基于單片機(jī)自動(dòng)控制交通燈及時(shí)間顯示設(shè)計(jì)資料

AA時(shí)間顯示c時(shí)間顯示B綠黃紅紅黃綠時(shí)間顯示D1.3設(shè)計(jì)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(chǔ)器(FPEROM—Falsh8.32可編程I/0線9.兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器10.5個(gè)中斷源——PO口：PO口為一個(gè)8位漏級(jí)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(shí)，被定義為高阻輸入。PO能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)——P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/0口，可接收輸出4個(gè)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(shí)器0外部輸入)T1(記時(shí)器1外部輸入)/WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)/RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)平時(shí)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(jī)的I/0口實(shí)現(xiàn)。2.4.3單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用●機(jī)電控制：用單片機(jī)控制機(jī)電產(chǎn)品做定時(shí)或定向的動(dòng)作?！駲z測(cè)：通過單片機(jī)和傳感器的聯(lián)合使用，用來檢測(cè)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(hào)。●科學(xué)計(jì)算：用來實(shí)現(xiàn)簡單的算法。那么單片機(jī)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(dòng)控制中，一般有3種選擇，分別是嵌入式微機(jī)、DSP和單片機(jī)，他們的性能比較如表2-2所示。表2-2嵌入式微機(jī)、DSP、單片機(jī)性能比較指標(biāo)嵌入式微機(jī)單片機(jī)運(yùn)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(jī)也有引腳比較多的，如68引腳，功能少的只有10多個(gè)或20多個(gè)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(shí)鐘方式的電路如圖4所示。的典型值為30PF,但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際起振情況選擇。式。圖5給出了兩種外部時(shí)鐘的電路，可以根據(jù)不同的單片機(jī)型號(hào)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(shí)間。復(fù)位引腳RST/Vpd通過片內(nèi)一個(gè)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(gè)機(jī)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(gè)至少保持2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，就能使8051完成一次復(fù)位。按上面所說，時(shí)間不少于5ms。為了達(dá)到這個(gè)要求，需要在外部設(shè)計(jì)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(jī)工作，單片機(jī)的起停通過電源控理圖如圖6所示。9pi圖8信號(hào)燈控制和時(shí)間顯示電路一般二極管的點(diǎn)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(diǎn)，可以減小電阻值，當(dāng)然，二極管的電流不要超出單片機(jī)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(shí)，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(shí)，就要使b劃與c劃點(diǎn)亮，在電路上我們會(huì)把共同點(diǎn)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(jī)的C語言程序設(shè)計(jì)c語言程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開發(fā)、應(yīng)用的重要趨勢(shì)之一。目前，支持硬斷點(diǎn)的單片機(jī)仿真器已能很好地進(jìn)行c語言程序調(diào)試，為單片機(jī)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(diǎn)運(yùn)算，導(dǎo)致程序復(fù)雜且執(zhí)行時(shí)間用C語言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)，編譯器能自動(dòng)完成變量的存儲(chǔ)單元的分配，編程者可以專過于應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì).大大加快開發(fā)速度，可以對(duì)單片機(jī)常用的接口芯片編制通片機(jī)而言，已經(jīng)不很重要。目前，單片機(jī)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(jī)的C語言編譯器對(duì)于并不以快速運(yùn)算見長的MCS—51單片機(jī)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(gè)C源程序至少包含一個(gè)(main).也可以是一個(gè)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(shí)參數(shù)表。在C中，更3.3利用C51程序編寫延時(shí)程序個(gè)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(shí)間●程序代碼{通過對(duì)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(jī)的定時(shí)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(shí)器，如果C/T為1就用作計(jì)數(shù)器。當(dāng)然，一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器同●工作方式0:MO=0,M1=0。13位定時(shí)/計(jì)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(jì)數(shù)器，此時(shí)TL(1/0)的高3位未用?！窆ぷ鞣绞?:MO=0,M1=1。是16位的定時(shí)/計(jì)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(jì)數(shù)，而高8位不參與計(jì)數(shù)，用作預(yù)置數(shù)的TCON是一個(gè)8位的特殊功能寄存器，對(duì)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(jì)數(shù)器的概念。先用定時(shí)/計(jì)數(shù)器0做一個(gè)50ms的定時(shí)器，定時(shí)時(shí)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(jì)數(shù)變量中的值加1,如果軟件計(jì)數(shù)器計(jì)到了20,再開關(guān)發(fā)光二極管。并清掉軟件計(jì)數(shù)器中的值。這樣，就變成了20次定時(shí)中斷才開關(guān)一次發(fā)光二極管，因此定時(shí)時(shí)間就延長了成了1000ms。3.4.4定時(shí)1ms的程序代碼THO=(65536-1000)/256;//設(shè)置定時(shí)器高8位初值TLO=(65536-1000)%256;;//設(shè)置定時(shí)器低8位初值3.551單片機(jī)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(jī)中一般工有5個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中單片機(jī)的5個(gè)中斷源，每個(gè)中斷產(chǎn)生后都要根據(jù)一個(gè)固定的地址去找處理這個(gè)中斷●尋找中斷入口，根據(jù)5個(gè)不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，查找5個(gè)不同的入口地址。3.5.2單片機(jī)的中斷系統(tǒng)的作用單片機(jī)在自動(dòng)控制中有兩個(gè)重要的功能，一個(gè)是定時(shí)/計(jì)數(shù)的作用，另一個(gè)就是中●外部中斷請(qǐng)求源完成),在CPU響應(yīng)中斷后，由硬件將IEO清●內(nèi)部中斷請(qǐng)求源XXET1:定時(shí)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(qǐng)求：●單片機(jī)正在處理一個(gè)同級(jí)或更高級(jí)別的中斷請(qǐng)求?！瘳F(xiàn)行的機(jī)器周期正執(zhí)行當(dāng)前多字節(jié)指令。單片機(jī)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(duì)寄存器的組號(hào)進(jìn)行簡單的解釋。51系統(tǒng)中有4個(gè)寄存器組，具體的位置取3的整數(shù)。這里給出幾個(gè)不同中斷服務(wù)程序的C51程序?qū)懛ǎ骸穸〞r(shí)/計(jì)數(shù)器TO●外中斷INT1voidintsvr1(void)interrupt2using1●定時(shí)/計(jì)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(cè)，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(jī)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(gè)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(jì)印刷板圖時(shí)，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(gè)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(jì)和工程實(shí)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(jì)布線圖時(shí)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(jì)時(shí)應(yīng)力求走線合理，少用外接跨線，并按(9)設(shè)計(jì)布線圖時(shí)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(jì)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(jī)實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐系統(tǒng)板簡介AT89S51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐系統(tǒng)板(以后簡介系統(tǒng)板)集成多個(gè)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(jī)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(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示模塊該系統(tǒng)中采用8位的動(dòng)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(dòng)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(dòng)AT89S51單片機(jī)進(jìn)入ISP下載狀態(tài)，點(diǎn)擊一下，若啟動(dòng)初始化特征字查空擦除編程校驗(yàn)自動(dòng)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(jī)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(duì)該軟件一些操作方式進(jìn)行設(shè)置，點(diǎn)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(duì)芯片的程序進(jìn)行三級(jí)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(gè)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(jí)來端口用8芯排線連接。這里