單片機(jī)交通燈課程設(shè)計報告

1、<p>　　單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計報告</p><p>　　專 業(yè)： 網(wǎng)絡(luò)工程1班 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　完成日期：2011年10月28日</p>&l

2、t;p>　　1 設(shè)計任務(wù)和性能指標(biāo)</p><p><b>　　1.1設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　利用單片機(jī)完成交通信號燈控制器的設(shè)計，該交通信號燈控制器由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口，在每個入口處設(shè)置紅、綠、黃三色信號燈，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車輛有時間停在禁行線外。用紅、綠、黃發(fā)光二極管作信號燈。如圖上圖所示。設(shè)

3、東西向為主干道，南北為支干道。</p><p><b>　　1.2性能指標(biāo)</b></p><p>　?。?）處于常允許通行的狀態(tài)，支干道有車來時才允許通行。主干道亮綠燈時，支干道亮紅燈；支干道亮綠燈時，主干道亮紅燈。</p><p>　?。?）干道均有車時，兩者交替允許通行，主干道每次放行60秒，支干道每次放行40秒，設(shè)立60秒、40秒計時、

4、顯示電路。</p><p>　?。?）綠燈亮到紅燈亮的轉(zhuǎn)換過程中，要亮5秒黃燈作為過渡。黃燈亮?xí)r，原紅燈按1Hz的頻率閃爍。</p><p>　?。?）支干道通行時間及黃燈亮的時間均可在0～99秒內(nèi)任意設(shè)置。</p><p><b>　　2 設(shè)計方案</b></p><p><b>　　2.1任務(wù)分析</

5、b></p><p>　　模擬交通燈控制器就是使用單片機(jī)來控制一些LED 和數(shù)碼管，模擬真實交通燈的功能。紅、黃、綠交替閃亮，利用數(shù)碼管倒計數(shù)顯示間隔等，用于管理十字路口的車輛及行人交通，計時牌顯示路口通行轉(zhuǎn)換剩余時間等</p><p><b>　　2.2方案設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計的要求可知，系統(tǒng)的硬件原理框圖如下圖所

6、示。</p><p><b>　　系統(tǒng)硬件框圖</b></p><p>　　單片機(jī)可選用AT89C52，它與8052系列單片機(jī)全兼容，但其內(nèi)部帶有4KB的FLASH ROM，設(shè)計時無需外接程序存儲器，為設(shè)計和調(diào)試帶來極大的方便。南北向和東西向各采用2個數(shù)碼管計時，同時需要對該方向的指示燈的點亮?xí)r間進(jìn)行倒計時。鍵盤系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)的需要設(shè)置不同的鍵的個數(shù)，可以選擇線式鍵

7、盤或矩陣式鍵盤，若單片機(jī)的IO口不夠用時，可以考慮擴(kuò)展8255或8155滿足系統(tǒng)的要求。</p><p><b>　　2. 軟件方案 </b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，程序框圖如圖1所示。軟件可由匯編語言完成，也可由C語言完成。軟件設(shè)計可以分為以下幾個功能模塊：</p><p>　　主程序：初始化及鍵盤監(jiān)控。</p>&

8、lt;p>　　計時程序模塊：為定時器的中斷服務(wù)子程序，完成0.1秒（或其他時間）和1秒的時間定時。 </p><p>　　顯示程序模塊：完成60個發(fā)光二極管（實際上只需驅(qū)動30個）和8個LED數(shù)碼管的顯示驅(qū)動。</p><p><b>　　程序流程圖</b></p><p><b>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計</b><

9、;/p><p>　　3.1單片機(jī)的最小系統(tǒng)</p><p>　　ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C52單片機(jī)它是硬件電路的核心部分，時鐘電路晶振使用12MHz，復(fù)位電路采取按鍵復(fù)位方式。具體連接圖3.1和圖3.2。</p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)的時鐘電路</p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位電路</p><p><b&

10、gt;　　3.2電源電路設(shè)計</b></p><p>　　電源用5V直流變壓器直接供電。</p><p>　　3.3數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　顯示電路采用8個共陰數(shù)碼管，P1口作為數(shù)碼管的輸入，P3.4、P3.5、P3.6 P3.7分別作為東西南北四路數(shù)碼管的位選端。</p><p><b>　　數(shù)碼管顯示電路

