單片機課程設計---十字路口的交通燈控制電路

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1、 《單片機原理及應用課程設計》報告 ——交通燈設計 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學 號： 2013年5月 1 .課程設計目的 1.1 鞏固和加深對單片機原理和接口技術(shù)知識的理解； 1. 2培養(yǎng)根據(jù)課題需要選學參考書籍、查閱手冊和文獻資料的能力； 1.3 學會方案論證的比較方法，拓寬知識，初步掌握工程設計的基本方法； 1.4 掌握常用儀器、儀表的正確使用方法，學會軟、硬件的設計和調(diào)試方法； 1.5 能按課程設計的要求編寫課程設計報告，能正確反映設計和實驗成果，能 用計算機繪制電路圖和流

2、程圖。 2 .課程設計要求 1）設計一個十字路I1交通燈控制器。用單片機控制LED燈模擬指示。模擬東西方向 的十字路口交通信號控制情況。東西向通行時間為80s,南北向通行時間為60s,緩沖時 間為3so 2）黃燈亮時，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，每一種燈亮的時間都用顯示器進 行顯示（采用計時的方法）。 4）當有突發(fā)事情發(fā)生時（如有救護車通過時），可通過按鍵將各個路口設置成紅燈，只讓救 護車通過。 3 .硬件設計 3.1 設計思想 單片機選型：AT89C52 3sz都引記J4 mm 平個鴻平汩冶冶冶 陪ZCd ^02 部

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

4、，三個16位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路，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8位漏極開路的雙向I/O I Io作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL 邏 輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，P0 口被分時轉(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，PO II接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時， 要求外接上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個具有內(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 4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為 輸入口使用。作為輸入使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會 輸出一個電流（IIL）。 此外，P1.0和PL 2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（PL0/T2）和時器/計 數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）,具體如下表所示。在flash編程和校驗時，P1 口接 收低8位地址字節(jié)。 P1端口引腳號第二功能： P1.0 T2 （定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 Pl. 1 T2EX （定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制） P2 口： P2是一

6、個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O D, P2的輸出緩沖級可驅(qū)動 （吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口 P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把 端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引 腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。 在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令） 時，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)存儲器（如執(zhí)行MOVX@RI 指令）時，P2 口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。 Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。 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 口輸出緩沖級可驅(qū) 動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3 口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉 電阻拉高并可作為輸入端口。此時，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閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 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編程和校驗時，P3 口也接收一些控制信號。 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/計數(shù)器0） P3.5 T1 （定時/計數(shù)器1） P3.6 WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） RST一一復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單 片機兔位。 ALE/PROG一一當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，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仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的 脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存 儲器時將跳過一個ALE脈沖。對FL

9、ASH存儲器編程期間，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 被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE禁止位無效。 PSEN一一程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖， 在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。 EA/VPP——外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（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，更位時內(nèi)部會鎖 存EA端狀態(tài)。 如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。 FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp,當然這必須是該器件 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，接通電源，電容器

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

12、位進行賦值，顯示。 3. 5發(fā)光二極管顯示 每個路I I都采用了三個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：獨立鍵盤+中斷 采用開關來控制進入中斷，可以在路口出現(xiàn)緊急情況時，拉動開關，來使得紅綠燈發(fā)生相 應的改變，己處理緊急情況下的車輛通行。 4 .軟件設計 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; /*對要使用的單片機各個口進行定義*/ 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A 5.1 正常運行狀態(tài)

20、 5.2中斷運行狀態(tài) 5.3黃燈閃爍狀態(tài) 6 .設計心得體會 課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重 要環(huán)節(jié)，是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.隨著科學技術(shù)發(fā)展的口新口異，單片機已 經(jīng)成為當今計算機應用中空前活躍的領域，在生活中可

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

22、由于對數(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)時十位和個位的置位、兔位發(fā)生了問題，我們對此進行了修改，可以正確的顯示出十位 及個位的數(shù)值，但是數(shù)字的顯示不穩(wěn)定，不停的跳動，我們?yōu)榇瞬殚喠撕芏嗟馁Y料，但還是未 能解決，最后我們不停地對程序進行修改，終于發(fā)現(xiàn)了問題所在，在顯示子程序上存在缺陷未 能快速的切換對十位、個位的置位和復位，經(jīng)過這樣的修改，終于可以完美的顯示時間了。我 們也更好地掌握了對數(shù)碼管的使用，這都是課堂上學不到的知識。 這次的單片機課程設計是通過實踐操作和理論相結(jié)合，提高動手實踐能力，提高科學的思 維能力。與此同時，我們也對分工合作有了進一步的認識，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間內(nèi)完成設計任務，相信這對以后在社會上工作和學習會有很多幫助， 讓我們能更好的進入工作狀態(tài)。最重要的是，這次課程設計也增加了我們對問題的研究和探討, 們以后的學習中會有更多的幫助。 單片機為我們的主要專業(yè)課之一，對我們還是很有幫助的，課程設計也是為我們以后的工 作提前進行了一次練手，也是我們學習生活之中少有的一次自己探索、研究，發(fā)現(xiàn)問題、解決 問題的機會。當然要做好一個課程設計也不是很簡單的，我認為有以下幾步： （1）在設計程序之前，對所用單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機內(nèi)有哪 些資源； （2）要有一個清晰的思路和一個完整的的軟件流程圖，善

24、于將大的程序段縮小為每個子函 數(shù)來實現(xiàn)； （3）在設計程序時，不能妄想一次就將整個程序設計好，反復修改、不斷改進是程序設計 的必經(jīng)之路； （4）要養(yǎng)成注釋程序的好習慣，寫程序是應該思路清晰，結(jié)構(gòu)明了，應該讓人一看就能明 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； 在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不 夠牢固。我們們通過杳閱大量有關資料，并在小組中互相討論，交流經(jīng)驗和自學，若遇到實在 搞不明白的問題就會及時請教老師，或者與其他小組成員討論，共同解決，使自己學到了不少 知

25、識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。通過這次課程設計我們也發(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，但在運用到實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。 通過這次課程設計使我更加懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的, 只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正將一個東西學好學透, 從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。我想這對于我今后的學習生活和工作都會是 有很大幫助的！ 7 .參考書目 [11 .肖金球.單片機原理與接口技術(shù)； 【2】.江志紅.51單片機技術(shù)與應用系統(tǒng)開發(fā)案例精選； [3] .周潤景.基于PROTEUS的51單片機設計與仿真； 【4】.王守中.51單片機開發(fā)入門與典型實例； [5] .張齊.朱寧西.單片機系統(tǒng)設計與開發(fā)； 【6】.周立功單片機開發(fā)網(wǎng)； 【7】.天津銳志單片機開發(fā)網(wǎng)； [8] . ATMEL公司AT89S52單片機中文PDF資料;