交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、0 / 18 文檔可自由編輯打印 單單片片機(jī)機(jī) / /微微機(jī)機(jī)接接口口課課程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)書(shū)書(shū) 題題 目目： 系系 部：部： 專專 業(yè)：業(yè)： 班班 級(jí)級(jí)： 學(xué)生姓名學(xué)生姓名: : 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào): 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師: 年 月 日1 / 18 文檔可自由編輯打印目目 錄錄1 設(shè)計(jì)目的.22 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求.32.1 設(shè)計(jì)任務(wù) .32.2 控制規(guī)律 .33 設(shè)計(jì)原理分析.54 硬件電路設(shè)計(jì).74.1 硬件電路圖 .74.2 硬件資源 .75 軟件設(shè)計(jì).96 程序流程圖及程序.106.1 程序流程圖 .106.2 主程序 .117 調(diào)試運(yùn)行.138 設(shè)計(jì)體會(huì)與心得.149 參考文獻(xiàn).152 / 18 文

2、檔可自由編輯打印1 1 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的1、通過(guò)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，熟練掌握匯編語(yǔ)言的編程方法，將理論聯(lián)系到實(shí)踐中去，提高我們的動(dòng)腦和動(dòng)手的能力。2、通過(guò)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)哭的使用方法和簡(jiǎn)單程序的編寫(xiě)，最終提高我們的邏輯抽象能力。3 / 18 文檔可自由編輯打印2 2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2.12.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠控制十二盞交通信號(hào)燈的模擬系統(tǒng)。通過(guò)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)哭的使用方法，和簡(jiǎn)單程序的編寫(xiě)，最終提高我們的邏輯抽象能力。系統(tǒng)工作受開(kāi)關(guān)控制，起動(dòng)開(kāi)關(guān) ON 則系統(tǒng)工作；起動(dòng)開(kāi)關(guān) OFF 則系統(tǒng)停止工作?？刂茖?duì)象有八個(gè)：東西方向

3、紅燈兩個(gè) , 南北方向紅燈兩個(gè)，東西方向黃燈兩個(gè) , 南北方向黃燈兩個(gè)，東西方向綠燈兩個(gè) , 南北方向綠燈兩個(gè)，東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個(gè)，南北方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個(gè)。2.22.2 控制規(guī)律：控制規(guī)律：1） 正常時(shí)段按時(shí)序（圖 2-1）運(yùn)行，晚上時(shí)段按提示警告方式運(yùn)行，規(guī)律為： 東、南、西、北四個(gè)黃燈全部閃亮，其余燈全部熄滅，黃燈閃亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的規(guī)律反復(fù)循環(huán)。2） 正常時(shí)段及晚上時(shí)段的時(shí)序分配按時(shí)序圖一運(yùn)行(圖 2-2)。圖 2-1 正常時(shí)段按時(shí)序圖4 / 18 文檔可自由編輯打印圖 2-2 正常時(shí)段及晚上時(shí)段的時(shí)序分配圖5 / 18 文檔可自由編輯打印3 3 設(shè)計(jì)原理分析設(shè)計(jì)原

4、理分析1、首先了解實(shí)際交通燈的變化情況和規(guī)律。假設(shè)一個(gè)十字路口如下圖（3-1）所以，為東南西北走向。初始狀態(tài) 0 為東西南北都紅燈亮。然后轉(zhuǎn)狀態(tài) 1 東西綠燈通車，南人行道人行道人行道 人行道 圖 3-1 十字路口圖北紅燈亮。過(guò)一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)狀態(tài) 2，東西綠燈滅，黃燈閃幾下，南北還是紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài) 3，南北綠燈通車，東西紅燈亮。過(guò)一段時(shí)間后轉(zhuǎn)狀態(tài) 4，南北綠燈滅，閃幾個(gè)黃燈，東西還是為紅燈亮，一段時(shí)間后，又循環(huán)至狀態(tài) 1。交通信號(hào)燈的狀態(tài)表如下圖（3-2）其中，1 代表燈亮，0 代表燈滅。6 / 18 文檔可自由編輯打印北北西西南南東東狀態(tài)狀態(tài)綠 黃 紅綠 黃 紅綠 黃 紅綠 黃 紅0 000