11、</b></p><p>　　3.4信號燈控制電路</p><p><b>　　應(yīng)急電路</b></p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1 主程序設(shè)計</b></p><p>　　系統(tǒng)程序流程圖

12、 </p><p><b>　　5 調(diào)試及性能分析</b></p><p><b>　　5.1 調(diào)試分析</b></p><p>　　5.1.1 軟件調(diào)試</p><p>　　軟件調(diào)試主要是利用proteus仿真軟件完成電路的搭建，運行以發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的錯誤及時改正。</p>&l

13、t;p>　　5.1.2 硬件調(diào)試</p><p>　　硬件調(diào)試主要是檢測硬件電路是否有短路、斷路、虛焊等。具體步驟及測試結(jié)果如下：</p><p>　?。?）檢查電源與地線是否全部連接上，用萬用表對照電路原理圖測試各導(dǎo)線是否完全連接，對未連接的進(jìn)行修復(fù)。</p><p>　?。?）參照原理圖，檢查各個器件之間的連接是否連接正確，是否存在虛焊，經(jīng)測試，各連接不存

14、在問題。</p><p>　?。?）以上兩項檢查并修復(fù)完后，給該硬件電路上電，電源指示燈點亮。</p><p>　　5.1.3 系統(tǒng)功能調(diào)試</p><p>　　通過軟件仿真顯示，系統(tǒng)基本能完成要求，由于設(shè)計思路出現(xiàn)問題，鍵盤沒有正確的做出來，沒有鍵盤電路，緊急情況也可以通過一個按鈕來采取相關(guān)的動作。</p><p><b>　　6

15、 心得體會</b></p><p>　　這次單片機(jī)課程設(shè)計歷時兩個星期的時間，在這次設(shè)計過程里我體驗了從設(shè)計、畫板、編程、焊板到調(diào)試的整個過程。</p><p>　　對于交通燈這個題目，由于以前學(xué)單片機(jī)這個課程時，做過類似相關(guān)的實驗，覺得這個比較簡單而且做出的東西也比較直觀，在確定題目之后，查閱了大量的資料，初步完成了電路設(shè)計方案。</p><p>　　

16、接著就是畫電路板，這個軟件的應(yīng)用學(xué)過了，但是學(xué)的時候感覺很簡單，但是到了具體設(shè)計的時候，問題不斷的出來，比如有的器件庫里面沒有封裝，要自己花封裝，這時候就很容易出問題，比如焊盤的大小，有的器件上焊盤大小不一樣，有個別大的是用來固定的，這個很容易被忽略。</p><p>　　接下來就是程序的設(shè)計了，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就完事，但是也許是起初想的太簡單，設(shè)計時到了細(xì)節(jié)處

17、，也出了不少問題，而且很難被檢查出來，但是最后經(jīng)過不斷努力，還是寫出來正確的代碼。</p><p>　　通過這次課設(shè)，對以前學(xué)過的知識進(jìn)行了鞏固，加深了理解，提高了應(yīng)用的能力，而且提高了我們的發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。經(jīng)歷了從最初的設(shè)計到最后做出產(chǎn)品的開發(fā)過程，提高了對專業(yè)的認(rèn)識及興趣，對于我來說，對以后就業(yè)有及其重大的影響。參考文獻(xiàn)</p><p>　　[1] 徐維祥.單片微型機(jī)原理及

18、應(yīng)用 大連理工大學(xué)出版社，2006.12</p><p>　　[2] 胡漢才.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京: 清華大學(xué)大學(xué)出版社,2004.1-505.</p><p>　　[3] 閆勝利.Altium Designer 6.Ｘ中文版使用教程　電子工業(yè)出版社　2007.6</p><p>　　[4] 李泉溪.單片機(jī)原理</p><p>&

19、lt;b>　　附錄1 系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b>　　附錄2 系統(tǒng)仿真圖</b></p><p><b>　　附錄3 程序清單</b></p><p>　　;------------------------------------</p><p><b>

