




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
單片機控制交通燈系統(tǒng)的硬件設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u10739單片機控制交通燈系統(tǒng)的硬件設(shè)計案例 1181341.1單片機最小系統(tǒng)模塊 1207131.1.151系列單片機簡介 1268621.1.2AT89C51芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介 2135231.1.3AT89C51主要引腳功能 4125931.1.4時鐘電路 620801.1.5復位電路 768281.2電源電路 7273141.3信號燈輸出控制 7149961.4數(shù)碼管 8179841.5時間顯示模塊 10163121.6緊急車輛通行電路 1147421.7車流量檢測電路 111.1單片機最小系統(tǒng)模塊1.1.151系列單片機簡介在51系列的單片機中,最經(jīng)典、實用的就是ATMEL公司生產(chǎn)出來的,生產(chǎn)出來的不但與8051的指令、管腳完全兼容,而且都是FLASH的存儲器,最大的改觀就是用電方式擦寫的變化,51系列的單片機主要有8051、8031、8751等。8051單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。8031片內(nèi)沒有程序存儲器,而8751是將8051片內(nèi)的ROM換成EPROM。由ATMEL公司生產(chǎn)的89C51將EPROM改成了4K的閃速存儲器,這樣就不用廠家代寫程序了,RZ-51單片機開發(fā)實驗儀是天津銳志電子最新研發(fā)的具有“實驗、編程、仿真、ISP下載”多功能合一的新一代單片機開發(fā)系統(tǒng)。該51單片機學習實驗板除了支持ATmel公司的AT89S所有系列之外,還支持STC的所有系列增強型51單片機和SST系列的增強型51單片機的實驗、編程與仿真功能,同時兼容AVR系列單片機的燒寫和實驗。89系列單片機有多種型號,主要有AT89S51,AT89LU51、AT89C52,AT89LU52,AT89C1051、AT89S8252等。AT89LU51和AT89LU52是89C51和89C52的低電壓產(chǎn)品,可把電壓降低;在這些產(chǎn)品中當數(shù)AT89S8252最為高檔,它使用了8KBFlash存儲程序以外,還包含有2KB的EEP-ROM提高存儲數(shù)據(jù)的能力。RZ51單片機如圖3-1所示。圖3-1RZ-51單片機產(chǎn)品圖1.1.2AT89C51芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介單片機就是在一片半導體硅片上,集中了中央處理單元(CPU)、存儲器(RAM、ROM)、并行I/O、串行I/O、定時器/計數(shù)器、終端系統(tǒng)、系統(tǒng)時鐘電路及系統(tǒng)總線的用于測控領(lǐng)域的微型計算機?!ぶ醒胩幚砥鳎簡纹瑱C的核心部件就是中央處理器,它的數(shù)據(jù)寬度是4位,能夠處理4位的二進制和代碼,主要負責控制、指揮和協(xié)調(diào)各個單元系統(tǒng)的工作,可以完成運算以及控制輸入輸出等一系列的操作?!?shù)據(jù)存儲器(內(nèi)部RAM):數(shù)據(jù)存儲器可以把變化的數(shù)據(jù)給存儲起來。AT89C51中數(shù)據(jù)存儲器的地址空間為256個RAM單元,但其中能作為數(shù)據(jù)存儲器供用戶使用的僅有前面128個,后128個被專用寄存器占用。·程序存儲器(內(nèi)部ROM):程序存儲器可以將程序和不變的常數(shù)存儲起來。通常采用只讀存儲器,且其又多種類型,在89系列單片機中全部采用閃存。AT89C51內(nèi)部配置了4KB閃存?!ざ〞r/計數(shù)器(ROM):定時/計數(shù)器有定時和計數(shù)這兩個功能。AT89C51共有2個16位定時/計數(shù)器?!げ⑿休斎胼敵?I/O)口:AT89C51一共有4組8位I/O口,用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。每個口都由1個鎖存器和一個驅(qū)動器組成。它們主要用于實現(xiàn)與外部設(shè)備中數(shù)據(jù)的并行輸入與輸出,有些I/O口還有其他功能。·時鐘電路:單片機工作所需要的時鐘脈沖列由時鐘電路產(chǎn)生?!ぶ袛嘞到y(tǒng):中斷系統(tǒng)的作用主要是對外部或內(nèi)部的終端請求進行管理與處理。圖3-2AT89C51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖1.1.3AT89C51主要引腳功能AT89C51引腳圖如圖3-3所示:圖3-3引腳圖·VCC:電源電壓·GND:接地·P0口:可以作為數(shù)據(jù)輸入輸出的通道,也可以作為低8位地址數(shù)據(jù)的輸出通道,它是開漏的,使用時要接上上拉電阻,如果不接,則會狀態(tài)不穩(wěn)定。