計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)

1、計(jì)算機(jī)組成原理大作業(yè)報(bào)告題目名稱：交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院（部）：計(jì)算機(jī)學(xué)院專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名：班級(jí)學(xué)號(hào)最終評(píng)定成績(jī)：湖南工業(yè)大計(jì)算機(jī)學(xué)院目錄摘 要31. 引言42. 總體設(shè)計(jì)方案52.1. 設(shè)計(jì)思路52.1.1. 設(shè)計(jì)目的52.1.2. 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容52.1.3. 方案比較、設(shè)計(jì)與論證52.1.4. 芯片簡(jiǎn)介82.2. 設(shè)計(jì)方框圖113. 設(shè)計(jì)原理分析123.1. 交通燈顯示時(shí)序的理論分析與計(jì)算123.2. 交通燈顯示時(shí)間的理論分析與計(jì)算143.3. 電路模塊143.3.1.143.3.2. LED紅綠燈顯示模塊163.3.3. 復(fù)位電路173.3.4. 晶振電路184. 結(jié)束語(yǔ)

2、195. 參考文獻(xiàn)206. 附錄206.1. 附錄1：程序清單20摘 要交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著人們社會(huì)活動(dòng)的日益頻繁，這點(diǎn)更是體現(xiàn)的淋漓盡致。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89S52為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)。本設(shè)計(jì)就是采用單片

3、機(jī)模擬十字路口交通燈的各種狀態(tài)顯示以及倒計(jì)時(shí)時(shí)間。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)I/O口擴(kuò)展系統(tǒng)、交通燈狀態(tài)顯示系統(tǒng)、LED數(shù)碼顯示系統(tǒng)、復(fù)位電路等幾大部分組成。系統(tǒng)除基本的交通燈功能外，還具有倒計(jì)時(shí)等功能，較好的模擬實(shí)現(xiàn)了十字路口可能出現(xiàn)的狀況。軟件上采用C51編程，主要編寫了主程序，LED數(shù)碼管顯示程序，中斷程序延時(shí)程序等。經(jīng)過(guò)整機(jī)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了對(duì)十字路口交通燈的模擬。1. 引言當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見(jiàn)和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號(hào)

4、燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，19xx年始安裝于紐約市5號(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。19xx年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的 4紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人

5、踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。19xx年，聯(lián)合國(guó)道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過(guò)停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交

6、叉路口。2. 總體設(shè)計(jì)方案2.1. 設(shè)計(jì)思路2.1.1. 設(shè)計(jì)目的（1）加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)和匯編語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)，充分掌握和理解設(shè)計(jì)各部分的工作原理、設(shè)計(jì)過(guò)程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項(xiàng)知識(shí)。（2）用單片機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用，使個(gè)人設(shè)計(jì)能夠真正使用。（3）把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，充分發(fā)揮個(gè)人能力，并在實(shí)踐中鍛煉。（4）提高利用已學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。（5）提高實(shí)踐動(dòng)手能力。2.1.2. 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容2.1.2.1. 設(shè)計(jì)任務(wù)單片機(jī)采用用AT89S52芯片，使用發(fā)光二極管（紅，黃，綠）代表各個(gè)路口的交通燈，用8段數(shù)碼管對(duì)轉(zhuǎn)換時(shí)間進(jìn)行倒時(shí)（東西路口15秒，南北路口25秒，黃燈時(shí)間5秒）。2.1.2.

7、2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）設(shè)計(jì)并繪制硬件電路圖（2）制作PCB并焊接好元器件（3）編寫程序并將調(diào)試好的程序固化到單片機(jī)中2.1.3. 方案比較、設(shè)計(jì)與論證2.1.3.1. 電源提供方案為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源，采用單片機(jī)控制模塊提供電源。此方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)明扼要，節(jié)約成本；缺點(diǎn)是輸出功率不高。2.1.3.2. 復(fù)位方案復(fù)位方式有兩種：按鍵復(fù)位與軟件復(fù)位。由考慮到程序的簡(jiǎn)潔，避免冗長(zhǎng)，本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位，在芯片的復(fù)位端口外接復(fù)位電路，通過(guò)按鍵對(duì)單片機(jī)輸入一個(gè)高電平脈沖，達(dá)到復(fù)位的目的。2.1.3.3. 輸入方案方案一：采用89S52擴(kuò)展I/O 口及鍵盤，顯示等。該方案的優(yōu)點(diǎn)是： 使用靈活可編程

