單片機課程設計--交通燈多功能任務設計

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文檔簡介

1、　　《單片機原理及應用課程設計任務指導書》　　課題： 　　班級學號 　　學生姓名 　　指導教師 &

2、lt;/p>　　電子與電氣工程學院　　2013-5　　目錄　　設計目的　　·

3、83;····································&

4、#183;··················1　　設計要求　　1總體要求·····&#

5、183;····································

6、·····1　　2具體要求···························

7、;····················2　　3系統(tǒng)硬件總框圖···········&

8、#183;·····························3　　硬件電路的設計及描述</p&

9、gt;　　1硬件總框圖及原理圖································&#

10、183;····8　　2主程序流程圖···························

11、;···············10　　3各模塊流程圖················&

12、#183;·························11　　源程序代碼<

13、p>　　···································

14、83;···················15　　課程設計體會　　·····

15、····································

16、3;·············24　　參考文獻　　···········

17、83;····································&

18、#183;······25　　一、設計目的　　《單片機原理及應用》課程設計是一項重要的實踐性教育環(huán)節(jié)，是學生在校期間必須接受的一項工程訓練。在課程設計過程中，在教師指導下，應用工程的方法，通過一個簡單課題的設計練習，可使學生初步體驗單片機應用系統(tǒng)的設計過程、

19、設計要求、完成的工作內容和具體的設計方法，了解必須提交的各項工程文件，也達到鞏固、充實和綜合運用所學知識解決實際問題的目的。　　通過課程設計，應該能加強學生如下能力的培養(yǎng)：　?。?）獨立工作能力和創(chuàng)造力；　?。?）綜合運用專業(yè)及基礎知識，解決實際工程技術問題的能力；

20、?。?）查閱圖書資料、產品手冊和各種工具書的能力；　?。?）工程繪圖的能力；　　（5）編寫技術報告和編寫技術資料的能力。　　二、設計要求　　1 總體要求<p&g

21、t;　?。?）獨立完成設計任務　　（2）繪制系統(tǒng)硬件總框圖　?。?）繪制系統(tǒng)原理電路圖　?。?）制定編寫設計方案，編制軟件框圖，完成詳細完整的程序清單和注釋　?。?）制定編寫調試方案，編寫用戶操作使用說明書　　（6）寫出設計工作小

22、結。對在完成以上文件過程所進行的有關步驟如設計思想、指標論證、方案確定、參數(shù)計算、元器件選擇、原理分析等作出說明，并對所完成的設計作出評價，對自己整個設計工作中經驗教訓，總結收獲和今后研究方向。　　2 具體要求　　本次工程實踐的校內部分主要以單片機為基礎，進行單片機軟件編程，目的是為了提高學生的軟件編程和系統(tǒng)設計能力

23、，整個設計系統(tǒng)包括兩個部分，硬件及軟件部分，硬件部分已經制作成功，學生只需要掌握其原理和焊接相應的元器件，掌握元器件的辨別和元器件的作用以及應用場所即可，另外對所焊接的電路還需要進行仔細的檢查，判斷是否有焊接錯誤的地方或者短路的地方，對出現(xiàn)的異常情況要能夠根據(jù)現(xiàn)象判別原因，并具備解決問題的能力，從而切實提高學生的硬件電子電路的分析、判斷能力。　　軟件編程是本次課程設計的重要環(huán)節(jié)。在為期兩周的工程

24、實踐中，將占據(jù)主要時間，完成的軟件編程任務主要包括以下幾點：　　1）、熟悉Keil C51編程平臺及相關編程軟件　　2）、編寫、調試蜂鳴器、繼電器動作、方波程序并進行軟硬件聯(lián)調　　3）、編寫、調試LED流水燈（循環(huán)顯示）程序并進行軟硬件聯(lián)調　　4）、編寫、調試鍵盤掃描子程

25、序并進行軟硬件聯(lián)調　　5）、編寫、調試數(shù)碼管動態(tài)掃描程序并進行軟硬件聯(lián)調　　6）、基于交通燈的多功能控制設計　　其中前五個內容是后兩個內容的基礎，主要是編制一些子程序，為后繼的整個系統(tǒng)設計打下基礎。　　交通燈控制是在五個課題中選做的一個設計，是一個簡單的單片機編程設計，來