20、　　;程序?qū)崿F(xiàn)功能</b></p><p>　　;西南北路口直行與轉(zhuǎn)彎交替通行，數(shù)碼管顯示直行通行倒計時，紅綠黃燈顯示包括人行道在內(nèi)的道路交通狀態(tài)。</p><p>　　;某一方向道路擁擠時，可以人工控制調(diào)節(jié)東西南北方向通行時間。</p><p>　　;緊急情況時，各路口交通燈顯示紅燈，數(shù)碼管保持?jǐn)?shù)據(jù)不變。</p><p>　　;

21、工作寄存器及存儲單元分配</p><p><b>　　;1.工作寄存器</b></p><p>　　;R2設(shè)置為定時器定時中斷次數(shù),R6、R7用于延時程序中的寄存器</p><p><b>　　;2.片內(nèi)存儲單元</b></p><p>　　;30H、31H作為兩組數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)存儲單元;32H、3

22、3H作為交通燈初始狀態(tài)存儲單元;40H、41H作為交通燈顯示數(shù)據(jù)存儲單元</p><p><b>　　;3.標(biāo)志位</b></p><p>　　;00H：南北通行標(biāo)志位 ; 01H：東西通行標(biāo)志位;02H：緊急事件標(biāo)志位 </p><p>　　;-----------------------------------</p>&

23、lt;p>　　SNF EQU 00H ;;;南北通行標(biāo)志位</p><p>　　EWF EQU 01H ;;;東西通行標(biāo)志位</p><p>　　URF EQU 02H ;;;緊急事件標(biāo)志位</p><p>　　ORG 0000H</p><p&g

24、t;　　LJMP MAIN ;;;上電轉(zhuǎn)主程序</p><p>　　ORG 000BH ;;;定時中斷入口</p><p>　　LJMP DSZD </p><p>　　ORG 0003H ;;;緊急中斷入口</p>

25、;<p>　　LJMP URZD</p><p>　　ORG 0030H </p><p>　　MAIN: LCALL INIT ;;;調(diào)用初始化子程序</p><p>　　LOOP: LCALL DIS ;;;循環(huán)執(zhí)行顯示子程序</p><p>　　AJMP LOOP<

26、;/p><p>　　;///////////初始化程序</p><p>　　INIT: SETB SNF </p><p>　　SETB EWF </p><p>　　SETB URF </p><p>　　MOV R2,#20

27、 ;;;定時器中斷20次為1s</p><p>　　MOV TMOD,#01H ;;;初始化定時器</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　MOV TH0,#3CH</p><p>　　SETB EA ;;;開定時中斷與緊急中斷</p><p&g

28、t;<b>　　SETB ET0</b></p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p><b>　　SETB EX0</b></p><p>　　SETB IT0 ;;;設(shè)置中斷程控方式</p><p>　　MOV DP

29、TR,#TAB ;;;數(shù)值首地址放入DPTR中</p><p>　　MOV 40H,#40 ;;;東南西北通行時間設(shè)置</p><p>　　MOV 41H,#40</p><p>　　MOV 30H,#40 ;;;通行時間初始化</p><p>　　MOV 31H,#60</p>

30、;<p>　　MOV P0,#4CH ;;;初始化時南北通行并把交通燈狀態(tài)分別放在32H和33H中</p><p>　　MOV 32H,#4CH</p><p>　　MOV P2,#15H</p><p>　　MOV 33H,#15H</p><p><b>　　RET</b>

31、</p><p>　　;////////////顯示子程序</p><p>　　DIS: MOV P3,#0DFH ;;;選中南北方向的十位數(shù)碼管</p><p>　　MOV A,30H ;;;把顯示數(shù)據(jù)送人數(shù)碼管顯示</p><p>　　MOV B,#10</p><p>

32、<b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P1,A ;;;</p><p>　　LCALL D1MS</p><p>　　MOV P3,#0EFH ;;;選中南北方向的個位數(shù)碼管</p>&l

33、t;p>　　MOV A,B ;;;送入數(shù)碼管顯示</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR </p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCALL D1MS</p><p>　　MOV P3,#7FH ;;;選中第東西方向的十位數(shù)碼管</p>

