2.3C51程序結(jié)構(gòu)與一般C語言相似，C51程序的基本單位是函數(shù)。函數(shù)由函數(shù)說明和函數(shù)體兩部分組成。一個C源程序至少包含一個(main).也可以是一個主函數(shù)和若干其它函數(shù)。主函類型函數(shù)名(參數(shù)表){函數(shù)調(diào)用相當(dāng)于調(diào)用子程序的CALL語句，要求有函數(shù)名和實參數(shù)表。在C中，更3.3利用C51程序編寫延時程序個指令周期，需要1/12M(秒)=1(微秒),所以程序中作1M次加法循環(huán)所需要的時間●程序代碼{通過對P1口和P3.0、P3.1、P3.3、P3.7口的變量置1和置0,控制P1口和P3口3.4.2如何使用MCS-51單片機的定時器呢?含義如表3-1所示。表3-1TMOD的控制字如果C/T為0就用作定時器，如果C/T為1就用作計數(shù)器。當(dāng)然，一個定時/計數(shù)器同●工作方式0:MO=0,M1=0。13位定時/計數(shù)方式，它由TL(1/0)的低5位和TH(0/1)的8位構(gòu)成13位的計數(shù)器，此時TL(1/0)的高3位未用?！窆ぷ鞣绞?:MO=0,M1=1。是16位的定時/計數(shù)方式，其他特性與工作方式0相的高8位。在工作方式2,只有低8位參與計數(shù)，而高8位不參與計數(shù)，用作預(yù)置數(shù)的TCON是一個8位的特殊功能寄存器，對應(yīng)的地址為88H,可位尋址。TCON中的低42的8次冪，也就是256次。以采用軟件計數(shù)器的概念。先用定時/計數(shù)器0做一個50ms的定時器，定時時間到了以后并不是立即開關(guān)發(fā)光二極管。而是將軟件計數(shù)變量中的值加1,如果軟件計數(shù)器計到了20,再開關(guān)發(fā)光二極管。并清掉軟件計數(shù)器中的值。這樣，就變成了20次定時中斷才開關(guān)一次發(fā)光二極管，因此定時時間就延長了成了1000ms。3.4.4定時1ms的程序代碼THO=(65536-1000)/256;//設(shè)置定時器高8位初值TLO=(65536-1000)%256;;//設(shè)置定時器低8位初值3.551單片機的中斷系統(tǒng)3.5.1中斷系統(tǒng)的概念可以引起中斷的事件稱之為中斷源。51單片機中一般工有5個中斷源：兩個外部中單片機的5個中斷源，每個中斷產(chǎn)生后都要根據(jù)一個固定的地址去找處理這個中斷●尋找中斷入口，根據(jù)5個不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，查找5個不同的入口地址。3.5.2單片機的中斷系統(tǒng)的作用單片機在自動控制中有兩個重要的功能，一個是定時/計數(shù)的作用，另一個就是中●外部中斷請求源完成),在CPU響應(yīng)中斷后，由硬件將IEO清●內(nèi)部中斷請求源XXET1:定時器1中斷允許。EX1:外中斷1中斷允許。EX0:外中斷0中斷允許。外中斷0:0003H。外中斷1:0013H。XX但是在下列3種情況下，CPU將不響應(yīng)中斷的請求：●單片機正在處理一個同級或更高級別的中斷請求?！瘳F(xiàn)行的機器周期正執(zhí)行當(dāng)前多字節(jié)指令。單片機的雙字節(jié)或四季節(jié)的指令處理●當(dāng)前正執(zhí)行的指令是返回指令(RETI)或訪問IP、IE寄存器的指令，則CPU至返回值函數(shù)名稱([參數(shù)])[模式][重入]interruptn[usingn]這里，需要對寄存器的組號進(jìn)行簡單的解釋。51系統(tǒng)中有4個寄存器組，具體的位置取3的整數(shù)。