單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---十字路口的交通燈控制電路

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1、 《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)》報(bào)告 ——交通燈設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 2013年5月 1 .課程設(shè)計(jì)目的 1.1 鞏固和加深對(duì)單片機(jī)原理和接口技術(shù)知識(shí)的理解； 1. 2培養(yǎng)根據(jù)課題需要選學(xué)參考書籍、查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料的能力； 1.3 學(xué)會(huì)方案論證的比較方法，拓寬知識(shí)，初步掌握工程設(shè)計(jì)的基本方法； 1.4 掌握常用儀器、儀表的正確使用方法，學(xué)會(huì)軟、硬件的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法； 1.5 能按課程設(shè)計(jì)的要求編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能 用計(jì)算機(jī)繪制電路圖和流

2、程圖。 2 .課程設(shè)計(jì)要求 1）設(shè)計(jì)一個(gè)十字路I1交通燈控制器。用單片機(jī)控制LED燈模擬指示。模擬東西方向 的十字路口交通信號(hào)控制情況。東西向通行時(shí)間為80s,南北向通行時(shí)間為60s,緩沖時(shí) 間為3so 2）黃燈亮?xí)r，要求每秒閃亮一次。 3）東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用顯示器進(jìn) 行顯示（采用計(jì)時(shí)的方法）。 4）當(dāng)有突發(fā)事情發(fā)生時(shí)（如有救護(hù)車通過時(shí)），可通過按鍵將各個(gè)路口設(shè)置成紅燈，只讓救 護(hù)車通過。 3 .硬件設(shè)計(jì) 3.1 設(shè)計(jì)思想 單片機(jī)選型：AT89C52 3sz都引記J4 mm 平個(gè)鴻平汩冶冶冶 陪ZCd ^02 部

3、 貪& ua DSC os 3d zsf awrzd B Nluysd d ;d : ;dd」：：Mddddld AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）,器件采用ATMEL公司的高密度、 非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ) 單元，AT89c52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。AT89c52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字 節(jié)Flash, 256字節(jié)RAM, 32位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針

4、，三個(gè)16位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路，8位 微控制器8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash ROMo PO □： P0 口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O I Io作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL 邏 輯電平。對(duì)P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口被分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總 線更用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在Flash編程時(shí)，PO II接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)， 要求外接上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O I I, P1

5、輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為 輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì) 輸出一個(gè)電流（IIL）。 此外，P1.0和PL 2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（PL0/T2）和時(shí)器/計(jì) 數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）,具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接 收低8位地址字節(jié)。 P1端口引腳號(hào)第二功能： P1.0 T2 （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 Pl. 1 T2EX （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） P2 口： P2是一

6、個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O D, P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) （吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口 P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把 端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引 腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令） 時(shí)，P2 口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX@RI 指令）時(shí)，P2 口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。 Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8

7、位雙向I/O PL P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū) 動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉 電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3 門將用上拉電阻輸出電流（IIL）。 P3 口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能。 P3「I亦作為AT89s52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口也接收一些控制信號(hào)。 P3端口引腳第二功能: P3. 0 RXD （串行輸入口） P3. 1 TXD （串行輸出口） P3. 2 I

8、NTO （外中斷 0） P3. 3 INT1（外中斷 1） P3.4 T0 （定時(shí)/計(jì)數(shù)器0） P3.5 T1 （定時(shí)/計(jì)數(shù)器1） P3.6 WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P3.7 RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST一一復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單 片機(jī)兔位。 ALE/PROG一一當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE （地址鎖存允許）輸出脈 沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的 脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。對(duì)FL

9、ASH存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖 （PROG）。 如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止 ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和M0VC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì) 被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。 PSEN一一程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖， 在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。 EA/VPP——外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為OO

10、OOH-FFFFH）, EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，更位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖 存EA端狀態(tài)。 如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp,當(dāng)然這必須是該器件 是使用12V編程電壓Vpp。 3. 2系統(tǒng)原理圖 3. 3復(fù)位電路：上電+按鈕 1uF 3€f RST 1k 29 R2 30 1k A PSEN ALE EA P1.0 P1.1 P1.2 。圖中，上電時(shí)，接通電源，電容器

