交通钟课程设计---交通信号钟的设计

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1、 单片机课程设计单片机课程设计 课题：交通信号钟的设计 系 别：电气与电子工程系 专 业： 自动化 姓 名： XXX 学 号： XXXX XXXXXX XX 年 XX 月 XX 日 2 设计目的设计目的 1 进一步熟悉和掌握 8051 单片机的结构及工作原理。 2 掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。 3 通过课程设计， 掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术， 了解表关电路参数的计算方法。 4 通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试 技术。 5 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程， 使学生了解 开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下

2、基础。 二、设计要求二、设计要求 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条 交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间为 25 秒； 2、要求黄灯先亮 5 秒，才能变换运行车道； 3、黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次； 3 4、根据交通灯控制系统框图，画出完整的电路图和波形图。 三、总体设计三、总体设计 1、AT89S51 单片机的简介 89S51 是 MCS-51 系列单片机的典型产品，我们就这一代表性的 机型进行系统的讲解。89S51 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

3、和控制总线等三 大总线，现在我们分别加以说明： （1） 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。 （2）数据存储器 RAM 89S51 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。 4 （3）程序存储器(ROM)

4、 89S51 共有 4KB 掩膜 ROM，最大可扩展 64K 字节，用于存放用户 程序，原始数据或表格。 （4）定时/计数器： 89S51 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。 （5）并行输入输出(I/O)口： 89S51 共有 4 组 8 位 I/O 口(P0、 P1、P2 或 P3)，用于对外部数 据的传输。 （6）中断系统 89S51 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。 2、89S51 单片机的引脚 89S51 单片机内部总线是单总线结构,即数据

5、总线和地址总线是 公用的. 89S51 有 40 条引脚, 与其他 51 系列单片机引脚是兼容的. 这 40 条引脚可分为 I/O 接口线、电源线、控制线、外接晶体线 4 部 分. 89S51 单片机为双列直插式封装结构, 如图 3.2 所示. 5 图 3.2 89S51 引脚分配图 89S51 单机的电源线有以下两种： （1） VCC：+5V 电源线。电源线 （2） GND：接地线。 89S51 单片机的外接晶体引脚有以下两种: （1） XTAL1： 片内振荡器反相放大器的输入端和内部时钟工作的输入 端。采用内部振荡器时，它接外部石英晶体和微调电容的一个引脚。 （2） XTAL2：片内振荡器

6、反相放大器的输出端，接外部石英晶体和 微调电容的另一端。 采用外部振荡器时， 该引脚悬空。 外接晶体引脚。 控制线 89S51 单片机的控制线有以下几种： （1） RST：复位输入端，高电平有效。 （2） ALE/PROG：地址锁存允许/编程线。 （3） PSEN：外部程序存储器的读选通线。 （4） EA/Vpp：片外 ROM 允许访问端/编程电源端。 6 3、交通钟设计流程图 南北绿灯，东西红灯 延时 25 秒 南北绿灯闪 5 次转黄灯，东西红灯，延时 一秒 南北红灯，东西绿灯 延时 25 秒 东西绿灯闪 5 次转黄灯，南北红灯，延时 一秒 RetEnd 开始 7 四、四、各部分电路设计各部分电路设计 （1）时钟电路设计 如上图所示，采用内部时钟产生方式，在 XTAL1 和 XTAL2 两端跨 接晶体或陶瓷振荡器， 与内部反相器构成稳定的自击震荡。其发出的 时钟脉冲直接送入片内定时控制部件。 （2） 复位电路设计 如上图所示，采用上电+按钮电平复位方式，当按下按钮时，RST 管 脚高电平触发。为保证复位可靠，RC 时间常数应大于两个机器周期， 电