5、10010010011 10011000011002 20010100010103 31000011000014010001010001 圖 3-2 交通信號(hào)燈的狀態(tài)表2、對(duì)于交通信號(hào)燈來(lái)說(shuō)，應(yīng)該有東西南北共四組燈，但由于同一道上的兩組的信號(hào)燈的顯示情況是相同的，所以只要用兩組就行了，因此，采用單片機(jī)內(nèi)部的I/O 口上的 P1 口中的 6 個(gè)引腳即可來(lái)控制 6 個(gè)信號(hào)燈。3、通過(guò)編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光二極管的控制，來(lái)模擬交通信號(hào)燈的管理。每延時(shí)一段時(shí)間，燈的顯示情況都會(huì)按交通燈的顯示規(guī)律進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。4、通過(guò)延時(shí)時(shí)間送顯，可以在原有的交通信號(hào)燈系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增添其倒計(jì)時(shí)間的顯示功能，實(shí)現(xiàn)其功能的

6、擴(kuò)展。7 / 18 文檔可自由編輯打印4 4 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)4.14.1 硬件電路圖硬件電路圖（圖 4-1）圖 4-1 硬件電路圖 4.24.2 硬件資源硬件資源主要用到的硬件：P1 口、P3 口、LED 數(shù)碼管、LED 發(fā)光二級(jí)管、定時(shí)器 T0硬件分配：（1） 、P1 口：做為輸出口，與發(fā)光二極管相連接，其狀態(tài)及對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制值如下圖（4-2）：8 / 18 文檔可自由編輯打印無(wú)無(wú)南南 北北東東 西西 方向方向狀態(tài)狀態(tài)P1.7 P1.6P1.5 P1.4 P1.3P1.2 P1.1 P1.0十六進(jìn)十六進(jìn)制值制值說(shuō)說(shuō) 明明00000100109H都為紅燈亮1000011000CH東西

7、綠南北紅000010100AH20000100008H東西黃閃南北紅30010000121H東西紅南北綠0001000111H40000000101H南北黃閃東西紅 圖 4-2 十六進(jìn)制值圖（2） 、P3 口中的 P3.0(RXD)和 P3.1(TXD)作特殊用途,數(shù)據(jù)(倒計(jì)時(shí)時(shí)間)從 RXD 端輸入,TXD 端輸出。（3） 、74LS240 和 LED 發(fā)光二極管用來(lái)顯示燈亮情況。（4） 、定時(shí)/計(jì)數(shù)器 T0 用來(lái)產(chǎn)生 1 秒的定時(shí)（5） 、74LS240 和數(shù)碼管用來(lái)顯示時(shí)間9 / 18 文檔可自由編輯打印5 5 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)如下圖(5-1) 圖 5-1 軟件設(shè)計(jì)圖10 / 1

8、8 文檔可自由編輯打印6 6 程序流程圖及程序程序流程圖及程序6.16.1 程序流程圖程序流程圖如下圖(6-1)圖 6-1 程序流程圖11 / 18 文檔可自由編輯打印6.26.2 主程序主程序 程序清單： ;主程序: ORG 0000H AJMP MAINORG 0030H MAIN: MOV SP,#60H MOV SCON,#00H ;設(shè)置串行口工作方式為方式 0 CLR TI CLR RI MOV A,#09H ;置初態(tài),東南西北都為紅燈亮 MOV P1,A MOV R2,#4 LCALL DELAY ; 調(diào)用 4 次 1 秒的延時(shí)子程序 H1:MOV A,#0CH ;東西綠燈亮,南北

9、紅燈亮 MOV P1,A MOV R2,#10 LCALL DELAY ;調(diào)用 10 次 1 秒的延時(shí)子程序 MOV R7,#03H ;黃燈閃爍次數(shù)為 3 次 H2:MOV A,#0AH ;東西黃燈閃,南北紅燈亮 MOV P1,A MOV R2,#1 LCALL DELAY ;每 1 秒閃爍一次 MOV A,#18H ;南北紅燈亮,南北黃燈也閃 MOV P1,A MOV R2,#1 LCALL DELAY ;調(diào)用 1 秒的延時(shí)子程序 DJNZ R7,H2 ;判斷閃爍次數(shù)是否達(dá)到 MOV A,#21H ;東西紅燈亮,南北綠燈亮 MOV P1,A MOV R2,#10 ; LCALL DELAY