8、，并且有RAM,及計(jì)數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O 口,但操作起來(lái)稍顯復(fù)雜。方案二：直接在IO口線上接上按鍵開(kāi)關(guān)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)精簡(jiǎn)和優(yōu)化了電路，所以剩余的口資源還比較多，我們使用2個(gè)按鍵，分別是K1、K2。 由于該系統(tǒng)對(duì)于交通燈及數(shù)碼管的控制，只用單片機(jī)本身的I/O 口就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)數(shù)器及RAM已經(jīng)夠用，故選擇方案二2.1.3.4. 顯示界面方案該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)、狀態(tài)燈等功能?；谏鲜鲈?，我們考慮了三種方案：方案一：完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字符，無(wú)法勝任題目要求。方案二：完全采用點(diǎn)陣式LED 顯示。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可

9、方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。方案三：采用數(shù)碼管與點(diǎn)陣LED （點(diǎn)陣式和8段式LED）相結(jié)合的方法因?yàn)樵O(shè)計(jì)既要求倒計(jì)時(shí)數(shù)字輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出等，為方便觀看并考慮到現(xiàn)實(shí)情況，用數(shù)碼管與LED燈分別顯示時(shí)間與提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。權(quán)衡利弊，第三種方案可互補(bǔ)一二方案的優(yōu)缺，我們決定采用方案三以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。設(shè)計(jì)方框圖整個(gè)設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為核心，由數(shù)碼管顯示，LED數(shù)碼管顯示,復(fù)位電路組成。硬件模塊入圖2-1。AT89S52單片機(jī)LED數(shù)碼管顯示 復(fù)位電路2.1.3.5. 交通管理的方案論證東西、南北兩干道交于一個(gè)十字路口，各干道

10、有一組紅、黃、綠三色的指示燈，指揮車輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈燃亮?xí)r間為東西、南北兩干道的公共停車時(shí)間。指示燈燃亮的方案如表2。表2說(shuō)明：（1）當(dāng)東西方向?yàn)榧t燈，此道車輛禁止通行，東西道行人可通過(guò)；南北道為綠燈，此道車輛通過(guò)，行人禁止通行。時(shí)間為25秒。（2）黃燈5秒，警示車輛和行人紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。（3）當(dāng)東西方向?yàn)榫G燈，此道車輛通行；南北方向?yàn)榧t燈，南北道車輛禁止通過(guò)，行人通行。時(shí)間為25秒。（4）這樣如上表的時(shí)間和紅、綠、黃出現(xiàn)的順序依次出現(xiàn)這樣行人和車輛就能安全暢通的通行。2.1.4. 芯片簡(jiǎn)介1AT89S5

11、2單片機(jī)簡(jiǎn)介其引DIP封裝的腳圖如下：主要性能與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器、 1000次擦寫周期、 全靜態(tài)操作：0Hz33Hz 、 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、 32個(gè)可編程I/O口線 、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 八個(gè)中斷源 、全雙工UART串行通道、 低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時(shí)器 、雙數(shù)據(jù)指針 、掉電標(biāo)識(shí)符 。功能特性描述At89s52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash

12、允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52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，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。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振

13、蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。8 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash AT89S52P0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。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。 當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 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

14、”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)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/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)。 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 P1.1 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）P1.5 MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6 MISO（在系統(tǒng)編程用）P1.7 SCK（在系統(tǒng)編程用）P2 口：P2 口是一個(gè)具有

15、內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P2 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)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口

16、，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P3 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)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為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)。 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 TO(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)此外，P3

17、口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST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)復(fù)位。ALE/PROG當(dāng)訪問(wèn)外部程存儲(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(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)FLASH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(guò)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MOVC指令

18、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(wú)效。PSEN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(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP外部訪問(wèn)允許，欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-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，復(fù)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+

19、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。2.2. 設(shè)計(jì)方框圖3. 設(shè)計(jì)原理分析3.1. 交通燈顯示時(shí)序的理論分析與計(jì)算對(duì)于一個(gè)交通路口來(lái)說(shuō)，能在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大的車流量，就算是達(dá)到了最佳的性能，我們稱在單位時(shí)間內(nèi)多能達(dá)到的最大車流為車流量，用公式：車流量= 車流 / 時(shí)間 來(lái)表示。先設(shè)定一些標(biāo)號(hào)如圖21 所示。說(shuō)明：此圖為直方圖，上邊為北路口燈，右邊為東路口燈，下邊為南路口燈，左邊為西路口燈。圖22 所示為一種紅綠燈規(guī)則的狀態(tài)圖，分別設(shè)定為S1、S2、S3、S4，交通燈以這四的狀態(tài)為一個(gè)周期，循環(huán)執(zhí)行（見(jiàn)圖23）。圖21請(qǐng)注意圖21b和圖21d，它們?cè)谝粋€(gè)

