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1、微机接口技术课程设计一、步骤：负责系统流程图及硬件连接图设计；完成（状态 1）设计:南北绿灯通车,东西红灯；完成（状态 2）设计:南北绿灯闪烁 3 次转黄灯亮,东西仍然红灯,延时 3 秒；完成（状态 3）设计:东西绿灯通车,南北红灯；完成（状态 4）设计:东西绿灯闪烁 3 次转黄灯亮,延时 3 秒南北仍然红灯。负责后期测试及结果分析。二、设计方案以及论证整个设计以 AT89C51 单片机为核心，LED 数码管显示，晶振电路，复位电路组成。硬件模块入图 2-1。图 21 硬件模块三、硬件原理图（包括芯片的选型介绍）（1）硬件原理图功 能 介 绍 ：LED 数 码 管 则 用 来 对 各 种 状
2、态 进 行 倒 计 时 的 显 示 。 设 计 中 采 用74LS164 静 态 驱 动 LED 数 码 管 ， 利 用 单 片 机 的 RXD 作 为 数 据 的 输 出 端给 164 送 数 。 利 用 164 的 移 位 进 行 多 位 的 显 示 。 利 用 延 时 程 序 控 制 每 秒时 间 ， 从 而 控 制 RXD 送 数 的 时 间 间 隔 。（2）AT89C511AT89C51 单片机简介AT89C51 是美国 ATMEL 公司推出的系列单片机，将多种功能的 8 位 CPU 与FPEROM（快闪可编程/擦除只读存储器）结合在一个芯片上，是一种低功耗、高性能的 CMOS 控制
3、器，为很多嵌入式控制应用提供了非常灵活而又价格适宜的方案，其性能价格比远高于同类芯片。它与 MCS-51 指令系统兼容，片内 FPEROM允许对程序存储器在线重复编程，也可用常规的 EPROM 编程器编程，可循环写入/擦除 1000 次。89C51 内含 4KB 的 FPEROM，一般的 EEPROM 的字节擦除时间和写入时间基本上均为 10ms，对于任一个实时控制系统来说，这样长的时间是不可能在线修改程序的。图 2 2 89C51 内 部 结 构 图与 EEPROM 相比较，FPEROM 大大缩短了存储内容擦除和写入的时间，为在线改写程序提供了极大的方便，而且价格也比带 EPROM87C 系
4、列单片机便宜，这更显示出了 89C 系列的优越性。它还有 128*8Bit 的片内 RAM；32 根 I/O 线；2个 16 位定时/计数器；5 个中断源；一个全双工的异步串行口；间歇和掉电工作模式；三级程序存储器加密；全静态工作，晶振工作范围：0Hz24MHz。2管 脚 功 能AT89C51 单片机为 40 引脚芯片如图 23 所示。I/O口线: P0、P1、P2、P3共四个八位P0口是三态双向口, 通称数据总线口, 因为只有该口能直接用于对外部存储器的读 写操作。P0口也用以输出外部存储器的低8位地址。由于是分时输出, 故应在外部加锁存器将此地址数据锁存, 地址锁存信号用ALE。P1口是专
5、门供用户使用的I/O口, 是准双向口。P2口是从系统扩展时作高8位地址线用。不扩展外部存储器时, P口也可P2口也是准双向口。P3口是双功能口, 该口的每一位均可独立地定义为第一I/O 功能或第二I/O功能。作为第一功能使用时操作同P1口。P3口的第二功能如表21。图 2-3 89C51 引脚图 控 制 口 线 : PSEN (片 外 取 控 制 )、 AL E( 地 址 锁 存 控 制 )、 EA (片 外 储 器 选 择 )、 RE2SET (复 位 控 制 ) ; 电 源 及 时 钟 : CCC、 VSS; XTAL 1, XTAL 2表 2-1 引脚功能表（3）74LS16474LS1
6、64 引脚定义如图 2-5 所示，其真值表如表 2-2 所示，其功能是将外部输入的串行数据转化为 8 位的并行数据输出具有锁寸功能。A、B 端为串行数据输入端，QA QH 为数据输出端，CLK 为外部时钟输入端，CLR 为清零端。 图 2-5 74LS164 引脚图表 2-2 74LS164 真值表输入 输出CLEAR CLOCK A B QA QB QHL X X X L L LH L X X QA0 QB0 QH0H H H H QAn QGnH L X L QAn QGnH X L L QAn QGn（3）LED 数码管显示电路在单片机应用系统中，数码管显示常用两种方法：静态显示和动态扫
7、描显示。所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的 I/O 接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中 CPU 的开销小，可以提供单独锁存的 I/O 接口电路很多。所以本设计采用串并转换电路 74LS164 的静态显示电路。其电路图如图 3-4 所示。 图 3-4 数码管显示静态驱动电路四、程序流程图（包括各个子系统和子过程的程序流程）设置定时，显示初始化南北绿灯亮，东西红灯亮，延时南北黄灯闪烁，东西红灯亮，延时南北红灯亮，东西绿灯亮，延时南北红灯亮，东西黄灯闪烁，延时
