交通信号灯控制系统的设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

交通信号灯控制系统的设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

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 所示 . 第 3 章 硬件设计 7 图 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。 89S51单片机复位方式 单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控，或工作中程序处于某种死循环状态，在这种情况下都需要复位 . 复位的作用是使中央处理器 CPU 以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态 ,并从这个状态重新开始工作 . 89S51 单片机的复位靠外部电路实现 ,信号由 RESET(RST)引脚输入 ,高电平有效 ,在振荡器工作时 ,只要保持 RST 引脚高电平两个机器周期 ,单片机即复位 . 复位后 ,PC程序计数器的内容为 0000H,片内 RAM 中内容不变 . 复位电路一般有上电复位、手动开关复位和自 动复位电路 3 种 ,如图 所示 . 茂名 学院 专 科毕业 (设计 )论文： 交通信号灯控制系统的设计 8 b. 手动复位电路 c. 自动复位电路 图 单片机复位电路 74LS244 的功能 74LS244 是原码三态输出的 8 缓冲数码驱动器，其管脚分布图如图 所示， G为控制端，又称为使能端其工作原理如下： 当 G=0 时， A 输入为低电平时， Y 输出也为低电平。 当 G=0 时， A 输入为高电平时， Y输出为高电平。 当 G=1 时， A 不论输入高电平还是低电平 Y为高阻状态 功能表如表 所示： 表 74LS244 的功能表 10KMAX75 0PESE TWDCWDI10μ FVCCRST+5V89C5 11KVCCRSTGND+5V C10μ F R89C5 189C5 1 R C10μ F+5VGNDRSTVCC输出输入ZXHHHLLLLYG A第 3 章 硬件设计 9 图 74LS244 管脚图 74LS07 的功能 74LS07 是六缓冲的数码驱动器，它是有 6 个集电极开路的非门所组成，管脚分布如图 所示，其工作原理如下，当使能端为低电平时，输入为高电平时输出也为高电平，当输入为低电平时输出也为低电平，其逻辑表达式为： Y=A 图 74LS07 管脚图 键盘接口工作原 理 在单片机应用系统中，常用键盘作为输入设备，通过它将数据、内存地址、命令及指令等输入到系统中，来实现简单的人机通信。 74 LS2 442 A11 Y42 A21 Y32 A31 Y22 A41 Y12 GVCCGND2 Y11 A42 Y21 A32 Y31 A22 Y41 A11 G 201918171615141312111098765432174 LS0 74 Y4 A5 Y5 A6 Y6 AVCCGN D3 Y3 A2 Y2 A1 Y1 A1234567 891011121314茂名 学院 专 科毕业 (设计 )论文： 交通信号灯控制系统的设计 10 按键开关的去除抖动功能 目前 , MCS— 51 单片机应用系统上的按键常采用机械触点式按键 ,它在断开、闭合时输入电压波形如图 所示 .可以看出机械触点在闭合及断开瞬间均有抖动过程 ,时间长短与开关的机械特性有关 ,一般为 5~10ms。 由于抖动，会造成被查询的开关状态无法准确读出。 例如，一次按键产生的正确开关状态，由于键的抖动， CPU 多次采集到底电平信号，会被误认为按键被多次按下，就 会多次进行键输入操作，这是不允许的。 为了保证 CPU 对键的一次闭合仅在按键稳定时作一次键输入处理，必须消除产生的前沿（后沿）抖动影响。 后沿前沿 识别区安键过程 图 按键过程 独立式键盘的接口电路 独立式键盘的接口电路：在单片机应用系统中，有时只需要几个简单的按键向系统输入信息。 这时，可将每个按键直接接在一根 I/O 接口线上，这种连接方式的键盘称为独立式键盘。 如图 所示，每个独立按键单独占有一根 I/O 接口线，每根 I/O接口线的工作状态不会影响到其他 I/O 接口线。 这种按键接口电路配置灵活，硬件结构简单，但每个按键必须占用一根 I/O 线， I/O 接口线浪费较大。 故只在按键数量不多时采用这种按键电路。 在此电路中，按键输入都采用低电平有效。 上拉电阻保证了按键断开时， I/O 接口线有确定的高电平。 当 I/O 接口内部有上拉电阻时，外电路可以不配置上拉电阻。 