34、<p>　　MOV A,31H ;;;送入數(shù)碼管顯示</p><p>　　MOV B,#10</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P1,A</p><p>

35、　　LCALL D1MS</p><p>　　MOV P3,#0BFH ;;;選中第東西方向的個位數(shù)碼管</p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　LCA

36、LL D1MS</p><p>　　SETB P3.0</p><p>　　SETB P3.1</p><p>　　JNB P3.0,DIS_S ;;;查詢是否第一個按鍵按下</p><p>　　JNB P3.1,DIS_E ;;;查詢是否第二個按鍵按下</p><p>　　AJMP DI

37、S_R ;;;沒有鍵按下則返回</p><p>　　DIS_S:LCALL D5MS ;;;按鍵去抖</p><p>　　JNB P3.0,DIS_SN</p><p>　　AJMP DIS_R </p><p>　　DIS_SN:MOV 40H,#50 ;;;對通行時間從新分配

38、，南北通行時間加長</p><p>　　MOV 41H,#30</p><p>　　AJMP DIS_R</p><p>　　DIS_E:LCALL D5MS ;;;按鍵去抖</p><p>　　JNB P3.1,DIS_EW </p><p>　　AJMP DIS_R</p>

39、;<p>　　DIS_EW:MOV 40H,#30 ;;;東西通行時間加長</p><p>　　MOV 41H,#50</p><p>　　DIS_R:RET </p><p>　　;///////定時中斷處理程序</p><p>　　DS_C: LJMP DS_R

40、 ;;;接力跳轉(zhuǎn)</p><p>　　DSZD: PUSH ACC ;;;保護(hù)現(xiàn)場</p><p><b>　　PUSH PSW</b></p><p>　　CLR TR0 ;;;關(guān)定時器及中斷標(biāo)志位并重新賦值</p><p><b>　　CLR

41、 TF0</b></p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　MOV TH0,#3CH</p><p>　　DJNZ R2,DS_C ;;;判斷1m時間是否到達(dá)</p><p>　　MOV R2,#20 ;;;到達(dá)重新賦值</p><p>

42、;　　DEC 30H ;;;南北方向通行時間減一</p><p>　　MOV A,30H ;;;把減一后的時間送入顯示存儲單元</p><p>　　;;;;;;;南北通行到達(dá)最后4秒時黃燈閃爍</p><p>　　DS_10:CJNE A,#4,DS_11 ;;;如果通行時間剩余4秒</p>&

43、lt;p>　　JNB SNF,DS_11 ;;;判斷是否是南北通行</p><p>　　MOV P0,#8AH </p><p>　　MOV 32H, #8AH ;;;把交通燈狀態(tài)存入存儲單元（后面類似）</p><p>　　DS_11:CJNE A,#3,DS_12 ;;;不是剩余3秒，返回</p

44、><p>　　JNB SNF,DS_12 ;;;不是南北通行時間，返回</p><p>　　MOV P0,#88H</p><p>　　MOV 32H, #88H</p><p>　　DS_12:CJNE A,#2,DS_13</p><p>　　JNB SNF,DS_13</p>

45、<p>　　MOV P0,#8AH</p><p>　　MOV 32H, #8AH </p><p>　　DS_13:CJNE A,#1,DS_14</p><p>　　JNB SNF,DS_14</p><p>　　MOV P0,#88H</p><p>　　MOV 32H, #88

46、H</p><p>　　;------------------------</p><p>　　DS_14:JNZ DS_NE ;;;通行時間沒有結(jié)束轉(zhuǎn)向改變東西方向的數(shù)碼管</p><p>　　CPL SNF ;;;如果通行時間結(jié)束則對標(biāo)志位取反</p><p>　　JNB SNF,DS_

47、1 ;;;判斷是否南北通行</p><p>　　MOV 30H,40H ;;;是，點亮相應(yīng)的交通燈</p><p>　　MOV P0,#4CH</p><p>　　MOV 32H,#4CH ;;;存儲交通燈狀態(tài)</p><p>　　MOV P2,#15H</p><p&

