基于单片机的交通灯控制器.doc

基于单片机的交通灯控制器 摘 要 红黄绿交通灯控制器采用单片机及程序存储器的扩展控制，实现控制器的功能要求，例如红黄绿灯的交替闪烁，定时等等。单片机将CPU，存储器，定时器／计数器及各接口电路组成，具有良好的性价比。本控制器可分时段进行道路的管制，还可在紧急时刻进行手动控制，实施道路路况的控制。 交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机1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，实现了能根据实际车流量通过801芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能交通灯信号通过P口输出显示时间直接通过8255的P输出；实用性强操作简单。 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)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线中央处理器：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。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。 (ROM) ：PC作地址指针，通过16位 地址总线，可寻址的地址空间为0000H-0FFFFH共64K字节，其访问指令为MOVC。 用于存放程序指令码与固定的表格等。 80C51单片机中内部和外部共64K字节程序存储器的地址空间是统一的。对于有于有内部ROM的单片机，在正常运行时，应把引脚接高电平，使程序从内部ROM开始执行。当PC值超出内部ROM的容量时，会自动转向外部程序存储器空间。 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。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。8个引脚，共有32个I/O引脚，每一个并行I/O口都能用作输入或输出。各口的第一、第二功能如下： I/O口 引脚 第一功能 第二功能 P0口 P0.0~P0.7 输入与输出 分时的传送地址低8位与数据线 P1口 P1.0~P1.7 输入与输出 无第二功能 P2口 P2.0~P2.7 输入与输出 传送地址的高8位 P3口 P3.0~P3.7 输入与输出 P3.0—RXD：串行口输入端 P3.1—TXD：串行口输出端 P3.1—TXD：串行口输出端 P3.2—：外部中断0中断请求输入端 P3.3—：外部中断1中断请求输入端 P3.4—T0：定时器/计数器0外部输入端 P3.5—T1：定时器/计数器1外部输入端 P3.6—：外部数据存储器写选通信号 P3.7—：外部数据存储器读选通信号 四个通道口都有一种特殊的线路结构，每个口都包含一个锁存器，即特殊功能寄 存器P0-P3，一个输出驱动器和 两个（P3口有三个）三态缓冲期。这种结构在数据输出时，可以锁存，即在重新输出新的数据之前，口上的数据一直保持不变。但对于输入信号是不锁存的，所以外设欲输入的数据必须保持到取数指令执行（把数据读取后）为止。 图2-1是80C51单片机的内部结构框图。若出去图中的存储电路和I/O部件，剩下的便是CPU。它可以分为运算器和控制器两部分。运算器功能部件包括算术逻辑运算单元ALU、累加器ACC、寄存器B、暂存寄存器TMP1、TMP2、程序状态字寄存器PSW等。控制器功能部件包括程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、定时控制逻辑电路CU、数据指针寄存器DPTR、堆栈指针SP及时钟电路等。 MCS-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，图是它们的引脚，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。RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。 ALE/PROG——当访问外部程存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当A