课程设计-基于at89s52单片机的交通信号灯控制器的设计

课程设计-基于at89s52单片机的交通信号灯控制器的设计内容摘要：

AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。 使用 Atmel 公司高密度 非 易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完 全兼容。 片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。 在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统 可编程 Flash，使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节Flash， 256 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位 定时器 /计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。 另外，AT89S52 可 降至 0Hz 静态逻 辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。 空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工 作。 掉电保护方式下， RAM内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 8 武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书 6 位微控制器 8K 字节在系统可编程 Flash AT89S52 晶振电路 晶振电路原理图如 322： 322 晶振模块原理图 晶振电路的作用 晶振是给单片机提供工作信号脉冲的 .这个脉冲就是单片机的工作速度 .比如 12M 晶振 .单片机工作速度就是每秒 12M. 为了电路的稳定性起见 ,在晶振的两引脚处接入两个10pf50pf 的瓷片电容接地来削减谐 波对 减 电路的稳定性的影响。 复位电路 323 复位电路 原理图 复位方式有多种，本设计采用按键复位。 在设定的定时时间内， 89S52 必须在 RST引脚产生一个由高到低的电平变化，以清内部定时器 . 武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书 7 LED 数码管显示模块 LED 数码管分共阳极与共阴极两种，本设计中采用 2 位共阴极八段数码管。 共阴极数码管的 8 个发光二极 管的阴极（二极管负端）连接在一起。 通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端。 当某段驱动电路的输出端为高电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。 LED 红绿灯显示模块 本实验有四种状态： 状态 1， 东西绿灯亮，南北红灯亮。 状态 2， 东西黄灯亮，南北红灯亮。 状态 3， 东西红灯亮，南北绿灯亮。 状态 4， 东西红灯亮，南北黄灯亮。 再采用显示子程序与延时子程序可使 LED 显示灯 按照要求点亮 （如图 325 进入循环）。 325 状态循环流程图 程序初始化 状态 1(S1) 状态 2 (S2) 状态 3（ S3） 状态 4（ S4） 324 2 位共阴极八段数码管引脚图 武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书 8 软件设计 软件设计应用单片机 C 语言编程， c 语言是一种编译型设计语言 .它兼顾了多种高级语言的特点 ,并具备汇编语言的功能 .用 c 语言来编写目标系统软件 ,会大大缩短开发周期 ,且明显的增加软件的可读性 ,便于改进和扩充 ,以研制出规模更大 ,性能更完备的系统。 而且采用 c 语言也不必对单片机和硬件接口的结构有很深入的了解 ,编译器可以自动完成变量的存储单元的分配 .采用 c 语言可以很容易地进行单片机的程序移植工作 [4]。 主程序流程图如图 326 所示。 326 主程序流程图 武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书 9 4 电路 仿真 本次设计使用的仿真软件为 Protues. Proteus ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。 它运行于 Windows 操作系统上，可以仿真、分析 (SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合。 具有模拟电路仿真、数字电路 仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、 RS232 动态仿真、I2C 调试器、 SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 ②支持主流单片机系统的仿真。 目前支持的单片机类型有： 68000系列、 8051 系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11系列以及各种外围芯片。 ③提供软件调试功 能。 在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能； 同时支持第三方的软件编译和调试环境，如 Keil C51 uVision2等软件。 ④具有强大的原理图绘制功能。 总之，该软件是一款集单片机和 SPICE 分析于一身的仿真软件 [7]。 仿真电路图如图 41。 41 Protues 仿真电路图 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2C13 3 pC23 3 pC31 0 u2 3 4 5 6 7 8 91R P 1RE S P A C K 8X1CR Y S T A LR11 0 kR21 0 kR32 .2 kR42 .2 kR52 .2 kR62 .2 kR72 .2 kR82 .2 kD1L E D R E DD2L E D R E DD3L E D Y E L L O WD4L E D Y E L L O WD5L E D G RE E ND6L E D G RE E N武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书 10 5 调试 调试分为硬件调试和软件调试 [1]。 硬件调试时 将加工的印制板认真对照原理图，看两者是否一致。 应特别注意电源系统检查，以防止电源短路和极性错误，并重点检查系统总线（地址总线、数据总线和控制总线）是否存在相互之间短路或与其它信号线路短路。 必要时通电前，一定要检查电源电压的 幅值和极性利用数字万用表的短路测试功能，可以缩短排错时间。 确认各元器件可以正常工作。 软件调试 利用软件编程的方 法来实现。 51 系列单片机的信号线大体分为读、写信号线、片选信号线、时钟信号线、外部程序存贮器读选通信号（ PSEN）、地址锁存信号（ ALE）、复位信号等几大类。 这些信号大多属于脉冲信号，对于脉冲信号借助示波器（这里指通用示波器）用常规方法很难观测到，必须采取一定措施才能观测到。 因此要使用一些简单的调试程序来确定硬件的组装是否正确、功能是否完整。 在调试过程中，出现数码管显示过暗的情况，通过查资料和咨询 同学，得知出现此种情况是由于单片机驱动电流过低所致，可添。