图2.2 方案设计框图
3.交通灯系统的硬件设计
3.1 单片机概述
单片机是一个在芯片上的微型计算机,可以说是一个完善的微型计算机系统,应用系统由软件和硬件组成,部件包括cpu,存储器,基本输入输出口,接口电路定时计数器和中断系统,单片机和适当的设备相连后便能组成一个单片机控制系统。C51单片机性价比高,简易上手,本设计采用的单片机为AT89C51。
3.1.1系统硬件原理图文献综述
系统以单片机AT89C51为控制器件,XTAL1,XTAL2引脚接时钟电路,复位电路,LED数码管显示倒计时电路和LED发光二极管模拟红黄绿交通灯电路等模块来实现交通灯控制系统。硬件原理图(见3. 1)。
系统所需的器件有:
2位共阴数码管4个:各个路口红黄绿灯的倒计时数字显示。
4个LED-GREEN:用于模拟十字路口绿灯。(10mA额定电流,2.0V额定电压)
4个LED-YELLOW:用于模拟十字路口黄灯。
4个LED-RED:用于模拟十字路口红灯。
1个9欧姆电阻:MAX7219的串联电阻。
(振荡电路):2个30pf电容,1个12MHZ晶振。
(复位电路:电容放电周期大于两倍时钟周期):1个10uf电容,1个k欧姆电阻,1个按键开关,1个10K欧姆电阻
电阻若干:12个200欧姆电阻。
硬件原理图
3.1.2芯片选择与介绍
AT89C51:单片机的一种,使用方便,可以外接震荡时钟电路,可接复位电路.本系统引脚功能[3,4]如图3.2。
端口 功能
P0.0-P0.2、P1.0-P1.2 控制LED发光二极管显示
P3.0-P3.2 地址,数据给驱动
XTAL1-XTAL2 时钟电路输入输出端
RST、EA 复位
图3.2 单片机功能源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/
MAX7219:是一个串行输入/输出共阴极驱动器。本系统引脚功能如图3.3。
图3.3 MAX7219功能
3.2时钟电路模块
时钟电路就是系统在运行的过程中需要一个维护秩序的时间基准,为AT89C51提供工作时所需要的时钟信号。根据连接的方式不一样,时钟电路也会不同。时钟电路分为两种,一种是内部时钟电路,另一种是外部时钟电路,如图3.3,外部时钟电路的缺点就是会使得整个电路变得复杂,所以系统采用的是内部时钟电路,内部时钟电路通过单片机的XTAL1和XTAL2两个引脚连接两个电容和一个晶体振荡器,来构成系统所需要的时间基准:时钟电路,为系统维护秩序。系统的内部时钟电路是由1个12MHZ的晶体振荡器和2个30pF的电容组成。时钟电路用于产生系统运行时所需要的时钟信号,时序研究的是程序执行中各信号之间的相互关系。单片机是一个复杂的同步时序电路,所以为了能够实现同步工作方式,系统应该在唯一的时钟信号下工作[5,6]。