Đồ Án Thiết kế mạch đèn giao thông sử dụng 8051 kèm code mô phỏng layout

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây trên thế giới cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp chế tạo linh kiện bán dẫn và vi mạch tổng hợp, một hướng phát triển mới của các vi xử lý đã hình thành đó là các vi điều khiển. Với nhiều ưu điểm, vi điều khiển đã được sử dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Bằng cách áp dụng vi đều khiển trong quá trình sản xuất và xử lý, vi điều khiển đã thực sự thể hiện được ưu thế của mình so với các thiết bị điều khiển thông thường.
Vì những lý do trên, trong nhiều trường Đại Học, Cao Đẳng, vi xử lý thực sự trở thành một môn học hết sức quan trọng, vi xử lý 8051 gần như là một môn học sử dụng để trang bị cho chúng ta những kiến thức cơ bản về vi xử lý, từ đó mở rộng ra các loại vi xử lý khác có cấu trúc phức tạp hơn như AVR, PIC,
Qua đồ án này, đã giúp chúng em có được hình dung thực tế vi xử lý được áp dụng như thế nào trong cuộc sống hiện đại, cụ thể chính là hệ thống đèn giao thông dùng vi điều khiển AT89C51. Đồ án gồm 4 chương:
Chương I: Tổng quan về đèn giao thông, giới thiệu khái quát đề tài, các thành phần chính của hệ thống đèn giao thông, nguyên lý hoạt đông, ngôn ngữ sử dụng và phần mềm mô phỏng.
Chương II: Khảo sát vi đều khiển AT89C51.
Chương III: Thiết kế phần cứng.
Chương IV: Thiết kế phần mềm.
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy Trần Trung Tín trong suốt thời gian chúng em thực hiện đồ án này.
Đà nẵng, tháng 12 năm 2012
Nhóm sinh viên thực hiện
Nguyễn Phước Thiện
Giản Thị Trà My



MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐÈN GIAO THÔNG 3
1.1 Giới thiệu đề tài 5
1.1.1 Các chế độ hoạt động trong ngày của hệ thống đèn giao thông 5
1.1.2 Các linh kiện sử dụng 5
1.2 Các thành phần chính của đèn giao thông dùng vi điều khiển AT89C51 6
1.3 Nguyên lý hoạt động 6
1.4 Ngôn ngữ sử dụng và phần mềm mô phỏng 6
1.4.1 Ngôn ngữ 6
1.4.2 Phần mềm mô phỏng 6
CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51 7
2.1 Tổng quát 7
2.2 Các chân 8
2.2.1 Vcc 8
2.2.2 GND 8
2.2.3 Các Port 9
2.2.4 PSEN 9
2.2.5 ALE/PROG 10
2.2.6 EA/Vpp 10
2.2.7 RESET (RST) 10
2.2.8 XTAL1 & XTAL2 10
2.3 Tổ chức bộ nhớ 10
2.3.1 Vùng RAM đa mục đích 11
2.3.2 Vùng RAM định địa chỉ bit 11
2.3.3 Các dãy thanh ghi 11
2.4 Bộ nhớ ngoài 11
2.4.1 Truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài 12
2.4.2 Truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài 12
2.4.3 Giải mã địa chỉ 12
2.5 Giao tiếp ngoại vi 12
2.5.1 LED 7 đoạn (7 Segment LED) 12
2.5.2 Giao tiếp bàn phím HEX 13
2.5.3 Giao tiếp ADC (Analog to Digital Converter) 13
2.5.4 Giao tiếp DAC (Digital to Analog Converter) 13
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 14
3.1 Mạch dao động và mạch Reset 14
3.1.1 Mạch dao động 14
3.1.2 Mạch Reset 15
3.2 Mạch hiển thị đếm ngược LED 7 đoạn 15
3.3 Mạch hiển thị LED đơn 16
3.4 Mạch nút ấn 17
3.5 Sơ đồ mạch nguyên lý 18
3.6 Sơ đồ mạch in 18
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 19
4.1 Sơ đồ giải thuật 19
4.1.1 Chương chình chính 19
4.1.2 Chế độ thấp điểm 20
4.1.3 Chế độ cao điểm 21
4.1.4 Chế độ nghỉ 22
4.2 Chương trình C viết cho mạch điều khiển hệ thống đèn giao thông 22

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Danh mục
Trang
Hình 2.1 Hình dạng AT89C51
Hình 2.2 Sơ đồ chân của AT89C51
Hình 2.3 Bộ nhớ dữ liệu trên chip 89C51
Hình 3.1 Mạch dao động và mạch Reset
Hình 3.2 Hình dạng thạch anh
Hình 3.3 Hình dạng điện trở thanh
Hình 3.4 Sơ đồ mạch hiển thị đếm ngược
Hình 3.5 Mạch hiển thị led đơn
Hình 3.6 Mạch nút ấn
Hình 3.7 Sơ đồ mạch nguyên lý
Hình 3.8 Sơ đồ mạch in
Hình 4.1 Sơ đồ giải thuật chương trình chính
Hình 4.2 Sơ đồ giải thuật chế độ thấp điểm
Hình 4.3 Sơ đồ giải thuật chế độ cao điểm
Hình 4.4 Sơ đồ giải thuật chế độ nghỉ