交通控制器的设计毕业论文.doc

PAGE 交通控制器设计 引言 在日新月异的21世纪里，家用电子产品得到了迅速发展。许多家电设备都趋于人性化、智能化，这些电器设备大部分都含有CPU控制器或者是单片机。单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各个方面，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器（冰箱、空调、彩电）等。用单片机来控制的小型家电产品具有便携实用，操作简单的特点。 本文设计的交通控制器设计属于小型智能自动化控制系统。利用单片机进行控制，实时时钟芯片进行记时，外加掉电存储电路和显示电路，可实现数码的显示和声音报警。交通控制器既可广泛应用于铁路与公路的交叉口,也可应用于安排不了人手看管的交叉路口。因而，此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。 2 系统概述 本设计以AT89S52单片机为核心，构成单片机控制电路，结合LM386芯片，显示15秒倒计时，并进行报警，同时完成对它们的自动调整和掉电保护，全部信息用数码管显示。软件控制程序实现所有的功能。整机电路使用+5V稳压电源，可稳定工作。系统框图如图2-1所示，其软硬件设计简单，时间记录准确，可广泛应用于长时间连续显示的系统中。 人机接口 人机接口 显示电路 软件控制程序 电源电路 单片机控制电路 图2-1 系统框图 3 方案选择 由于电子万年历的种类比较多，因此方案选择在设计中是至关重要的。正确地选择方案可以减小开发难度，缩短开发周期，降低成本，更快地将产品推向市场。 3.1 方案1——基于AT89S52单片机的交通控制器的设计 不使用时钟芯片，而直接用AT89S52单片机来实现电子万年历设计。AT89S52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦写1000余次。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 用单片机来实现交通控制器设计，无须外接其他芯片，充分利用了单片机的资源。但是精度不够高，误差较大，掉电后丢失所有数据，软件编程较复杂。 3.2 方案2——基于与非门数字电子的交通控制器设计 用电子元器件来搭交通控制器设计，电路较复杂，接点较多，运行不稳定。 555产生的时钟信号 555产生的时钟信号 时序控制电路 15秒控制电路 时间显示电路 4 系统硬件电路的设计 按照系统设计功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、存储模块、键盘接口模块、显示模块和闹铃模块共6个模块组成，电路系统构成框图如图4-1所示。主控芯片使用52系列AT89S52单片机，时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片DS1302，存储模块采用美国ATMEL公司生产的低功耗CMOS串行EEPROM存储芯片AT24C02。DS1302作为主要计时芯片，可以做到计时准确。更重要的是，DS1302可以在很小电流的后备 （2.5～5.5V电源，在2.5V时耗电小于300nA）下继续计时，并可编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电，可以保证后备电源基本不耗电。 控 控 制 器 传感器 灯指示 显示 音频放大 图4-1 交通控制器设计系统构成框图 4.1 系统核心部分——闪电存储型器件AT89S52 4.1.1 AT89S52具有下列主要性能[5]： ·8KB可改编程序Flash存储器（可经受1000次的写入/擦除周期） ·全静态工作：0Hz～24MHz ·三级程序存储器必威体育官网网址 ·128×8字节内部RAM ·32条可编程I/O线 ·2个16位定时器/计数器 ·6个中断源 ·可编程串行通道 ·片内时钟振荡器 4.1.2 AT89S52的引脚及功能 AT89S52单片机的管脚说明如图4-2所示。 图4-2 AT89S52的管脚 (1) 主要电源引脚 = 1 \* GB3 ①VCC 电源端 ②GND 接地端 (2) 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2 = 1 \* GB3 ①XTAL1 接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是构成片内振荡器的反相放大器的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，既把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。 ②XTAL2 接外部晶体的另一个引脚。在单片机内部，它是上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，此引脚应悬浮不连接。 (3) 控制或与其它电源复用引脚RST、ALE//PROG、/PSEN和/EA/VPP =