48、gt;　　MOV 33H, #15H ;;;存儲交通燈狀態(tài)</p><p>　　DS_NE:DEC 31H ;;;東西方向通行時間減一</p><p>　　MOV A,31H ;;;把通行剩余時間送入顯示存儲單元</p><p>　　;;;;;;;;東西方向通行時間剩余4秒鐘黃燈閃爍（程序注釋與南北方向類

49、似 略）</p><p>　　DS_20:CJNE A,#4,DS_21 </p><p>　　JB EWF,DS_21</p><p>　　MOV P0,#51H</p><p>　　MOV 32H, #51H</p><p>　　DS_21:CJNE A,#3,DS_22</p>

50、<p>　　JB EWF,DS_22</p><p>　　MOV P0,#41H</p><p>　　MOV 32H, #41H</p><p>　　DS_22:CJNE A,#2,DS_23</p><p>　　JB EWF,DS_23</p><p>　　MOV P0,#51

51、H</p><p>　　MOV 32H, #51H</p><p>　　DS_23:CJNE A,#1,DS_24</p><p>　　JB EWF,DS_24</p><p>　　MOV P0,#41H</p><p>　　MOV 32H, #41H</p><p>　　;

52、-----------------------------</p><p>　　DS_24:JNZ DS_R ;;;東西方向時間沒有結(jié)束，返回</p><p>　　CPL EWF ;;;對通行狀態(tài)取反</p><p>　　JNB EWF,DS_2 ;;;東西方向通行時間到來，跳轉(zhuǎn)</

53、p><p>　　MOV 31H,#80 ;;;東西方向通行結(jié)束，重新顯示時間</p><p>　　MOV P0,#89H ;;;點亮相應(yīng)的交通燈</p><p>　　MOV 32H, #89H</p><p>　　MOV P2,#29H</p><p>　　MOV 3

54、3H, #29H</p><p>　　AJMP DS_R </p><p>　　DS_1: MOV 30H,#80 ;;;南北通行時間結(jié)束，重新對顯示存儲單元賦值 </p><p>　　MOV P0,#89H ;;;執(zhí)行轉(zhuǎn)彎狀態(tài)1</p><p>　　MOV 32H, #89H

55、</p><p>　　MOV P2,#26H</p><p>　　MOV 33H, #26H</p><p>　　AJMP DS_NE </p><p>　　DS_2: MOV 31H,41H ;;;東西方向開始通行，賦值予顯示存儲單元</p><p>　　MOV

56、 P0,#61H ;;;點亮相應(yīng)的交通燈</p><p>　　MOV 32H, #61H</p><p>　　MOV P2,#15H</p><p>　　MOV 33H, #15H</p><p>　　DS_R: SETB TR0 </p><p>　　POP PSW

57、 ;;;恢復(fù)現(xiàn)場</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　;/////////////緊急中斷處理程序</p><p>　　URZD: PUSH ACC ;;;保護(hù)現(xiàn)場</p>

58、;<p><b>　　PUSH PSW</b></p><p>　　CLR IE0 ;;;清除中斷標(biāo)志位</p><p>　　CLR TR0 ;;;關(guān)定時器</p><p>　　CPL URF ;;;緊急事件標(biāo)志位</p><

59、p>　　JB URF,UR_CON ;;;緊急結(jié)束；跳轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV P0,#49H ;;;各路口燈全顯示紅燈亮</p><p>　　MOV P2,#15H</p><p>　　AJMP UR_R</p><p>　　UR_CON:SETB TR0 ;;;

60、恢復(fù)正常交通</p><p>　　MOV A,32H</p><p>　　MOV P0,A</p><p>　　MOV A,33H</p><p>　　MOV P2,A</p><p>　　UR_R: POP PSW ;;;恢復(fù)現(xiàn)場</p><p>&

61、lt;b>　　POP ACC</b></p><p>　　RETI </p><p>　　;////////////查表指令</p><p>　　TAB: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH</p><p>　　DB 7DH, 07H, 7FH, 6FH<

62、/p><p>　　;//////////延時5ms與1ms</p><p>　　D5MS: MOV R7,#5</p><p>　　D1MS: MOV R7,#10</p><p>　　MOV R6,#50 </p><p>　　L1: DJNZ R6,$</p><p&