单片机控制交通灯系统..doc

第一章 绪论 1．1 课题的背景与意义 在近四十年的时间里，电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模集成电路这样四个阶段，尤其是随着半导体集成技术的飞跃发展，七十年代初诞生了一代新型的电子计算机——微型计算机，使得计算机应用日益广泛；而单片微型计算机的问世，则更进一步推动了这一发展趋势，使计算机应用渗透到各行各业，达到了前所未有的普及程度。一个由微电子技术为先导，计算机技术为标志，包括新材料、宇航、生物工程、海洋工程等多种学科在内的新技术革命正在兴起。在国内，由于单片机具有功能强、体积小、可靠性好、和价格低廉等独特优点，因此，在智能仪器仪表、工业自动控制、计算机智能终端、家用电器、儿童玩具等许多方面，都已得到了很好的应用，因而受到人们高度重视，取得了一系列科研成果，成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，具有广阔的发展前景。 2.4 显示电路的方案选择 LED数码管显示 LED是Light Emiting Diode（发光二极管）的缩写，发光二极管是能将电信号转换成光信号的电致发光器件。由条形发光二极管组成“8”字形的LED显示器，也称数码管。通过数码管中发光二极管的亮暗组合，可以显示多种数字、字母记忆其他符号。数码管有7段数码管和8段和数码管之分。8段数码管是在7段数码管的基础上再加上一个圆点型发光二极管，用于显示小数点。优点一是占用I／O口少，便于做到显示电路与控制电路分离 液晶显示器，或称LCD(Liquid Crystal Display)，为平面超薄的显示设备，它由一定数量的彩色或黑白画素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，因此倍受工程师青睐。液晶显示器具有功耗低， 寿命长的特点。 2.5 键盘电路的方案选择 独立式键盘 在单片机控制系统中，只需要用到功能键一般采用独立式结构独立式按键是各按键相互独立的接通一条输入数据线，每个键的工作不会影响其它的I/0口，这是较简单的键盘结构，电路采用查询方式。当某一个键闭合时，相应的I／O口线变为低电平。当程序查询到低电平的I／O口线时，就可以确定处于闭合状态的键这种键盘的优点是电路简单；缺点是当键数较多时，要占用较多的I/O线。 MCS-51单片机内部结构?? AT89C51是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。???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，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。 AT89C51 内部结构 · 数据存储器(RAM)????AT89C51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)：?AT89C51共有个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)：?AT89C51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：? AT89C51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：?AT89C51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：?AT89C51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：?AT89C51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?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。 3.1.2 MCS-51的引脚说明MCS-51系列单片机中的8031、?及?均采用40