單片機課程設(shè)計---十字路口的交通燈控制電路

1、單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計報告交通燈設(shè)計專 業(yè)：班 級：姓 名：學(xué) 號：2013年5月1 .課程設(shè)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(xué)參考書籍、查閱手冊和文獻資料的能力；1.3 學(xué)會方案論證的比較方法，拓寬知識，初步掌握工程設(shè)計的基本方法；1.4 掌握常用儀器、儀表的正確使用方法，學(xué)會軟、硬件的設(shè)計和調(diào)試方法；1.5 能按課程設(shè)計的要求編寫課程設(shè)計報告，能正確反映設(shè)計和實驗成果，能 用計算機繪制電路圖和流程圖。2 .課程設(shè)計要求1）設(shè)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

2、間為80s,南北向通行時間為60s,緩沖時 間為3so2）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，每一種燈亮的時間都用顯示器進 行顯示（采用計時的方法）。4）當(dāng)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(shè)置成紅燈，只讓救 護車通過。3 .硬件設(shè)計3.1 設(shè)計思想單片機選型：at89c523sz都引記j4mm 平個鴻平汩冶冶冶陪zcd 02 部 貪& ua dsc os 3d zsf awrzd b nluysdd ;d : ;dd：mddddldat89c52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(fù)擦寫的f

3、lash 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(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 單元，at89c52單片機在電子行業(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，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，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 romopo ： 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)

4、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/

5、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

6、（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movxdptr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movxri 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。

7、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。p3i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 into （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(fù)位輸入。當(dāng)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(dāng)

8、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(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存 儲器時將跳過一個ale脈沖。對flash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(yīng)設(shè)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

9、儲器的讀選通信號，當(dāng)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(dāng)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ooooh-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(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 3f

10、rst1k29r2 30 1k apsen ale eap1.0p1.1p1.2。圖中，上電時，接通電源，電容器c相當(dāng)于瞬間短路，+5v加到了 rst/vpd端，該高電 平使8051全機復(fù)位。若運行過程中，需要程序從頭執(zhí)行，只需按動按鈕開關(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-cc5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(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

11、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(guān)來控制進入中斷，可以在路口出現(xiàn)緊急情況時，拉動開關(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 uchar unsigned char uchar tem

12、p.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,0x79,0x71);/*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

13、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=(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*/10na

14、iibeiq;nb_flash();dongxiq； dx_flash();)void delay(umt z)umt x,y;fbr(x=z;x0;x-)for(y=u0;y0;y-);)/*主函數(shù)中顯示部分*/*延時子函數(shù)*/void tiiiiero() interrupt 1th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;aa+;if(aa=18)aa=0;flag=l；)void disp(uint n)while(lflag)ge=0；p0=tablen%10;delay(50);shi=l;ge=l;slii=0;po=tableivlo;

15、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)*/ uiiit num;num=60;disp(num);wlule(num0) 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(num0) p2=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;ao;a) p2=o

16、xdd;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;ao;a) p2=0xeb;dx=l;delay(100);dx=0:disp(a);) )void xintoq mtenupt 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;bo;b) (

17、 ge=o;shi=l; po=tableb;delay(looo); ge=l;shi=l; xeturn;5 .調(diào)試運a5.1 正常運行狀態(tài)5.2中斷運行狀態(tài)5.3黃燈閃爍狀態(tài)6 .設(shè)計心得體會課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)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(xué)生實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，單片機已 經(jīng)成為當(dāng)今計算機應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世 紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。這次的單片機課程設(shè)計大概用了一周的時間，在這一周的時間當(dāng)中，雖然開始遇到了很多 的困難，但是由于合

18、理地進行設(shè)計安排，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課程設(shè)計，同時也學(xué)到了很多東西?；仡櫰鸫舜螁纹瑱C課程設(shè)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(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可 以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。例如我們在設(shè)計 數(shù)碼管顯示的時候，剛開始的時候，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

19、為此查閱了很多的資料，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(fù)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(xué)不到的知識。這次的單片機課程設(shè)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(xué)的思 維能力。與此同時，我們也對分工合作有了進一步的認(rèn)識，只有通過合理的分工合作，我們們 才能夠在短短一周的時間內(nèi)完成設(shè)計任務(wù)，相信這對以后在社會上工作和學(xué)習(xí)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(shè)計也增加了我們對問題的研究和探討, 們以后的學(xué)習(xí)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(shè)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(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 問題的機會。當(dāng)然要做好一個課程設(shè)計也不是很簡單的，我認(rèn)為有以下幾步：（1）在設(shè)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，善于將大的程序段縮小為每個子函 數(shù)來實現(xiàn)；（3）在設(shè)計程序時，不能妄想一次就將整個程