路口灯火控制 及显示系统设计Word格式.docx

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2.1系统的硬件构成及功能…………………………………4

2．2设计中用到的芯片及其功能…………………………………………………6

2.2.18279芯片的说明…………………………………………………6

2.2.2其它器件的说明…………………………………………………7

2.2.3其它器件的说明…………………………………………………7

第3节系统软件设计……………………………………………9

3．1系统主程序设计…………………………………………………9

3.1.1程序框图及说明…………………………………………………9

3．2显示子程序及说明………………………………………………11

3.3延时子程序的计算………………………………………………12

3.4各键的功能………………………………………………12

第4节结束语……………………………………………………13

参考文献………………………………………………………………14

源程序………………………………………………………………………………15

路口灯火控制及显示系统

第1节引言

随着经济的不断发展，越来越多的汽车进入普通老百姓家中，使得人们的生活质量不断提高，但是另一方面也容易引起交通堵塞，因此应在车辆通行繁忙的十字交叉路口设置的灯火控制系统来控制交通。

单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。

随着电子技术的迅速发展，特别是随大规模集成电路出现，给人类生活带来了根本性的改变。

因此利用单片机来控制十字交叉路口设置的灯火及显示有关提醒信息。

1.1路口灯火控制及显示系统概述

本系统是车辆通行繁忙的十字交叉路口设置的灯火控制及显示系统，其特点是：

道路较窄而车辆通行较多，支线、干线的车辆通行时间不等，并设有左右弯道通行时间，允许人工监控或修改各线通行时间，同时设有道路应急控制。

16X16点阵LED液晶器可随着按键的不同，显示的内容也不相同。

1.2设计任务

（1）干道：

左右弯道：

占时5秒。

显示如上图所示的第四位；

直道：

占时35秒，显示如上图所示的高两为。

（2）支道：

左右弯道；

占时5秒，显示如上图所示的二三位；

占时25秒，显示如上图所示的第0位。

（3）同时的几位灯在直道时那位亮，在弯道时那位亮。

（4）在绿灯转红灯时，闪烁3次，变黄延时五秒变红灯。

（5）按一个按键K1时，显示为雨天小心。

（6）按一个按键K2时，显示为一路顺风。

1.3系统主要功能

其主要功能有：

在正常的情况下，干道通行时间为40秒，其中左右弯道占时5秒，直道通行时间为25秒，其中左右弯道占时5秒，直道占时20秒。

并且能够在人工监控状态下，干道、支道通行时间通过键盘修改或通过开关人为控制。

在下雨天，则按“K1”键，16X16点阵LED液晶器显示“雨天小心”。

在晴天，则按“K2”键，显示“一路顺风”。

第二节

路口灯火控制及显示系统硬件设计

灯火控制系统的硬件设计以ＭＣＳ－５１单片机为主控器，包括一个扩展存储器（这里用的是32K的6264型号的EEPROM、一个２５键键盘、I/O口的扩展（8255）、地址的锁存（74LS373或74LS273）、还有反向器（7407）、8X8点阵LED液晶器4块、4～16线译码器74LS154一块、三极管S8050和S8550各16根、4.7KΩ电阻32根、二个8255A芯片、还有十二盏指示灯。

2.1系统的硬件构成及功能

（1）硬件设计（硬件结构图如下图所示）

图2

16X16点阵LED液晶显示电路:

硬件系统在该系统中的作用主要是进行数据的传送，有关逻辑的计算，并且提供显示，人为的进行数据的修改，系统的启动，停止等等。

此外系统运行的安全可靠性要靠硬件系统来实现。

硬件系统的设计还应满足以下原则：

（1）满足系统的设计要求，易于操作维护。

（2）系统功能灵活，便于扩展。

（3）具有自动诊断功能。

硬件系统的设计主要包括下面的工作：

a:

扩展存储器：

本系统设计中用到的是6264EPROM即可做程序存储器又可做数据存储器。

它跟2个74LS373地址锁存器相连，用到A0——A14共15根地址线，所以他的寻址范围0——7FFFH。

b.配置２５键键盘,其中“A”为启动键,B为停止键.扩展并行接口8255A.c键为修改键，e,f键人工控制键。

在该系统中列线用到的是8279的SL经过74LS138的8根列线中的3跟Y0，Y1，Y5，行线是8279的RL8根输出线。

2．2设计中用到的芯片及其功能

2.2.18251芯片的说明

8051芯片

MCS-51系列单片机芯片均为40条引脚，HMOS工艺制造的芯片用双列直插（DIP）方式封装，其引脚示意及功能分类如图1.2所示。

各引脚功能说明如下：

1. 

主电源引脚

Vcc（40脚）：

接+5V电源正端。

Vss（20脚）：

接+5V电源地端。

2.外接晶体引脚

XTAL1（19脚）：

接外部石英晶体的一端。

在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。

当采用外部时钟时，对于HMOS

单片机，该引脚接地；

对于CHMOS单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。

XTAL2（18脚）：

接外部石英晶体的另一端。

在单片机内部，它是片内振荡器的反相放大器的输出端。

当采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端；

对于CHMOS单片机，该引脚悬空不接。

2. 

