AT89S51單片機(jī)對(duì)十字路口交通信號(hào)燈的控制設(shè)計(jì)

一、技術(shù)要求

某十字路口，如下圖所示，設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈信號(hào)控制器，指揮交通車的通行。要求如下：

1）東西通道和南北通道交替通行，東西通道每次放行時(shí)間大于南北通道每次放行時(shí)間。

2）綠燈亮表示可以通行，紅燈亮表示禁止通行。

3）每次綠燈變紅燈時(shí)，綠燈先閃轉(zhuǎn)變黃燈（此時(shí)另一干道上的紅燈不變）。

4）要有數(shù)字顯示，作為時(shí)間提示，以便人們更直觀地把握時(shí)間。具體要求東西通道、南北通道通行時(shí)間及黃燈亮的時(shí)間均以秒為單位作減計(jì)數(shù)。

二、硬件電路說(shuō)明

2.1電路設(shè)計(jì)原理圖??

本設(shè)計(jì)是以89S51為主控芯片 ，利用P1口控制74LS240（八反相緩沖器，線驅(qū)動(dòng)器）驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管模擬交通燈。倒計(jì)時(shí)顯示部分采用串口實(shí)現(xiàn)。串口工作在方式0時(shí)通過(guò)外接移位寄存器74LLS164實(shí)現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換。需要顯示的數(shù)據(jù)經(jīng)RXD端輸出 經(jīng)過(guò)74LS164串并轉(zhuǎn)換輸出到共陽(yáng)極的LED數(shù)碼管顯示，利用T0定時(shí)器進(jìn)行1S定時(shí)。

2.2? 89S51 單片機(jī)介紹

MCS-51單片機(jī)典型產(chǎn)品有 8031（內(nèi)部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器，實(shí)際使用方面已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）、8051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，實(shí)際使用方面已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）和8751等通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在， MCS-51內(nèi)核系列兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品（比如目前流行的89S51、89C51等），各高校及專業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與MCS-51單片機(jī)作為代表進(jìn)行理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。

有些文獻(xiàn)甚至也將8051泛指MCS-51系列單片機(jī)，8051是早期的最典型的代表作，由于MCS-51單片機(jī)影響極深遠(yuǎn)，許多公司都推出了兼容系列單片機(jī)，就是說(shuō)MCS-51內(nèi)核實(shí)際上已經(jīng)成為一個(gè)8位單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。

其他的公司的51單片機(jī)產(chǎn)品都是和MCS-51內(nèi)核兼容的產(chǎn)品而以。同樣的一段程序，在各個(gè)單片機(jī)廠家的硬件上運(yùn)行的結(jié)果都是一樣的，如ATMEL的89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、89S51， PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（華邦）等，我們常說(shuō)的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51單片機(jī)，同時(shí)是在原基礎(chǔ)上增強(qiáng)了許多特性，如時(shí)鐘，更優(yōu)秀的是由Flash（程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容至少可以改寫(xiě)1000次）存儲(chǔ)器取帶了原來(lái)的ROM（一次性寫(xiě)入），AT89C51的性能相對(duì)于8051已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。

不過(guò)在市場(chǎng)化方面，89C51受到了PIC單片機(jī)陣營(yíng)的挑戰(zhàn)，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP（在線更新程序）功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續(xù)MCS-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的，現(xiàn)在，89S51目前已經(jīng)成為了實(shí)際應(yīng)用市場(chǎng)上新的寵兒，作為市場(chǎng)占有率第一的Atmel目前公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用AT89S51代替。89S51在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，89S51采用0.35新工藝，成本降低,而且將功能提升,增加了競(jìng)爭(zhēng)力。89SXX可以像下兼容89CXX等51系列芯片。同時(shí)，Atmel不再接受89CXX的定單，大家在市場(chǎng)上見(jiàn)到的89C51實(shí)際都是Atmel前期生產(chǎn)的巨量庫(kù)存而以。如果市場(chǎng)需要，Atmel當(dāng)然也可以再恢復(fù)生產(chǎn)AT89C51。

89S51相對(duì)于89C51增加的新功能包括：

-- 新增加很多功能，性能有了較大提升，價(jià)格基本不變，甚至比89C51更低！

-- ISP在線編程功能，這個(gè)功能的優(yōu)勢(shì)在于改寫(xiě)單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一個(gè)強(qiáng)大易用的功能。

-- 最高工作頻率為33MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率是24M，就是說(shuō)S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計(jì)算速度。

-- 具有雙工UART串行通道。

-- 內(nèi)部集成看門狗計(jì)時(shí)器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計(jì)時(shí)器單元電路。

-- 雙數(shù)據(jù)指示器。

-- 電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)。

-- 全新的加密算法，這使得對(duì)于89S51的解密變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯。

-- 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說(shuō)所有教科書(shū)、網(wǎng)絡(luò)教程上的程序（不論教科書(shū)上采用的單片機(jī)是8051還是89C51還是MCS-51等等），在89S51上一樣可以照常運(yùn)行，這就是所謂的向下兼容。

比較結(jié)果：就如同INTEL的P3向P4升級(jí)一樣，雖然都可以跑Windows98，不過(guò)速度是不同的。從AT89C51升級(jí)到AT89S51 ,也是同理。和S51比起來(lái)，C51就要遜色一些，實(shí)際應(yīng)用市場(chǎng)方面技術(shù)的進(jìn)步是永遠(yuǎn)向前的。

2.3關(guān)于74LS240

由于單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力太弱? 所以給加了 驅(qū)動(dòng)電路? 有因?yàn)榘l(fā)光二極管驅(qū)動(dòng) 功率不大所以我選用了八反相緩沖器/8位三態(tài)門電路74LS240

無(wú)鎖存功能

? ??

2.4介紹74LS164

本設(shè)計(jì)采用164把串行口逐位輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換進(jìn)而控制LED的顯示

2.5 單片機(jī)最小系統(tǒng)

2.6 改進(jìn)部位

本設(shè)計(jì)添加了應(yīng)急通行 用按鈕開(kāi)關(guān)控制東西南北的應(yīng)急通行信號(hào) 其中東西方向接外中斷0 南北接外中斷1。按一下按鈕該方向通行 另外方向停止 按兩下恢復(fù)原樣? 。具體看原理圖

2.7 框圖