单片机C语言课程设计:交通灯控制系统

版权申诉
0 下载量 163 浏览量 更新于2024-06-27 收藏 85KB DOC 举报
"单片机C语言课程设计交通灯" 这篇文档是一份关于单片机C语言课程设计的报告,主题是交通灯控制系统。报告详细介绍了设计背景、目标、思路、硬件配置、软件设计以及电路图和仿真结果,旨在帮助学生深入理解和应用单片机技术。 一、前言部分强调了单片机在现代科技中的重要性,特别是在实时控制和检测系统中的核心地位。设计交通灯控制系统能提升学生对单片机结构、工作原理、接口技术和外围芯片控制的理解。 二、功能概述明确了设计任务是交通灯的硬件和软件设计,其目的是使学生掌握单片机的相关知识,如结构、接口技术、电路设计和程序设计方法。此外,该设计也是为将来的工作实践打下基础。 三、设计思路遵循交通灯的常规变化规律,例如初始状态为南北绿灯、东西红灯,随后按特定时间间隔切换灯色,同时伴有倒计时显示。这一部分展示了设计的具体逻辑流程。 四、硬件介绍中,报告提到了使用89C51单片机,特别是利用其定时器/计数器功能来控制灯色变换。定时器/计数器是单片机的关键组成部分,可以用于定时或对外部信号计数。在89C51中,T0和T1是两个可编程的定时器/计数器,它们可以以定时器模式(每经过一定周期加1)或计数器模式(检测外部引脚的边沿触发)工作。此外,报告还提到了与定时器/计数器相关的寄存器TMOD和TCON,TMOD用于设置工作模式,TCON则包含控制位。 五、软件程序设计部分未详述,但通常会涉及到C语言编程,编写控制灯色变化的程序,可能包含中断服务子程序,以及与硬件交互的I/O操作。 六、电路图及仿真实现部分可能包含了实际电路的布局和信号流程,以及使用仿真工具验证设计的功能性。 七、总结部分会对整个设计过程进行回顾,指出成功之处和改进空间。 八、源程序部分提供了实现交通灯控制的C语言代码。 九、参考文献列出了设计过程中参考的技术资料或书籍。 这份报告是一个综合性的单片机项目,涵盖了硬件选型、软件编程和系统集成等多个方面,是学习和实践单片机控制技术的典型实例。
2023-02-27 上传
基于单片机的交通灯设计系统 2.1总体设计 整个设计以AT89C51单片机为核心,由I/O口扩展,LED数码管显示,紧急情况中断电路 ,watchdog复位电路组成。 硬件模块入图3-1。 图2-1 硬件模块 2.2 AT89C51 1.AT89C51单片机简介 AT89C51是美国ATMEL公司推出的系列单片机,将多种功能的8位CPU与FPEROM(快闪可 编程/擦除只读存储器)结合在一个芯片上,是一种低功耗、高性能的CMOS控制器,为很 多嵌入式控制应用提供了非常灵活而又价格适宜的方案,其性能价格比远高于同类芯片 。它与MCS- 51指令系统兼容,片内FPEROM允许对程序存储器在线重复编程,也可用常规的EPROM编程 器编程,可循环写入/擦除1000次。89C51内含4KB的FPEROM,一般的EEPROM的字节擦除时 间和写入时间基本上均为10ms,对于任一个实时控制系统来说,这样长的时间是不可能 在线修改程序的。 图2-2 89C51内部结构图 与EEPROM相比较,FPEROM大大缩短了存储内容擦除和写入的时间,为在线改写程序提 供了极大的方便,而且价格也比带EPROM87C系列单片机便宜,这更显示出了89C系列的优 越性。它还有128*8Bit的片内RAM;32根I/O线;2个16位定时/计数器;5个中断源;一个 全双工的异步串行口;间歇和掉电工作模式;三级程序存储器加密;全静态工作,晶振 工作范围:0Hz—24MHz。 2.管脚功能 AT89C51单片机为40引脚芯片如图2-3所示。 I/O口线: P0、P1、P2、P3共四个八位P0口是三态双向口, 通称数据总线口, 因为只有该口能直接用于对外部存储器的读ˆ写操作。P0口也用以输出外部存储器的低8 位地址。由于是分时输出, 故应在外部加锁存器将此地址数据锁存, 地址锁存信号用ALE。P1口是专门供用户使用的I/O口, 是准双向口。P2口是从系统扩展时作高8位地址线用。不扩展外部存储器时, P口也可以作为用户I/O口线使用, P2口也是准双向口。P3口是双功能口, 该口的每一位均可独立地定义为第一I/O 功能或第二I/O功能。作为第一功能使用时操作同P1口。 P3口的第二功能如表2-1。 图2-3 89C51引脚图 控制口线: PSEN (片外取控制)、AL E( 地址锁存控制)、EA (片外储器选择)、RE2SET (复位控制) ; 电源及时钟: CCC、VSS; XTAL 1, XTAL 2 表2-1 引脚功能表 2.3 8255A 8255A是Intel公司生产的可编程输入输出接口芯片,它具有3个8位的并I/O 口,具有三种工作方式,可通过程序改变其功能,因而使用灵活,通用性强,可作为单 片机与多种外围设备连接时的中间接口电路。8255有三种基本工作方式, 三种工作方式 由工作方式控制字决定,方式控制字由CPU通过输入/输出 指令来提供.三个端口中PC口被分为两个部分,上半部分随 PA口称为A组,下半部分随PB口称为B组.其中PA口可工作与 方式0、1和2,而PB口只能工作在方式0和1。8255共有40 个引脚,采用双列直插式封装。其引脚图如图2- 4所示,各引脚功能如下: 图2-4 8255A引脚图 D0--D7:三态双向数据线,与单片机数据总线连接,用来传送数据信息。 CS:片选信号线,低电平有效,表示芯片被选中。 RD:读出信号线,低电平有效,控制数据的读出。 WR:写入信号线,低电平有效,控制数据的写入。 Vcc:+5V电源。 PA0--PA7:A口输入/输出线。 PB0--PB7:B口输入/输出线。 PC0--PC7:C口输入/输出线。 RESET:复位信号线。 A1、A0:地址线,用来选择8255内部端口。 GND:地线。 2.5 X5045 X5045是一种集看门狗、电压监控和串行EEPROM 三种功能于一身的可编程电路。这种组合设计减少了电路对电路板空间的需求。 X5045中的看门狗对系统提供了保护功能。当系统发生故障而超过设置时间时,电路 中的看门狗将通过RESET信号向CPU 作出反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具有的电压监控功能还可以保 护系统免受低电压的影响,当电源电压降到允许范围以下时,系统将复位,直到电源电 压返回到稳定值为止。X5045的存储器与CPU 可通过串行通信方式接口,共有4096个位,可以按512 x 8个字节来放置数据。 1 引脚介绍 CS/WDI:片选输入/看门狗复位输入; SO:串行输出; WP:写保护输入; RESET:复位输出; SCK:同步时钟输入; SI:串行输入。 图2-7 X5045引脚图 Vss:地; Vcc:电源; 2 工作原理 2.1 上电复位 向X5045加电时会激活其内