输入/输出引脚

（1）P0口（39~32脚）：

P0.0~P0.7统称为P0口。

在不接片外存储器与不扩展I/O口时，可作为准双向输入/输出口。

在接有片外存储器或扩展I/O口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。

（2）P1口（1~8脚）：

P1.0~P1.7统称为P1口，可作为准双向I/O口使用。

对于52子系列，P1.0与P1.1还有第二功能：

P1.0可用作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2，P1.1可用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。

（3）P2口（21~28脚）：

P2.0~P2.7统称为P2口，一般可作为准双向I/O口使用；

在接有片外存储器或扩展I/O口且寻址范围超过256字节时，P2口用作高8位地址总线。

表2.1 

P3口第二功能

引 

脚 

第二功能

P3.0 

RXD 

串行口输入

P3.1 

TXD 

串行口输出端

P3.2 

INT0 

外部中断0请求输入端，低电平有效

P3.3 

INT1外部中断1请求输入端，低电平有效

P3.4 

T0 

定时器/计数器0计数脉冲输入端

P3.5 

T1 

定时器/计数器1计数脉冲输入端

P3.6 

WR 

外部数据存储器写选通信号输入端，低电平有效

P3.7 

RD 

外部数据存储器读选通信号输入端，低电平有效

（4）P3口（10~17脚）：

P3.0~P3.7统称为P3口。

除作为准双向I/O口使用外，还可以将每一位用于第二功能，而且P3口的每一条引脚均可以独立定义为第一功能的输入输出或第三功能。

P3口的第二功能如表2.1所示。

4.控制线

（1）ALE/PROG（30脚）：

地址锁存有效信号输入端。

ALE在每个机器周期内输出两个脉冲。

在访问片外程序存储器期间，下降沿用于控制锁存P0输出的低8位地址；

在不访问片外程序存储器期间，可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的。

但要注意，在访问片外数据存储器期间，ALE脉冲会跳空一个，此时作为时钟输出就不妥了。

对于片内含有EPROM的机型，在编程期间，该引脚用作编程脉冲PROG的输入端。

（2）PSEN（29脚）：

片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。

当从外部程序存储器读取指令或常数期间，每个机器周期该信号两次有效，以通过数据总线P0口读回指令或常数。

在访问片外数据存储器期间，PSEN信号将不再出现。

（3）RST/VPD引脚（9脚）：

RST即为RESET，VPD为备用电源。

该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。

当单片机振荡器工作时，该引脚上出现持续两个机器周期的高电平，就可实现复位操作，使单片机回复到初始状态。

上电时，考虑到振荡器有一定的起振时间，该引脚上高电平必须持续10ms以上才能保证有效复位。

当Vcc发生故障，降低到低电平规定值或掉电时，该引脚可接上备用电源VPD（+5V）为内部RAM供电,以保证RAM中的数据不丢失。

（4）EA/Vpp（31脚）：

EA为片外程序存储器选用端。

该引脚有效（低电平）时，只选用片外程序存储器，否则单片机上电或复位后选用片内程序存储器。

对于片内含有EPROM的机型，在编程期间，此引脚用作21V编程电源Vpp的输入端。

综上所述，MCS-51系列单片机的引脚可归纳为以下两点：

（1） 

单片机功能多，引脚数少，因而许多引脚都有第二功能。

（2） 

单片机对外呈现3总线形式，由P2、P0口组成16位地址总线；

由P0

口分时复用为数据总线；

由ALE、PSEN、RST、EA与P3口中的INT0、INT1、T0、T1、WR、RD共10个引脚组成控制总线，如图2.1（b）所示。

由于是16位地址线，因此，可使片外存储器的寻址范围达到64KB。

2.2.28279芯片的说明

该芯片为一种专用的键盘显示器接口芯片，能对显示器进行自动扫描，能自动识别键盘的键号，大大减轻了ＣＰＵ的负担。

在这个系统中它主要的作用是形成键盘，显示器。

提供人工控制的物理系统。

8279的组成：

数据缓冲器，Ｉ/Ｏ控制逻辑，控制和定时寄存器及定时与控制电路，扫描计数器，回复

缓冲器，键盘去抖动及控制电路，ＦＩＦＯ/传感器ＲＡＭ及其状态寄存器，显示ＲＡＭ及显示地址寄存器等组成。

8279的结构及引脚功能：

8279的内部结构由数据缓冲器,I/O控制逻辑,控制和定时器及定时控制电路,扫描计数器,回复缓冲器,键盘去抖动及控制电路,FIFO/传感器RAM及其状态寄存器,显示RAM及显示地址寄存器等部分组成.

（1）数据缓冲器及I/O控制逻辑数据缓冲器是一个双向缓冲器,它连接内部总线和外部总线,用于传送CPU和8279之间的命令,数据和状态.I/O控制逻辑完成对芯片的读写控制,芯片选择以及端口选择.

（2）控制和定时器及定时用来寄存操作命令字.

（3）扫描计数器扫描计数器有两种工作方式.一种为外部译码方式.计数器以二进制方式计数,4位计数状态从扫描线SL0-SL3输出,经外部译码器译码后,形成16位扫描信号;

另一种为内部译码方式.该方式下,扫描