這里給出幾個不同中斷服務(wù)程序的C51程序?qū)懛ǎ骸穸〞r/計數(shù)器TO●外中斷INT1voidintsvr1(void)interrupt2using1●定時/計數(shù)器T1●串口中斷Unsignedcharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x793.7軟件流程圖4.1制板測，故這樣做便于生產(chǎn)中的檢查，調(diào)試及檢修(注：指在滿足電路性能及整機安裝與面板布局要求的前提下)。(2)進(jìn)出接線端布置相關(guān)聯(lián)的兩引線端不要距離太大，一般為2～3/10英寸左右較合適。進(jìn)出線端盡可能集中在1至2個側(cè)面，不要太過離散。(3)各組件排列，分布要合理和均勻，力求整齊，美觀，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囈蟆?4)電阻、二極管的放置方式：分為平放與豎放兩種：IC座：設(shè)計印刷板圖時，在使用IC座的場合下，一定要特別注意IC座上定位槽放置的方位是否正確，并注意各個IC腳位是否正確，例如第1腳只能位于IC座的右下角線或者左上角，而且緊靠定位槽(從焊接面看)。(6)具有嚴(yán)格的科學(xué)設(shè)計和工程實踐，使學(xué)生逐步樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，并培(7)設(shè)計布線圖時要注意管腳排列順序，組件腳間距要合理。(8)在保證電路性能要求的前提下，設(shè)計時應(yīng)力求走線合理，少用外接跨線，并按(9)設(shè)計布線圖時走線盡量少拐彎，力求線條簡單明了。(10)布線條寬窄和線條間距要適中，電容器兩焊盤間距應(yīng)盡可能與電容引線腳的(11)設(shè)計應(yīng)按一定順序方向進(jìn)行，例如可以由左往右和由上而下的順序進(jìn)行(12)握基本電子電路的生產(chǎn)流程及安裝，布線，焊接等基本技能。4.2組裝及調(diào)試4.2.1AT89S51單片機實驗及實踐系統(tǒng)板簡介AT89S51單片機實驗及實踐系統(tǒng)板(以后簡介系統(tǒng)板)集成多個硬件資源模塊，每該模塊完成源程序代碼下載到AT89S51或者是AT89S52芯片中，它需要和微機上的ISP下載器軟件配合使用來完成這樣的功能。具體的電路原理圖如圖13所示：2.動態(tài)數(shù)碼顯示模塊該系統(tǒng)中采用8位的動態(tài)數(shù)碼顯示，控制數(shù)碼顯示的數(shù)據(jù)由兩部分組成，一部分為===c468鹽83=c6y43?14一動軟件之后進(jìn)入下面的界面(如圖15所示):圖17退出初始化圖15(1).初始化：啟動AT89S51單片機進(jìn)入ISP下載狀態(tài)，點擊一下，若啟動初始化特征字查空擦除編程校驗自動初始化特征字查空初始化成功?圖16確定(3).查空：是檢查單片機是否已經(jīng)被擦除干凈。(1).裝載：是把經(jīng)過KEILC軟件轉(zhuǎn)化成HEX格式的文件裝入?yún)^(qū)域1中，當(dāng)單擊歷史我的文檔我的電腦文件名0N):文件類型(T):網(wǎng)上鄰居□以只讀方式打開R)取消圖18到代碼顯示區(qū)1中。裝載之后如圖19所示0010裝載保存X圖19(2).設(shè)置：對該軟件一些操作方式進(jìn)行設(shè)置，點擊按鈕之后，出現(xiàn)如圖20所示系統(tǒng)設(shè)置加密位及系統(tǒng)設(shè)置-通信端口系統(tǒng)設(shè)置加密位及系統(tǒng)設(shè)置-通信端口加密位圖20“鎖定位1,2”對芯片的程序進(jìn)行三級加密保護(hù)4.2.3調(diào)試過程向與此類同，所以只要東西方向的程序能夠?qū)崿F(xiàn)功能的話南北方向一定沒問題，在這個調(diào)試過程中沒遇到什么困難。其次是中斷部分的調(diào)試，這里采用的是外中斷0優(yōu)先級來端口用8芯排線連接。這里