20、時(shí)間段中四個(gè)方向都可以通車，這種狀態(tài)能在一定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較大的車流量，效率特別高。 依據(jù)上述的車輛行駛的狀態(tài)圖，可以列出各個(gè)路口燈的邏輯表，由于相向的燈的狀態(tài)圖是一樣的，所以只需寫出相鄰路口的燈的邏輯表；根據(jù)圖23 可以看出，相鄰路口的燈它們的狀態(tài)在相位上相差180。因此最終只需寫出一組S1、S2、S3、S4的邏輯狀態(tài)表。 如表21 所示。表21表中的“”代表是紅燈亮（也代表邏輯上的0），“”是代表綠燈亮（也代表邏輯上的1），依上表，就可以向相應(yīng)的端口送邏輯值。3.2. 交通燈顯示時(shí)間的理論分析與計(jì)算東西和南北方向的放行時(shí)間的長(zhǎng)短是依據(jù)路口的各個(gè)方向平時(shí)的車流量來(lái)設(shè)定，并且S1、S2、S3、S

21、4各個(gè)狀態(tài)保持的時(shí)間之有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其公式如下示。T-S1+T-S2=T-S3T-S2=T-S4T-S1=T-S3我們可以依據(jù)上述的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)改變車輛的放行時(shí)間。按照一般的規(guī)則，一個(gè)十字路口可分為主干道和次干道，主干道的放行時(shí)間大于次干道的放行時(shí)間，我們?cè)O(shè)定值時(shí)也應(yīng)以此為參考3.3. 電路模塊3.3.1.（1） LED數(shù)碼管顯示模塊 靜態(tài)顯示方式：靜態(tài)顯示方式是指當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，發(fā)光二極管的位選始終被選中。在這種顯示方式下，每一個(gè)LED數(shù)碼管顯示器都需要一個(gè)8位的輸出口進(jìn)行控制。由于單片機(jī)本身提供的I/O口有限，實(shí)際使用中，通常通過(guò)擴(kuò)展I/O口的形式解決輸出口數(shù)量不足的問(wèn)題。靜態(tài)顯示主

22、要的優(yōu)點(diǎn)是顯示穩(wěn)定，在發(fā)光二極管導(dǎo)通電流一定的情況下顯示器的亮度大，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，在需要更新顯示內(nèi)容時(shí)，CPU才去執(zhí)行顯示更新子程序，這樣既節(jié)約了CPU的時(shí)間，又提高了CPU的工作效率。其不足之處是占用硬件資源較多，每個(gè)LED數(shù)碼管需要獨(dú)占8條輸出線。隨著顯示器位數(shù)的增加，需要的I/O口線也將增加。（2）動(dòng)態(tài)顯示方式：動(dòng)態(tài)顯示方式是指一位一位地輪流點(diǎn)亮每位顯示器（稱為掃描），即每個(gè)數(shù)碼管的位選被輪流選中，多個(gè) 19數(shù)碼管公用一組段選，段選數(shù)據(jù)僅對(duì)位選選中的數(shù)碼管有效。對(duì)于每一位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。通過(guò)調(diào)整電流和時(shí)間

23、參數(shù)，可以既保證亮度，又保證顯示。若顯示器的位數(shù)不大于8位，則顯示器的公共端只需一個(gè)8位I/O口進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描（稱為掃描口），控制每位顯示器所顯示的字形也需一個(gè)8位口（稱為段碼輸出）。數(shù)碼管顯示子程序：DISP: MOV A,R2MOV B,#10DIV ABMOV 60H,A20MOV 61H,BMOV A,R3MOV B,#10DIV ABMOV 62H,AMOV 63H,BMOV 40H,#04HMOV R5,#0FEHMOV R0,#60HLLP: MOV A,R0MOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AMOV A,R5MOV P2,ALCALL DELA

24、Y1MOV P2, #0FFH ;殘影RL AMOV R5,AINC R0DJNZ 40H,LLP令顯示器熄滅，以免產(chǎn)生21RETDELAY1: ;延時(shí)子程序MOV R4,#12DL2: MOV R7,#12DJNZ R7,$DJNZ R4,DL2RETTABLE:DB 3FH,24H,5dH,75H,66HDB 73H,7bH,25H,7fH,77HEND3.3.2. LED紅綠燈顯示模塊本實(shí)驗(yàn)有四種狀態(tài)：狀態(tài)1， 東西綠燈亮，南北紅燈亮，此時(shí)P1.0口P1.7口的高低電平為#0BBH。子程序：ST1: MOV P1,#0EBH ;第一個(gè)狀態(tài)，主干道亮綠燈、支干道亮紅燈；CJNE R1,#0

25、FFH,TZ1MOV R1,#00HDEC 20HDEC 23H22TZ1: MOV R2,20HMOV R3,23HLCALL DISP ;調(diào)用顯示子程序。 MOV A,20HCJNE A,#00H,ST1MOV 20H,#25狀態(tài)2， 東西黃燈亮，南北紅燈亮，此時(shí)P1.0口P1.7口的高低電平為#0BDH。子程序：ST2: MOV P1,#0EDH ;第二個(gè)狀態(tài)，主干道亮黃燈、支干道亮紅燈；CJNE R1,#0FFH,TZ2MOV R1,#00HDEC 21HDEC 23HTZ2: MOV R2,21HMOV R3,23HLCALL DISP ;調(diào)用顯示子程序。 MOV A,21HCJNE