11、C相當(dāng)于瞬間短路，+5V加到了 RST/VPD端，該高電 平使8051全機(jī)復(fù)位。若運(yùn)行過程中，需要程序從頭執(zhí)行，只需按動(dòng)按鈕開關(guān)，則直接把+5V加 到了 RST八TD端，從而復(fù)位.顯然，該電路即可以上電更位，也可以手動(dòng)復(fù)位，是常用復(fù)位電 路之一。 si ?????? T8KXIPXZCC , 3.4數(shù)碼管顯示：7SEG-MPX2-CC 5 此處采用的數(shù)碼管時(shí)共陰極數(shù)碼管，G、F、E、D、C、B、A七個(gè)端口是輸入端口，對(duì)其各 位進(jìn)行賦值，置位則亮，復(fù)位則滅，用此來顯示出相應(yīng)的數(shù)字；1、2兩端II用來控制高位和低 位的選通顯示，只要對(duì)端II置位，便可以選擇該端口，并對(duì)其所代表的

12、位進(jìn)行賦值，顯示。 3. 5發(fā)光二極管顯示 每個(gè)路I I都采用了三個(gè)LED燈來顯示，分別代表了紅黃綠三種燈，來模擬路II交通燈的變 換。 3 . 6鍵盤：獨(dú)立鍵盤+中斷 采用開關(guān)來控制進(jìn)入中斷，可以在路口出現(xiàn)緊急情況時(shí)，拉動(dòng)開關(guān)，來使得紅綠燈發(fā)生相 應(yīng)的改變，己處理緊急情況下的車輛通行。 4 .軟件設(shè)計(jì) 4. 1總體流程圖 4.2緊急中斷子程序流程圖 4. 3循環(huán)流程控制思路: 5. 4源程序 #include #include #define unit unsigned mt #define u

13、char unsigned char uchar temp.aa.mi; sbit rn=P2A0; sbit nb=P2Al; sbit gn=P2A2; sbit rw=P2 八3; sbit dx=P2A4; sbit gw=P2 八 5; sbit shi=P3A6; sbit ge=P3八7; /*對(duì)要使用的單片機(jī)各個(gè)口進(jìn)行定義*/ bit flag=O; uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x7

14、1); /*將數(shù)字0123456789的16進(jìn)制數(shù)定義成數(shù)組用以顯示*/ void delay(umt z); void disp(uint n); void nb_flash(void); void dx_flash(void); void xintOQ; void tiinerO(); void LED_ONQ; void xintlQ; void LED_OFF(); void nanbei(); void dongxiO； /*將所使用的子函數(shù)定義*/ void main。 ( umt num; num=0; aa=0; TMOD=0x01; TH0=

15、(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=l; TR0=l; EX0=l; IT0=0; EX1=1; IT1=1; /*中斷初始化*/ 10 naiibeiQ; nb_flash(); dongxiQ； dx_flash(); ) ) void delay(umt z) { umt x,y; fbr(x=z;x>0;x-) for(y=U0;y>0;y-); ) /*主函數(shù)中顯示部分*/ /*延時(shí)子函數(shù)*/ void tiiiierO() interrupt 1 { TH0=(

16、65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; aa++; if(aa=18) { aa=0; flag=l； ) ) void disp(uint n) { while(lflag) { ge=0； P0=table[n%10]; delay(50); shi=l;ge=l; slii=0; PO=table[ivlO]; delay(50); shi=l;ge=l; } if(flag==l) flag=O; ) void nanbei() /*顯示子函數(shù)*/ /*南北方向的紅綠燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/

17、 { uiiit num; num=60; disp(num); wlule(num<=60&&num>0) { num"; P2=0xde; disp(num); } ) void dongxi() /*東西方向的紅綠燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/ { uiiit num; num=80; wlule(num<=80&&num>0) { P2

18、=Oxf3; disp(num); num--; } ) void nb_flash(void) /*南北方向的黃燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/ ( uint a; fbr(a=3;a>O;a") { P2=Oxdd; nb=l; delay(lOO); nb=O; disp(a); ) ) void dx_flash(void) /*東西方向的黃燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/ ( uint a; fbr(a=3;a>O;a") { P2=0xeb; dx=l; delay(100); dx=0: disp(a); ) ) void xintOQ mten

19、upt 2 /* 中斷定義*/ TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; LED.ONQ； } 產(chǎn)開關(guān)控制燈的子函數(shù)*/ void LED_ON() { uiiit b; rn=0; rw=0; gn=l; gw=l; nb=l; dx=l; fbr(b=5;b>O;b—) ( ge=O;shi=l; PO=table[b]; delay(lOOO); ge=l;shi=l; } xeturn; } 5 .調(diào)試運(yùn)A 5.1 正常運(yùn)行狀態(tài)