·P1口:內(nèi)部是一個上拉電阻8位雙向I/O口,它的緩沖器能接收4TTL的門電流。管腳被置為一時,內(nèi)部上拉為高,可以用作輸入,當p1口被外部置為低電平時,就會輸出電流。當p1口作為低八位接收,這個過程是在進行Flash編程和校驗的過程中接收的?!2口:內(nèi)部是一個上拉電阻8位雙向I/O口,它的緩沖器可接收、輸出4TTL門電流,當P2口被置為高點平時,管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時,P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。P2口當用于外部HYPERLINK"/doc/4616537-4828902.html"\t"/doc/_blank"程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時,P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢,當對外部八位地址數(shù)據(jù)HYPERLINK"/doc/4224899-4426539.html"\t"/doc/_blank"存儲器進行讀寫時,P2口輸出其HYPERLINK"/doc/2409845-2547808.html"\t"/doc/_blank"特殊功能寄存器的內(nèi)容。接收高八位地址信號和控制信號是在Flash編程和校驗中進行的?!3口:是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,接收輸出4TTL門電流。當P3被置為高點平時,它的內(nèi)部被上拉為高電平,并用做輸入。因為外部下拉是低電平,P3口將輸出電流。更重要的是它的第二功能,如下表所示:表3-1具有第二功能的P3口引腳端口引腳第二功能:P1.0RXD(串行輸入口)P1.1TXD(串行輸出口)P1.2/INT0(外中斷0)P1.3/INT1(外中斷1)P1.4T0(定時/計數(shù)器0外部輸入)P1.5T1(定時/計數(shù)器1外部輸入)P1.6/WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P1.7/RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)當進行閃爍編程和變成校驗時,可以接收一些控制信號?!ST:復位輸入。引導內(nèi)部復位程序和電路,可以看到SFR的復位值,PC也在此列。同時等待時鐘電路的穩(wěn)定工作,提高抗干擾能力。·ALE/EQ\*jc0\*"Font:宋體"\*hps20\o(\s\up11(————),PROG):當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時,ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器,ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號,因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是:每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對F1ash存儲器編程期間,該引腳還用于輸入編程脈沖(PROG)。如有必要,可通過對特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中的8EH單元的D0位置位,可禁止ALE操作。該位置位后,只有一條M0VX和M0VC指令ALE才會被激活。此外,該引腳會被微弱拉高,單片機執(zhí)行外部程序時,應(yīng)設(shè)置ALE無效?!Q\*jc0\*hps16\o(\s\up11(————),PSEN):程序儲存允許(EQ\*jc0\*hps16\o(\s\up11(————),PSEN))輸出是外部程序存儲器的選通信號,當AT89C51由外部程序存儲器取指令(或數(shù)據(jù))時,每個機器周期兩次EQ\*jc0\*"Font:宋體"\*hps16\o(\s\up11(————),PSEN)有效,即輸出兩個脈沖。當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器,沒有兩次有效的EQ\*jc0\*hps16\o(\s\up11(————),PSEN)信號?!Q\*jc0\*"Font:宋體"\*hps16\o(\s\up11(——),EA)/VPP:外部訪問允許。要讓使CPU僅訪問外部的程序存儲器,地址為0000H-FFFFH,EA端必須接地。值得注意的是:要是加密位LB1被編程,那么復位的時候就會鎖存EA的狀態(tài)。如果EA端接的是電源端,那么CPU就會執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。在進行Flash存儲器編程時,要加上12V的VPP?!TAL1:片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘電路的輸入端?!TAL2:片內(nèi)振蕩器反放大器的輸出端。