單片機課程設計報告--交通燈控制

1、<p><b>　　電氣工程學院</b></p><p><b>　　單片機 課程設計</b></p><p>　　設計題目：　 交通燈控制 </p><p>　　學　　號：　　 　　　</p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　同 組 人： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　設計時間： 2013-3-8—2013-3-14 </p><p>　　設計地點： 電氣學院實驗中心 </p>

3、<p>　　單片機 課程設計成績評定表</p><p>　　指導教師簽字： </p><p>　　年 月 日</p><p>　　單片機 課程設計任務書</p><p>　　學生姓名： 指導教師： </p><p>　　一、課程設計題目： 交通燈設計</p

4、><p><b>　　二、課程設計要求</b></p><p>　　1. 根據(jù)具體設計課題的技術指標和給定條件，獨立進行方案論證和電路設計，要求概念清楚、方案合理、方法正確、步驟完整；</p><p>　　2. 查閱有關參考資料和手冊，并能正確選擇有關元器件和參數(shù)，對設計方案進行仿真；</p><p>　　3. 完成預習報告

5、，報告中要有設計方案，設計電路圖，還要有仿真結(jié)果；</p><p>　　4. 進實驗室進行電路調(diào)試，邊調(diào)試邊修正方案；</p><p>　　5. 撰寫課程設計報告——最終的電路圖、調(diào)試過程中遇到的問題和解決問題的方法。</p><p><b>　　三、進度安排</b></p><p><b>　　1．時間安排&

6、lt;/b></p><p><b>　　2．執(zhí)行要求</b></p><p>　　微機原理與接口技術課程成績優(yōu)秀的可以自擬題目，其余的同學都是指定題目。，每組不得超過2人，要求學生在教師的指導下，獨力完成所設計的詳細電路（包括計算和器件選型）。嚴禁抄襲，嚴禁兩篇設計報告雷同。</p><p><b>　　摘要</b>

7、;</p><p>　　近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術日益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件結(jié)構軟硬件結(jié)合，加以完善。</p><p>　　十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系

8、統(tǒng)。交通信號燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機AT89S51和具有雙向三態(tài)功能的74LS245芯片為中心器件來設計交通燈控制器，紅綠燈循環(huán)點亮，倒計時剩3秒時黃燈閃爍警示</p><p>　　關鍵詞：單片機 交通燈 編程</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In recent years,

9、 with the rapid development of science and technology, SCM applications are deepening, drive traditional control test technology is updated at the same time. In real-time detection and automatic control of microcomputer

10、application system, the single chip microcomputer often as a core component to use, only single chip microcomputer aspects knowledge is not enough, still should according to the specific hardware architecture hardware an

11、d software combination to be perfected.</p><p>　　Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, bike lanes, pedestrian humanity, in an orderly way. So what do to do this in order? On is the automatic com

12、mand system of traffic lights. Many traffic signal lamp control way. This system adopts the MSC - 51 series single chip microcomputer AT89S51 and which has the function of bi-directional tri-state 74 ls245 chip component

13、s to design a traffic light controller for the center, the traffic lights follow ?</p><p>　　Key words: SCM traffic programming一、系統(tǒng)方案設計</p><p><b>　　一、任務要求</b></p><p>　

14、?。?）能控制東、西、南、北四個路口的紅黃綠信號燈正常工作。</p><p>　?。?）當東西方向放行、南北方向禁行時，東西方向綠燈亮10s，然后黃燈亮3s；南北方向紅燈亮13s。</p><p>　?。?）當南北方向放行、東西方向禁行時,南北方向綠燈亮10s，然后黃燈亮3s；東西方向紅燈亮13s。</p><p>　　（4）通電后，不按鍵時，紅綠燈正常啟動；按鍵后

15、，紅綠燈恢復初始狀態(tài)</p><p><b>　　二、硬件設計</b></p><p><b>　　設計思路</b></p><p>　　模擬交通燈控制器就是使用單片機來控制一些LED和數(shù)碼管，模擬真實交通燈的功能。</p><p>　　紅、黃、綠交替閃亮，利用數(shù)碼管計數(shù)顯示間隔等，用于管理十字路口

16、的車輛及行人通過，計時牌顯示路口通行轉(zhuǎn)換剩余時間等。</p><p><b>　　采用的芯片功能介紹</b></p><p><b>　　AT89S51</b></p><p>　　AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復

17、擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，AT89S51在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。</p><p>　　AT89S51主要功能列舉如下：</p><p>　　1、為一般控制應用的 8 位單芯片</p>

18、<p>　　2、晶片內(nèi)部具有時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）</p><p>　　3、內(nèi)部程式存儲器（ROM）為 4KB</p><p>　　4、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）為 128B</p><p>　　5、外部程序存儲器可擴充至 64KB</p><p>　　6、外部數(shù)據(jù)存儲器可擴充至 64KB</p>

19、<p>　　7、32 條雙向輸入輸出線，且每條均可以單獨做 I/O 的控制</p><p><b>　　8、5個中斷向量源</b></p><p>　　9、2 組獨立的 16 位定時器</p><p>　　10、1個全多工串行通信端口</p><p>　　11、8751 及 8752 單芯片具有數(shù)據(jù)保密的功