26、 A,#00H,ST2MOV 21H,#05狀態(tài)3， 東西紅燈亮，南北綠燈亮，此時(shí)P1.0口P1.7口的高低電 23平為#0DEH。子程序：ST3: MOV P1,#0BEH ;第三個(gè)狀態(tài)，主干道亮紅燈、支干道亮綠燈；CJNE R1,#0FFH,TZ3MOV R1,#00HDEC 24HDEC 22HTZ3: MOV R2,24HMOV R3,22HLCALL DISP ;調(diào)用顯示子程序。 MOV A,22HCJNE A,#00H,ST3MOV 22H,#15狀態(tài)4， 東西紅燈亮，南北黃燈亮，此時(shí)P1.0口P1.7口的高低電平為#0EEH。再采用顯示子程序與延時(shí)子程序可使LED顯示燈按照要求點(diǎn)

27、亮。子程序：ST4: MOV P1,#0DEH ;第四個(gè)狀態(tài)，主干道 亮紅燈、支干道亮黃燈；CJNE R1,#0FFH,TZ4MOV R1,#00H24DEC 24HDEC 21HTZ4: MOV R2,24HMOV R3,21HLCALL DISP ;調(diào)用顯示子程序。 MOV A,21HCJNE A,#00H,ST4MOV 21H,#05MOV 24H,#20LJMP ST13.3.3. 復(fù)位電路復(fù)位方式有多種，本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位。接線圖如圖程序3.1復(fù)位電路框圖在設(shè)定的定時(shí)時(shí)間內(nèi)，89S52必須在RST引腳產(chǎn)生一個(gè)由高到低的電平變化，以清內(nèi)部定時(shí)器.3.3.4. 晶振電路晶振電路原理圖如3

28、-2：3-2 晶振模塊原理圖選取原則：傳統(tǒng)做法，但能夠?qū)崿F(xiàn)所需，即最簡(jiǎn)單也最是實(shí)用。電容選取30pF，晶振為30MHz。4. 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的 掌握方面都能向前邁了一大步。本次大作業(yè)的過(guò)程是艱辛的，不過(guò)收獲卻是很大的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，但都是常見(jiàn)的小問(wèn)題，如：代碼中雙引號(hào)的使用并不是在英語(yǔ)書寫狀態(tài)下，輸入字母出錯(cuò)等，在調(diào)試時(shí)出現(xiàn)異常，不過(guò)這些都是經(jīng)常性錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)調(diào)試修改都一一解決，程序順利完成，并實(shí)現(xiàn)了其功能。綜合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)

29、習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)，對(duì)已有知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解和認(rèn)識(shí)。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問(wèn)題，我通過(guò)查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學(xué)交流。由于使用的是單片機(jī)作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強(qiáng)大，而且可以隨時(shí)的更新系統(tǒng)，進(jìn)行不同狀態(tài)的組合。但是在我們?cè)O(shè)計(jì)和調(diào)試的過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，譬如紅燈和綠燈的切換還不夠迅速，紅綠燈規(guī)則不效率還不是很高等等，這需要在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。當(dāng)然，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)了自身的很多不足之處，在以后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)不斷的完善自我。5. 參考文獻(xiàn)1李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第3版）.20xx年10月2.蔡

30、朝洋.單片機(jī)控制實(shí)習(xí)與專題制作3.樓然苗.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)4.趙廣林.電路設(shè)計(jì)與制版6. 附錄6.1. 附錄1：程序清單ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP INTT0ORG 0013HLJMP INTT1ORG 001BHLJMP TT1ORG 0100HTT1: MOV TH1,#0D8H ;定時(shí)器1，定時(shí)10us 28MOV TL1,#0F0HDJNZ R6,EXITMOV R6,#100 ;定時(shí)器定時(shí)100次 MOV R1,#0FFHEXIT: RETIINTT0:MOV P1,#0BEH ;JB P3.4,$RETIINTT1:MOV P1,#0BBH ;JB P3.4,$RETIORG 1000HMAIN: MOV R6,#100 ;MOV R1,#00HMOV TMOD,#10H ;外部中斷0， 外部中斷1， 主程序； 初始化 29MOV TH1,#0D8HMOV TL1,#0F0HMOV IE,#8DHMOV 20H,#25MOV 21H,#5MOV 22H,#15MOV 23H,#30MOV 24H,#20SETB TR1ST1: MOV P1,#0EBH ;綠燈、支干道亮紅燈；CJNE R1,#0FFH,TZ1MOV R1,#00HDEC 20HDEC 23HTZ1: MOV R2,20H第