第 3 章 硬件设计 11 图 独立式键盘电路 七段 LED显示工作原理 LED 显示器是由发光二极管显示字段的 MCS51 单片机输出设备。 单片机应用系统常采用七段 LED 数码管作为显示器，这重显 示器具有耗电低、配置灵活、线路简单、安装方便、耐转动、价格低廉且寿命长等优点。 因此应用比较广泛。 LED 数码管显示器可以分为共阴极和共阳极两种结构。 (1)共阴极结构：如果所有的发光二极管的阴极接在一起，称为共阴极结构，则数码显示段输入高电平有效，当某段输入高电平该段便发光，如图 所示。 (2)共阳极结构：如果所有的发光二极管的阳极接在一起，称为共阳极结构，则数码显示段输入低平有效，当某段输入低电平该段便发光，如图 所示。 K1K2K3K4K5K6K7K8+5V89S51茂名 学院 专 科毕业 (设计 )论文： 交通信号灯控制系统的设计 12 a .共阴极 b .共阳极 图 七段 LED 显示器 （ 3） LED 动态显示接口： LED 动态显示就是利用单片机依次输出每一位数码管的段选码和对应于该位数码管的位选控制信号，一位一位轮流点亮各七段数码管。 对每位数码管来说，每隔一段时间点亮一次，如此循环。 利用人眼的“视觉暂留”效应，只要每位显示间隔足够短就可以给人以同时显示的感觉。 在动态显示方式中，同一时刻，只有一位 LED 数码管在显示，其他各位是关闭的。 在段选码和位选码每送出一次后，应保持 1ms 左右，这个时间 应根据实际情况而定。 不能太小，因而发光二极管从导通到发光有一定的延时，导通时间太小，发光太弱人眼无法看清。 但也不能太大，因为毕竟要受限于临界闪烁频率，而且此时间越长，占用 CPU 时间也越多。 采用动态显示方式比较节省 I/O 接口，硬件电路也较静态显示方式简单，但其亮度不如静态显示方式，而且在显示位数较多时， CPU 要依次扫描，占用 CPU 较多的时间。 用 MCS51单片机构建七段数码管动态显示系统时， 4位数码管均采用共阴极 LED，p0 接口作为段选码输出口， 8 路驱动采用 74LS244 总线驱动器作为字形驱动芯片，经过 8 路驱动电路后接至数码管的各段，字形驱动输出 0 时发光。 P2 接口作为位选码输出口， 4 路驱动采用 74LS07（ OC 门驱动器），当 C 接口线输出 1时，选通相应位的数码管工作。 第 3 章 硬件设计 13 电路原理 电路的核心是 89S51 单片机，其内部带有 4KB 的 FlashROM,无须扩展程序存储器；电脑没有大量的运算和暂存数据，现有的 128B 片内 RAM 已能满足要求，也不必扩展片外 RAM，系统配备 4 位 LED 显示和 2 个单接口键盘，采用 P0 接口外接 8 路反相三态缓冲器 74LS244作 LED动态扫描的段码控制驱动信号 ,用 P1接口的 一片集电极开路反相门电路 74LS07 做为 4 位 LED 的位选信号驱动口， LED 共阴极端与 74LS07 的输出端相连；按键接口，由 , 来完成。 P3 口接交通指示灯，整个系统采用查表的方发，将交通灯的显示情况和数码管的计时情况，分别以代码的形式送到指示灯和 LED 数码管，启动定时器，同时调用显示程序，和查询按键。 利用软件计数器的方法计时一秒，利用中断的方法使计时时间循环，当按下应急按键时停止定时器，送一个代码使两个方向都亮红灯，按下一个按键时启动定时器，恢复循环。 如图 所示 茂名 学院 专 科毕业 (设计 )论文： 交通信号灯控制系统的设计 14 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10VCC40GND20U18 9 S 5 11G1A121 Y 118A241 Y 216A361 Y 314A481 Y 412VCC20GND102G19B1112 Y 19B2132 Y 27B3152 Y 35B4172 Y 43U27 4 L S 2 4 4R1R E S 2R2R E S 2R3R E S 2R4R E S 2R5R E S 2R6R E S 2R7R E S 2R8R E S 2R9R E S 2R 1 0R E S 2R 1 1R E S 2R 1 2R E S 2R 1 3R E S 2R 1 4R E S 2R 1 5R E S 2R 1 6R E S 2R 1 7R E S 2R 1 9R E S 2R 2 0R E S 2S3 S W P BS1S W P BS2S W P BD1L E DD2L E DD3L E DD4L E DD5L E DD6L E DD7L E DD8L E DC1C A P1A11Y22A32Y43A53Y6GND74Y84A95Y105A116Y126A13V C C14U3L E De1d2 3c4dp5b6a78f9g10abcdefgD 1 2L E De1d2 3c4dp5b6a78f9g10abcdefgD 1 3L E De1d2 3c4dp5。