20、能</p><p>　　單芯片提供位邏輯運算指令</p><p><b>　　74LS245</b></p><p>　　74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動led或者其他的設備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。</p><p>　　74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。 　　

21、</p><p>　　當8051單片機的P0口總線負載達到或超過P0最大負載能力時，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。</p><p>　　當片選端/CE低電平有效時，DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸;（接收）DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當CE為高電平時，A、B均為高阻態(tài)。 　　</p><p>　　由于P2口始終輸出地址的高8位，接

22、口時74LS245的三態(tài)控制端1G和2G接地，P2口與驅(qū)動器輸入線對應相連。P0口與74LS245輸入端相連,E端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得RD且PSEN有效時，74LS245輸入（P0.1←D1），其它時間處于輸出（P0.1→D1）。</p><p><b>　　3、設計框圖</b></p><p><b>　　

23、4、原理圖（草圖）</b></p><p><b>　　原理圖說明：</b></p><p>　　用內(nèi)部計時器進行計時，74LS245控制字形、字位。LED燈代表紅綠燈，八位數(shù)碼管兩兩一組，做倒計時。</p><p>　　89S51單片機P0輸出字位，P2輸出字形。</p><p>　　P3.4~P3.6控制

24、南路口的紅、綠、黃燈；</p><p>　　P3.0~P3.2控制西路口的紅、綠、黃燈；</p><p>　　P1.1~P1.3控制東路口的紅、綠、黃燈；</p><p>　　P1.4~P1.6控制北路口的紅、綠、黃燈；</p><p>　　開關接在P1.0上，按鍵后會產(chǎn)生一段低電平。用開關控制電路運行狀況。</p><p

25、>　　本設計先是從普通三色燈的指示開始進行設計。</p><p>　　程序的初始化是南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，10秒后南北方向黃燈亮，再3秒后南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮。重復執(zhí)行。</p><p><b>　　5、程序流程框圖</b></p><p><b>　　二、仿真</b></p>&l

26、t;p><b>　　1、東西紅南北黃</b></p><p><b>　　2、東西紅南北綠</b></p><p><b>　　3、東西黃南北紅</b></p><p><b>　　4、東西綠南北紅</b></p><p><b>　　三、

27、調(diào)試</b></p><p>　　本次試驗調(diào)試主要是編程的調(diào)試，通過編程的調(diào)試使硬件交通燈能按照設計要求正常顯示時間和LED燈。</p><p><b>　　以下為原程序：</b></p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p><b>　　SJMP M

28、AIN</b></p><p><b>　　ORG 000BH</b></p><p>　　AJMP T0INT</p><p><b>　　ORG 0030H</b></p><p>　　MAIN:MOV TMOD,#01H</p><p>　　MOV TH0,

29、#3CH</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　MOV R7,#14H</p><p>　　MOV IE,#82H</p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p>　　S1:MOV R2,#10</p><p>　　MOV

30、 R3,#10</p><p>　　MOV R4,#13</p><p>　　ST1:MOV P1,#22H</p><p>　　MOV P3,#21H</p><p>　　ACALL DATAPRO</p><p>　　ACALL DISP</p><p>　　CJNE R2,#0,ST1&l

31、t;/p><p>　　S2:MOV R2,#3</p><p><b>　　MOV R3,#3</b></p><p><b>　　MOV R4,#3</b></p><p>　　ST2:MOV P1,#42H</p><p>　　MOV P3,#41H</p>&

32、lt;p>　　ACALL DATAPRO</p><p>　　ACALL DISP</p><p>　　CJNE R2,#0,ST2</p><p>　　S3:MOV R2,#10</p><p>　　MOV R3,#13</p><p>　　MOV R4,#10</p><p>　　ST

33、3:MOV P1,#14H</p><p>　　MOV P3,#12H</p><p>　　ACALL DATAPRO</p><p>　　ACALL DISP</p><p>　　CJNE R2,#0,ST3</p><p>　　S4:MOV R2,#3</p><p><b>　　

34、MOV R3,#3</b></p><p><b>　　MOV R4,#3</b></p><p>　　ST4:MOV P1,#18H</p><p>　　MOV P3,#14H</p><p>　　ACALL DATAPRO</p><p>　　ACALL DISP</p>

35、;<p>　　CJNE R2,#0,ST4</p><p><b>　　LJMP S1</b></p><p>　　KEY:MOV P1.0,#01H</p><p>　　LCALL DELAY</p><p><b>　　MOV A,P1</b></p><p&g

36、t;　　JNB ACC.0,KEY1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　KEY1:MOV P0,#0FFH</p><p>　　MOV P1,#48H</p><p>　　MOV P3,#44H</p><p><b>　　SJMP KEY</b>

37、;</p><p>　　DATAPRO:MOV A,R3</p><p><b>　　MOV B,#10</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV 20H,A</b></p><p><b>

