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案例一 交通控制系统

案例一 交通控制系统. §1-1 单片机概述 §1-2 AT89S51 §1-3 单片机最小系统 §1-4 交通控制系统. 内容提要 :. §1-1 单片机概述. 一、什么是单片机 单片机就是单片微型计算机 (Single-Chip Microcomputer) 。 微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成 :. 输入设备. 运算器. 输出设备. 控制器. 存储器. 这种计算机系统通常由多块印刷电路板制成：. 显卡. 声卡. 网卡. 存储器接口. 主板. 输入输出接口. 内存条. CPU. 多板机. 单板机. 印

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Presentation Transcript

  1. 案例一 交通控制系统 §1-1 单片机概述 §1-2 AT89S51 §1-3 单片机最小系统 §1-4 交通控制系统 内容提要:

  2. §1-1 单片机概述 一、什么是单片机 单片机就是单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer)。 微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成: 输入设备 运算器 输出设备 控制器 存储器

  3. 这种计算机系统通常由多块印刷电路板制成： 显卡 声卡 网卡 存储器接口 主板 输入输出接口 内存条 CPU 多板机

  4. 单板机 印 刷 电 路 板 存储器接口 输入输出接口 内存条 输入输出接口 芯片 存储器芯片 CPU芯片 CPU 定时计数器 芯片 A/D、D/A 芯片

  5. 单片机 单 硅 晶 片 存储器 CPU I / O口 时钟电路 控制电路 定时器

  6. 单片微型计算机简称单片机。由于它的结构及功能均按工业控制要求设计，所以又称单片微控制器（single chip Microcontroller）。 • 它是将组成微型计算机机所必须的部件（中央处理器CPU、程序存贮器（ROM)、数据存贮器（RAM)、输入/输出（I/O)接口、定时/计数器、串行口、系统总线等）集成在一个超大规模集成电路芯片上。 • 只要外加少许电子零件便可以构成一套简易的计算机控制系统，故又称单片微型计算机（single chip Microcomputer）

  7. 单片机是应工业测控的需要而诞生的,它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的,故又称单片微控制器(Single Chip Microcontroller)。 单片机特点： （1）体积小，重量轻； （2）可靠性高，运行速度快，抗干扰能力强； （3）控制功能强，使用灵活，性价比高； （4）易扩展，易于开发； （5）受集成度限制，片内存储器容量较小，一般 内ROM在8KB以下，内RAM在256B以内。

  8. 单片机的应用领域 1、智能仪器仪表上 交直流电压电流表 数字式测角仪 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。 位移传感器

  9. 单片机的应用领域 2、工业控制 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 数控线切割机床 数控车床

  10. 单片机的应用领域 3、家用电器 可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。 1. 智能冰箱 2．智能饭煲 3．智能食品配料机

  11. 单片机的应用领域 4、计算机网络和通信领域 • 手机 • 电话机 • 程控交换机 • 楼宇自动通信呼叫系统 • 列车无线通信 • 日常工作中随处可见的移动电话 • 集群移动通信， • 无线电对讲机等。 现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制。

  12. 单片机的应用领域 5、医用设备 • 医用呼吸机 • 各种分析仪 • 监护仪 • 超声诊断设备 • 病床呼叫系统等等 医用呼吸机 电池分析仪 麻醉信息管理系统

  13. 单片机的使用环境及产品等级　　单片机用途广，使用环境差别大，如何保证单片机控制系统或装置的可靠性是设计者和使用者最为关注的问题。作为电子产品而言，其可靠性主要取决于半导体芯片的产品等级，根据运行温度范围，产品等级大致划分为3级，下面分别予以介绍。单片机的使用环境及产品等级　　单片机用途广，使用环境差别大，如何保证单片机控制系统或装置的可靠性是设计者和使用者最为关注的问题。作为电子产品而言，其可靠性主要取决于半导体芯片的产品等级，根据运行温度范围，产品等级大致划分为3级，下面分别予以介绍。

  14. 1. 军用级　　运行温度范围为 -50℃～+125℃，适用于军用品要求苛刻的应用环境，芯片的价格比较昂贵。例如Intel公司的MCS-51系列单片机MD80C51FB。型号以MD表示开头的，M代表军品，D代表直插封装。

  15. 2. 商业级运行温度范围为0℃～＋70℃，主要限于机房、办公及住宅环境，适用于民用产品，例如家电、玩具等。商业级产品价格低廉，品种齐全，应用最为广泛。3. 工业级　　早期的单片机产品大多为工业级，运行温度范围为 －45℃～＋85℃，介于商业级和军用级之间，适宜在工业生产环境下使用。其特点是可靠性远高于商业级，但价格远低于军用级。MCS-51系列单片机的普通产品均属于工业级。

  16. 存储器 接口部件 定时计数器 CPU AB DB CB 键盘 显示器 数码管 打印机 二、单片机系统的组成

  17. 运算器 CPU 寄存器组 单片机芯片 控制器 内存 中断控制逻辑 硬件部分 并行I / O口 通用接口 串行UART 8253 定时/计数器 8251 外围器件 8255A、8155 指令系统 2764、6264 软件部分 ADC0809、DAC0832 应用程序 单片机系统

  18. 表3-3 简易十字路口交通信号灯的变化规律 1.4 实训三 简易十字路口交通信号灯控制 简易十字路口交通信号灯控制仅考虑以下简单情况：若东西方向为放行线，则南北方向为禁止线；反之亦然。交通信号灯的变化是固定的，变化规律见表3-3。

  19. 图3.23 系统硬件电路 1. 硬件电路设计

  20. 表3-4 不同运行状态时的控制码 2. 软件设计 根据图3.23，当Pl口有关引脚输出高电平1时，则点亮相应的“信号灯”；当Pl口有关引脚输出低电平0时，则熄灭相应的“信号灯”。为了实现交通运行状态的控制要求，Pl口输出的控制码有4种，见表3-4。

  21. 图3.24 主程序流程图 根据交通灯的运行状态，主程序流程图如图3.24所示。

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