10、;延時(shí) 10 秒 MOV R7,#03H H3:MOV A,#11H ;東西紅燈亮,南北黃燈閃 MOV P1,A MOV R2,#1 LCALL DELAY MOV A,#03H ;東西紅燈亮,東西黃燈閃 MOV P1,A MOV R2,#1 LCALL DELAY DJNZ R7,H3 ;判斷黃燈閃的次數(shù)是否達(dá)到 LJMP H1 ;循環(huán)12 / 18 文檔可自由編輯打印;1 秒的延時(shí)子程序:DELAY: MOV R3,#20 ;定時(shí) 1 秒 MOV TMOD,#10H ;T1 定時(shí)器，方式 1 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H SETB TR1LOOP: JBC TF1，

11、NEXT SJMP LOOPNEXT: MOV TL1,#080H MOV TH1，#3CH DJNZ R3，LOOP ;數(shù)據(jù)傳送: DEC R2 ;R2 自動(dòng)減 1 MOV DPTR,#CDATA ;置表初地址 MOV A,R2 ;屏蔽 R2 的高位 SWAP A ANL A,#0FH ; MOVC A,A+DPTR ;讀表格數(shù)據(jù) CPL A ;取反 MOV SBUF ,A ;串行發(fā)送數(shù)據(jù)AA1: JBC TI,A1 ; SJMP AA1A1: MOV A,R2 ANL A,#0FH MOVC A ,A+DPTR ; CPL A MOV SBUF ,AAAB1: JBC TI,AB1 ; S

12、JMP AAB1AB1: CJNE R2,#00H,DELAY ;當(dāng) R2 為 0 時(shí)返回,不為 0 時(shí),則跳轉(zhuǎn) RET CDATA:DB 03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09H END13 / 18 文檔可自由編輯打印7 7 調(diào)試運(yùn)行調(diào)試運(yùn)行 1、接硬件圖接線，為了確保東西南北紅黃綠燈能夠?qū)?yīng)顯示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì) P1 口的接線做了調(diào)整。即，P1.0 接 L3,P1.1 接 L2,P1.2 接 L1,P1.3 接 L6,P1.4 接 L5,P1.5接 L32、S/P 區(qū) DATA 插孔接 BUS 3 區(qū) P3。0 S/P 區(qū) CLK 插孔接 BUS 3 區(qū)

13、 P3。1 S/P 區(qū) CLR 接/SP 插孔3、從 0030H 單元開(kāi)始連續(xù)運(yùn)行，觀察六個(gè) LED 燈是否與交通顯示情況對(duì)應(yīng)，如果有偏差，則單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行，進(jìn)行調(diào)試，直至滿足設(shè)計(jì)要求。5、調(diào)試完燈的顯示后，從 0030H 開(kāi)始連續(xù)運(yùn)行，觀察數(shù)碼管顯示的是否正常，如果不正常，則運(yùn)用單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行進(jìn)行分析和調(diào)試，直至滿足要求。6、整體運(yùn)行，觀察燈顯示和時(shí)間顯示是否都符合要求，如果不符合，則再調(diào)試。直至滿足要求。14 / 18 文檔可自由編輯打印8 8 設(shè)計(jì)體會(huì)與心得設(shè)計(jì)體會(huì)與心得通過(guò)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們

14、的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會(huì)將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開(kāi)動(dòng)自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒(méi)想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時(shí)，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。設(shè)計(jì)過(guò)程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L(zhǎng)的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對(duì)我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過(guò)，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會(huì)為我們而敲響。這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到過(guò)許多次失敗的考驗(yàn)，就比如，自己對(duì)實(shí)際生活中的交通秩序的不了解給整個(gè)設(shè)計(jì)帶來(lái)的困擾，真想要就此罷休，然而，就在想要放棄的那一刻，我明白了，原來(lái)結(jié)果并不那么重要，我們更應(yīng)該注重的是這一整個(gè)過(guò)程。于是，我堅(jiān)持了下來(lái)。當(dāng)然最終，這個(gè)設(shè)計(jì)很成功，主要體現(xiàn)在，這一整個(gè)系統(tǒng)，幾乎沒(méi)有參考任何書(shū)，程序由自己獨(dú)立完成，與用 8255 來(lái)制作的交通燈控制系統(tǒng)相比，程序簡(jiǎn)單易讀，結(jié)構(gòu)清楚，最重要的是成本低。在設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，除了達(dá)到所要求的性能指標(biāo)以外，成本也是很重要的一個(gè)指標(biāo)。成本的高低也決定了產(chǎn)品的適用性。 15 / 18 文檔可自由編輯打印9 9 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 常斗南 可編程序控制器M .北京 機(jī)械工業(yè)出版社,1998 2