38、　　MOV 26H,B</b></p><p><b>　　MOV 21H,B</b></p><p><b>　　MOV 27H,A</b></p><p><b>　　MOV A,R4</b></p><p><b>　　MOV B,#10</b

39、></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV 22H,A</b></p><p><b>　　MOV 23H,B</b></p><p><b>　　MOV 24H,A</b></p><

40、;p><b>　　MOV 25H,B</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISP:MOV R0,#8</p><p>　　MOV R1,#20H</p><p>　　MOV P0,#0FEH</p><p>　　NEXT:MOV D

41、PTR,#TAB</p><p><b>　　MOV A,@R1</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P2,A</b></p><p>　　MOV 28H,#20</p><p>　　LOOP2:MOV 29H,#50

42、</p><p>　　LOOP3:DJNZ 29H,LOOP3</p><p>　　DJNZ 28H,LOOP2</p><p><b>　　MOV A,P0</b></p><p><b>　　RL A</b></p><p><b>　　MOV P0,A<

43、/b></p><p><b>　　INC R1</b></p><p>　　DJNZ R0,NEXT</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　T0INT:DJNZ R7,ANTH</p><p><b>　　DEC R2</b&

44、gt;</p><p><b>　　DEC R3</b></p><p><b>　　DEC R4</b></p><p>　　MOV R7,#14H</p><p>　　ANTH:LCALL KEY</p><p>　　MOV TH0,#3CH</p><

45、;p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　DELAY:MOV 34H,#18</p><p>　　LP2:MOV 35H,#25</p><p>　　LP3:DJNZ 35H,LP3</p><p>　　DJNZ 34H,LP2&

46、lt;/p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H</p><p>　　DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH</p><p><b>　　四、結(jié)論</b></p><p>　　通過電路設計以及相應單片機

47、編程使得所設計的交通燈系統(tǒng)理想的達到了以下設計要求</p><p>　　（1）控制東、西、南、北四個路口的紅黃綠信號燈正常工作。</p><p>　　（2）當東西方向放行、南北方向禁行時，東西方向綠燈亮10s，然后黃燈亮3s；南北方向紅燈亮13s。</p><p>　?。?）當南北方向放行、東西方向禁行時,南北方向綠燈亮10s，然后黃燈亮3s；東西方向紅燈亮13s。

48、</p><p>　?。?）通電后，不按鍵時，紅綠燈正常啟動工作；按鍵后，紅綠燈恢復初始狀態(tài)</p><p><b>　　五、心得體會與建議</b></p><p>　　這次單片機課程設計歷時一個星期，在這次設計過程里我們體驗了從設計、編程、到調(diào)試的整個過程。</p><p>　　對于交通燈這個題目，覺得這個比較簡單，而

49、且實驗室給我們提供了電路板，我和同組的同學在查閱了以往資料后，通過對電路板的檢測，逐漸梳理出各芯片的管腳連接，最后還原出了板子的電路圖。雖然在這過程中遇到了一些麻煩。不過，不管怎么樣，我們都克服了困難，順利的完成了電路圖。</p><p>　　程序的設計過程是我們最痛苦的過程，雖然感覺交通燈程序沒什么難的，就是數(shù)碼管倒計時顯示加幾個閃爍的二極管。但是也許是起初想的太簡單，設計時遇到了很大的麻煩。起初是二極管全都亮

50、，數(shù)碼管則是不斷有亂碼出現(xiàn)。經(jīng)過修正后數(shù)碼管可以正常顯示了，但是二極管又出了問題，又經(jīng)過不斷地調(diào)整相應程序，總算二極管和數(shù)碼管能同步顯示了，這里書寫倒是簡單，但是在實際的修正調(diào)試過程中真的是費了不少勁，但是當出現(xiàn)結(jié)果的時候心里還是相當?shù)呐d奮，付出的努力總算得到了回報。但是原本好好的結(jié)果卻在驗收時有出現(xiàn)了問題，這次是二極管正常顯示，但是數(shù)碼管卻怎么也不亮了，我們費了好大勁也沒搞明白是什么問題，最后我們換了一塊板子，一下子就好了，真的是沒想

51、到，真是好事多磨，一波三折??！</p><p>　　通過這一階段的單片機課程設計，我對單片機有了更深的了解。我學會如何用編程方法消除抖動，學會了有關中斷定時，尤其是定時器的使用。</p><p>　　由于我們一開始并不怎么熟練，在編程時經(jīng)常因為考慮不周而出現(xiàn)了好幾次修改。但可幸的是編程基本思路的正確，讓我們不用很大篇幅的修改。這也使我在不動大框架中學到了很多知識，并且鞏固了以往的知識。從這

52、之后我更加認識到最初構想思路的重要性與程序流程圖的重要。</p><p>　　這一次的課程設計，我經(jīng)歷了從最初的設計到最后做出產(chǎn)品的開發(fā)過程，感覺收獲很大。我不禁提高了對專業(yè)的認識及興趣，還真真切切的學到了實際應用，這對我以后就業(yè)及工作有極其重大的影響。 </p><p><b>　　六、參考文獻</b></p><p>　?。?］張毅坤. 單