20、 5.2中斷運(yùn)行狀態(tài) 5.3黃燈閃爍狀態(tài) 6 .設(shè)計(jì)心得體會(huì) 課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐能力的重 要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的口新口異，單片機(jī)已 經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可

21、以說得是無處不在。因此作為二十一世 紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。 這次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)大概用了一周的時(shí)間，在這一周的時(shí)間當(dāng)中，雖然開始遇到了很多 的困難，但是由于合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)安排，分工合作，并各自查閱了相關(guān)的資料，最后在大家共 同努力下我們順利地完成了本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，同時(shí)也學(xué)到了很多東西。 回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐， 在整整一星期的口子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可 以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。例如我們?cè)谠O(shè)計(jì) 數(shù)碼管顯示的時(shí)候，剛開始的時(shí)候，

22、由于對(duì)數(shù)碼管引腳的不熟悉，我們都無法讓數(shù)字顯示，后 來發(fā)現(xiàn)時(shí)十位和個(gè)位的置位、兔位發(fā)生了問題，我們對(duì)此進(jìn)行了修改，可以正確的顯示出十位 及個(gè)位的數(shù)值，但是數(shù)字的顯示不穩(wěn)定，不停的跳動(dòng)，我們?yōu)榇瞬殚喠撕芏嗟馁Y料，但還是未 能解決，最后我們不停地對(duì)程序進(jìn)行修改，終于發(fā)現(xiàn)了問題所在，在顯示子程序上存在缺陷未 能快速的切換對(duì)十位、個(gè)位的置位和復(fù)位，經(jīng)過這樣的修改，終于可以完美的顯示時(shí)間了。我 們也更好地掌握了對(duì)數(shù)碼管的使用，這都是課堂上學(xué)不到的知識(shí)。 這次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是通過實(shí)踐操作和理論相結(jié)合，提高動(dòng)手實(shí)踐能力，提高科學(xué)的思 維能力。與此同時(shí)，我們也對(duì)分工合作有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，只有通過合理的分工

23、合作，我們們 才能夠在短短一周的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，相信這對(duì)以后在社會(huì)上工作和學(xué)習(xí)會(huì)有很多幫助， 讓我們能更好的進(jìn)入工作狀態(tài)。最重要的是，這次課程設(shè)計(jì)也增加了我們對(duì)問題的研究和探討, 們以后的學(xué)習(xí)中會(huì)有更多的幫助。 單片機(jī)為我們的主要專業(yè)課之一，對(duì)我們還是很有幫助的，課程設(shè)計(jì)也是為我們以后的工 作提前進(jìn)行了一次練手，也是我們學(xué)習(xí)生活之中少有的一次自己探索、研究，發(fā)現(xiàn)問題、解決 問題的機(jī)會(huì)。當(dāng)然要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)也不是很簡(jiǎn)單的，我認(rèn)為有以下幾步： （1）在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪 些資源； （2）要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖，善

24、于將大的程序段縮小為每個(gè)子函 數(shù)來實(shí)現(xiàn)； （3）在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì) 的必經(jīng)之路； （4）要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，寫程序是應(yīng)該思路清晰，結(jié)構(gòu)明了，應(yīng)該讓人一看就能明 白你的思路，方便資料的保存和交流； （5）我們們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題 的； 在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不 夠牢固。我們們通過杳閱大量有關(guān)資料，并在小組中互相討論，交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，若遇到實(shí)在 搞不明白的問題就會(huì)及時(shí)請(qǐng)教老師，或者與其他小組成員討論，共同解決，使自己學(xué)到了不少 知

25、識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。通過這次課程設(shè)計(jì)我們也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足 之處，雖然感覺理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過一番努 力才得以解決。 通過這次課程設(shè)計(jì)使我更加懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的, 只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正將一個(gè)東西學(xué)好學(xué)透, 從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。我想這對(duì)于我今后的學(xué)習(xí)生活和工作都會(huì)是 有很大幫助的！ 7 .參考書目 [11 .肖金球.單片機(jī)原理與接口技術(shù)； 【2】.江志紅.51單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)案例精選； [3] .周潤(rùn)景.基于PROTEUS的51單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真； 【4】.王守中.51單片機(jī)開發(fā)入門與典型實(shí)例； [5] .張齊.朱寧西.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)； 【6】.周立功單片機(jī)開發(fā)網(wǎng)； 【7】.天津銳志單片機(jī)開發(fā)網(wǎng)； [8] . ATMEL公司AT89S52單片機(jī)中文PDF資料;