8、开 始主程序框图五、程序清单，要有适当的注释SECOND1 EQU 30H ；东西路口计时寄存器SECOND2 EQU 31H ；南北路口计时寄存器DBUF EQU 40H ；显示码缓冲区 1TEMP EQU 44H ；显示码缓冲区 2LED_G1 BIT P2.1 ；东西路口绿灯LED_Y1 BIT P2.2 ；东西路口黄灯LED_R1 BIT P2.3 ；东西路口红灯LED_G2 BIT P2.4 ；南北路口绿灯LED_Y2 BIT P2.5 ；南北路口黄灯LED_R2 BIT P2.6 ；南北路口红灯ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART: MOV TMOD,
9、#01H ；置 T0 为工作方式 1MOV TH0,#3CH ；置 T0 定时初值 50msMOV TL0,#0B0HCLR TF0SETB TR0 ；启动 T0CLR AMOV P1,A ；关闭不相关的 LEDLOOP: MOV R2,#20 ；置 1S 计数初值，50ms*20=1sMOV R3,#20 ；红灯亮 20SMOV SECOND1,#25 ；东西路口计时显示初值 25sMOV SECOND2,#25 ；南北路口计时显示初值 25sLCALL DISPLAY LCALL STATE1 ；调用状态 1WAIT1: JNB TF0,WAIT1 ；查询 50ms 到否CLR TF0 M
10、OV TH0,#3CH ；回复 T0 定时初值 50msMOV TL0,#0B0HDJNZ R2,WAIT1 ；判断 1S 到否 未到继续状态 1MOV R2,#20 ；置 50MS 计数初值DEC SECOND1 ；东西路口显示时间减 1sDEC SECOND2 ；南北路口显示时间减 1sLCALL DISPLAYDJNZ R3,WAIT1 ；状态 1 维持 20sMOV R2,#5 ；置 50MS 计时初值 5*4=20MOV R3,#3 ；路灯闪 3sMOV R4,#4 ；闪烁间隔 200msMOV SECOND1,#5 ；东西路口计时显示初值 5sMOV SECOND2,#5 ；南北路
11、口计时显示初值 5sLCALL DISPLAY ；WAIT2: LCALL STATE2 ；调用状态 2JNB TF0,WAIT2 ；查询 50ms 到否CLR TF0 ；MOV TH0,#3CH ；恢复 T0 定时初值 50msMOV TL0,#0B0HDJNZ R4,WAIT2 ；判断 200MS 到否 未到继续状态 2CPL LED_G1 ；东西绿灯闪MOV R4,#4 ；闪烁间隔 200MSDJNZ R2,WAIT2 ；判 1S 到否 未到继续状态 2MOV R2,#5 ；置 50MS 计数初值DEC SECOND1 ；东西路口显示时间减 1SDEC SECOND2 ；南北路口显示时间
12、减 1SLCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT2 ；状态 2 维持 3SMOV R2,#20 ；置 50MS 计数初值MOV R3,#2 ；黄灯闪 2SMOV SECOND1,#2 ；东西路口计时显示初值 2SMOV SECOND2,#2 ；南北路口计时显示初值 2S LCALL DISPLAYWAIT3: LCALL STATE3 ；调用状态 3JNB TF0,WAIT3 ；查询 100MS 到否CLR TF0MOV TH0,#3CH ；恢复 T0 定时初值 100MSMOV TL0,#0B0H DJNZ R2,WAIT3 ；判断 1S 到否 未到继续状态 3MOV R2,#2
13、0 ；置 100MS 计数初值DEC SECOND1 ；东西路口显示时间减 1SDEC SECOND2 ；南北路口显示时间减 1SLCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT3 ；状态 3 维持 2SMOV R2,#20 ；置 50MS 计数初值MOV R3,#20 ；红灯闪 20SMOV SECOND1,#25 ；东西路口计时显示初值 25SMOV SECOND2,#25 ；南北路口计时显示初值 25SLCALL DISPLAYWAIT4: LCALL STATE4 ；调用状态 4JNB TF0,WAIT4 ；查询 100ms 到否CLR TF0 MOV TH0,#3CH ；恢复 T
14、0 定时初值 100msMOV TL0,#0B0HDJNZ R2,WAIT4 ；判断 1S 是否 未到继续状态 4MOV R2,#20 ；置 100MS 计数初值DEC SECOND1 ；东西路口显示时间减 1SDEC SECOND2 ；南北路口显示时间减 1SLCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT4 ；状态 4 维持 20SMOV R2,#5 ；置 50MS 计数初值 MOV R4,#4 ；红灯闪 20SMOV R3,#3 ；绿灯闪 3SMOV SECOND1,#5 ；东西路口计时显示初值 5SMOV SECOND2,#5 ；南北路口计时显示初值 5SLCALL DISPLAYWAIT5: LCALL STATE5 ；调用状态 5JNB TF0,WAIT5 ；查询
