图2-1 系统主机总体框图
图2-2 系统从机结构框图
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2.2 AT89C51单片机简介
MCS-51系列单片机是目前国内应用最广泛的单片机之一。随着基于MCS-51系列单片机的嵌入式实时操作系统的出现与推广，在很长一段时间内，MCS-51系列单片机仍将占据嵌入式系统产品中的中、低端产品市场。本文将介绍一种以MCS-51系列单片机为主控制器，以超声波传感器检测车流量的新型交通信号灯模拟控制系统。随着计算机技术与微电子技术的发展，智能仪表的功能逐步完善，工作的可靠性也进一步提高，而单片机却是随着功能的不断增强，价格逐渐降低。在本系统设计中，使用美国ATMEL公司生产的8位单片机——AT89S51作为控制器件。AT89C51是一种带4K字节可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS结构的8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS一51指令集和输出管脚相兼容，并且将多功能8位CPU和FLASH存储器组合在单个芯片中，因而，AT89C51是一种高效的微控制器，为很多智能仪器和嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。下面简单介绍一下该单片机的一些特性。
8位单片机AT89C51的主要特性是： ●与MCS-51指令兼容
●4K字节在系统可编程(ISP)Flash闪烁存储器 ●寿命：1000写／擦循环 ●4.0-5.5V的工作电压范围 ●全静态工作模式：0Hz-33Hz ●三级持续加密锁 ●128×8字节内部RAM ●三级程序存储器锁定 ●32位可编程FO线
●两个16位定时器／计数器 ●5个中断源
●全双工串行UART通道 ●低功耗的闲置和掉电模式 ●中断可从空闲模式唤醒系统 ●看门狗(WDT)及双数据指针
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●片内振荡器和时钟电路 ●掉电标志和快速编程特性
●灵活的在系统编程(ISP-字节或页写模式)
图2-3 AT89C51结构图
单片机AT89C51各引脚定义如图2-4所示，引脚定义见表2-1。
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图2-4 引脚定义图
表2-1 AT89C51引脚定义表 引脚序列 1-8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21-28 29 30 31 32-39
引脚号 P1.0~P1.7 RST RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INTl/P3.3 T0/P3.4 Tl/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1 GND P2.0-P2.7 PSEN ALE/PROG EA/Vpp P0.0-P0.7 功能 8位准双向I/O口 复位输入口 串行接收口、P3.0 I/O口 串行输出口、P3.1 I/O口 外部中断0输入口、P3.2 I/O口 外部中断1输入口、P3.3 I/O口 定时计数器O输入口、P3.4 I/O口 定时计数器1输入口、P3.5 I/ O口 外部数据存储器写选通、P3.6 I/O口 外部数据存储器读选通、P3.7 I/O口 时钟振荡器的输入腧出端2 时钟振荡器的输入腧出端1 信号地 8位双向I/O口、可作存储器的高8位地址 程序存储允许输出信号端 片外存储器地址锁存信号 外部取指使能信号 数据/低8位地址复用端口 6
续表2-1 40 VCC 电源 2.3 LED显示器
在小型控制装置和数字化仪器仪表中，往往只要几个简单的数字显示或字状态便可满足现场的需求，而LED显示数码管因其成本低廉、配置灵活、与计算机接口方便等特点，在小型微机控制系统中得到极为广泛的应用。 2.3.1 LED数码管显示器的结构原理
发光二极管LED利用PN结把电能转换光能的固体发光器件，根据制造材料的不同，可以发出红、黄、绿、白等不同色彩的可见光束。LED的伏安特性类似于普通二极管，正向压降为2V左右，工作电流一般在10mA~20mA之间较为合适一个8段LED显示器的结构如图2-5所示。它是由8个发光二极管造成，各段依次记为a、b、c、d、e、f、g、dp，其中dp表示小数点（不带小数点的称为7段LED）。8段LED有共阴极和共阳极两种结构，分别如图2-6、图2-7所示。
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图2-5 8段数码管结构图
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dp