基于单片机的交通灯设计02.doc

基于单片机的交通灯设计 目录 摘 要 1 引 言 2 1 单片机概述 2 2 芯片简介 3 2.1 MSC-51芯片简介 3 2.2 8255芯片简介 4 2.2.1 74LS373简介 4 3 系统硬件设计 5 3.1 交通管理的方案论证 5 3.2 系统硬件设计 5 3.2.1 系统总框图如下 6 3.2.2 交通灯硬件线路图.............................. . . . ........ 6 3.2.3 系统工作原理 7 4 控制器的软件设计 7 4.1 每秒钟的设定 7 4.2 计数器硬件延时 8 4.2.1 计数器初值计算 9 4.2.2 计算公式 10 4.2.3 １秒的方法 11 4.2.4 相应程序代码 12 4.3 软件延时 13 4.4 时间及信号灯的显示 14 4.4.1 8051并行口的扩展 15 4.4.2 显示原理 16 4.4.3 8255PA口输出信号接信号灯 16 4.4.4 8255输出信号与数码管的连接 16 4.4.5 8255与8051的连接 17 4.5程序设计 18 4.5.1 流程图如图所示 18 4.5.2 程序源代码 18 结论 22 参考文献........ . .................................. . ...........23 摘要: 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软件结合，加以完善。 十字路口车辆，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统。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。 MCS-51单片机内部结构?? 8051是MCS-51系列单片机的典型产品包含中央处理器、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，现在我们分别加以说明： ·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。 ·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。·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。·全双工串行口：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，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。·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。·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系列单片机则采用普林斯顿结构。 下图是MCS-51系列单片机的内部结构示意图。 图2 MCS-51的引脚说明：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，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：MCS-51的引脚说明：MCS-51系列单片机中