1.1.4時鐘電路時鐘電路單片機的時鐘端(XTAL1及XTAL2)以及12MHz晶振X1、電容C1、C2組成,采用片內(nèi)振蕩方式。如圖3-4所示。圖3-4時鐘電路1.1.5復位電路復位電路采用簡易的上電復位電路,把10μF的電容加在VCC與RST之間,在電容兩端加一個按鍵開關(guān),在加一個10kΩ的電阻放在RST和GND之間,這樣就可以實現(xiàn)上電復位。如圖3-5所示。圖3-5復位電路1.2電源電路電源電路采用橋式整流電路,將交流轉(zhuǎn)換為直流,可為各部分的電路提供+5V的直流電。220V的交流電,通過變壓器轉(zhuǎn)化為15V左右的電壓,在經(jīng)過整流橋后,得到一個0-8V的波動直流,在經(jīng)過電解電容C6的濾波,就得到一個平穩(wěn)的直流,在最后經(jīng)過7805的穩(wěn)壓得到+5V的直流電。如圖3-6所示。圖3-6電源電路1.3信號燈輸出控制模擬交通信號燈采用直徑為ψ5mm的發(fā)光二級管,東西南北方向各3個,顏色分別為紅(D1、D4、D7、D10)、黃(D2、D5、D8、D11)、綠(D3、D6、D9、D12)。為使電流小于10mA應(yīng)串聯(lián)一個阻值為330Ω的限流電阻。如圖3-7所示。圖3-7信號燈輸出控制1.4數(shù)碼管數(shù)碼管是以發(fā)光二極管為基本元件的一種半導體產(chǎn)品,主要用來顯示工作的狀態(tài)信息和提示信息、一般這些信息只包含數(shù)字、字母兩種。按照二極管的個數(shù)可以將數(shù)碼管分為七段和八段的數(shù)碼管,它們兩者之間的區(qū)別就在于那個DP。八段數(shù)碼管如下圖3-8所示("DP”所示位置就是小數(shù)點位)。我們能夠看出:這樣的一個數(shù)碼管只能顯示1位數(shù),通常按單片機上安裝了這樣的數(shù)碼管的個數(shù)分為1位、2位、4位、8位數(shù)碼管。現(xiàn)在比較常見的是4位的。以前經(jīng)常有人就把此作為數(shù)碼管的分類方式,自從七段的數(shù)碼管逐漸被淘汰以后,把二極管單元如何連接起來的方式作為其分類的方法逐漸推廣開來。一般說來一位的數(shù)碼管就有8個發(fā)光二極管,現(xiàn)在最普通的單片機上都有兩位。把這樣至少16個二極管所有的陽極接在一起形成公共的端口即COM的形式叫做共陽數(shù)碼管,需要點亮某段的時候就給它發(fā)送一個低電平信號0,其他的段發(fā)送高電平信號1。如下圖3-9所示。一般把COM端口接VCC的+5V電壓上。另外把二極管所有的陰極接在一起形成公共的端口即COM的形式叫做共陰數(shù)碼管,需要點亮某段的時候就給它發(fā)送一個高電平信號1,其他的段發(fā)送高電平信號0。一般把共陰極數(shù)碼管是把公共極與地線連接在一起。還有必要解釋一下的是數(shù)碼管也有兩種驅(qū)動方式,前面所說的高低電平信號正好將這些信號轉(zhuǎn)換成了二進制的代碼,實際應(yīng)用中也可以是BCD數(shù)來進行驅(qū)動,動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的,能夠節(jié)省大量的輸入輸出端口,而且功耗更低。圖3-8八段數(shù)碼管圖3-9共陰極、陽極接法示意圖1.5時間顯示模塊道口通行剩余時間采用高亮紅色7段LED發(fā)光數(shù)碼管顯示,采用共陽數(shù)碼管,為了提高亮度給數(shù)碼管的位選串聯(lián)一個PNP型三極管,給段選并聯(lián)一個驅(qū)動芯片74LS245。圖3-10時間顯示模塊1.6緊急車輛通行電路運用外部中斷0口,當有緊急車輛通過時,按下開關(guān),各個方
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025屆安徽省舒城龍河中學化學高二下期末聯(lián)考模擬試題含解析
- 吉林省長春市“BEST合作體”2025屆化學高二下期末綜合測試試題含解析
- 2025屆廣州協(xié)和中學高二化學第二學期期末檢測模擬試題含解析
- 機械非標造價管理辦法
- 區(qū)內(nèi)惡意挖人管理辦法
- 安全行為量化分析-洞察及研究
- 機械式停車設(shè)備安全評價體系構(gòu)建及權(quán)重優(yōu)化研究
- 華為運用啟動管理辦法
- 初中舞蹈教學中情境教學法的應(yīng)用與研究
- 公開競價招租管理辦法
- 2024年09月年中國農(nóng)業(yè)發(fā)展銀行江蘇省分行秋季校園招聘(86人)筆試歷年參考題庫附帶答案詳解
- 2025年江蘇省揚州市中考作文4篇范文:“尊重”“誠實”“創(chuàng)造性”“美好生活”
- 2025年輔警招聘考試試題庫含完整答案
- 2025年吉林省中考語文試卷及答案
- 2024-2025學年度天津鐵道職業(yè)技術(shù)學院單招《語文》真題附答案詳解(突破訓練)
- 快遞行業(yè)市場發(fā)展分析及投資前景研究報告2025-2028版
- 2025年國情與形勢政策教育綱要
- 《基本樂理》師范與學前教育專業(yè)基本樂理相關(guān)知識全套教學課件
- 2025年安徽省中考物理試題(原卷版)
- 2025-2026年中國臺球產(chǎn)業(yè)消費趨勢報告
- 2025年高考英語全國新高考II卷深度解讀及答案詳解
評論
0/150
提交評論