26、實現(xiàn)智能交通燈的多功能作用。　　3系統(tǒng)硬件總框圖　　系統(tǒng)設計總框圖　　此次課程設計，AT89C52是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only

27、 Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。　　1） AT89C52單片機　　設計中所用的單片機型號為AT89C52 ，其主要功能為：　　AT89C52是低功耗、高性能的CMOS 8位單片機。片內帶有8KB的Flash存儲器，且允許在系統(tǒng)內改寫或用編程器編程。另外，AT89C52的指令系統(tǒng)

28、和引腳與80C52完全兼容，所以，近幾年AT89C52單片機應用極為廣泛。　　AT89C52單片機除了含有8KB的Flash存儲器外，片內還有256 B的RAM，32條I/O口線，3個16位定時/計算器、6個中斷源、1個全雙工串行口等。同時，與80C52一樣，有空閑和掉電兩種節(jié)電運行方式。　　AT89C52引腳如圖7所示：<

29、p>　　圖7 AT89C52引腳　　AT89C52單片機為40腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標準的C51內核，在內部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調整時的功能控制。功能包括對會聚主IC 內部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。<p&

30、gt;　　2） DS1302模塊　　DS1302的RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。當RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。　　其管腳圖如下：&

31、lt;p>　　DS1302管腳圖　　各引腳功能：Vcc1為后備電源，VCC2為主電源，X1和X2是振蕩源，　　SCLK為輸入端　　RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止

32、單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。　　3）數(shù)碼管顯示電路　　圖6 數(shù)碼管顯示電路　　數(shù)碼顯示電路設計中采用四位共陽極掃描型數(shù)碼管即其公共端接正極, 掃描型是指數(shù)碼管的段選都是并聯(lián)的。其位選位控制哪一位的數(shù)碼管亮,在設計中由單片機AT89C52的P1口控制其位選，以達到動態(tài)顯示的效

33、果，再通過P0口，控制其段選以顯示相應的數(shù)值。　　所謂動態(tài)掃描就是指我們采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的COM端，使各個顯示器輪流點亮。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮時間是極為短暫的（約1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。<p&g

34、t;　　4）LED燈顯示　　本次課程設計中，“程序語言”通過“翻譯”軟件“翻譯”成單片機所需的二進制代碼，單片機可工作。要用外加電源和分壓電阻來控制低電平驅動點亮，因為單片機不能直接高電平驅動LED燈。如圖D1-D8和R1、R2以及R6-R11連接到單片機IO口，當P1口某腳變低時相應LED發(fā)光。實現(xiàn)LED燈的閃爍，只需利用編程方法依次從低位到高位逐個變?yōu)榈?/p>

35、電平，等待少許時刻再變高即可。　　5）鍵盤掃描模塊　　圖4 按鍵輸入電路　　本模塊四個開關分別用于控制流水燈控制電路，時間顯示電路，音樂蜂鳴器電路，交通燈四部分功能。當按下其中一個開關時，該部分電路導通，給單片機發(fā)出地址信號，實現(xiàn)其中一項

36、功能的運做，如圖4所示。　　KEYA鍵：其功能是當該鍵按下時，蜂鳴器程序工作；　　KEYB鍵：其功能是當該鍵按下時，流水燈程序工作；　　KEYC鍵：其功能是當該鍵按下時，數(shù)碼管動態(tài)掃描程序工作；　　KEYD鍵：其功能是當該鍵按下時，交通燈程序工作。

37、　　6）蜂鳴器電路　　圖5 蜂鳴器電路　　蜂鳴器單元電路是通過一個PNP三極管來放大驅動蜂鳴器，蜂鳴器的正極接到＋5V電源上面，蜂鳴器的負極接到三極管的發(fā)射極，三極管的基極經過限流電阻后由單片機的P3.4控制。　　當輸出

38、高電平時，三極管截止，蜂鳴器的兩引腳間的直流電壓接近于0V，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當輸出低電平時，三極管導通，使蜂鳴器的兩個引腳間獲得將接近+5V的直流電壓，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過程序控制IO口輸出的電平來控制蜂鳴器是否發(fā)出聲音，實現(xiàn)各種可能音響的產生。　　啟動報警子程序如下：停止報警子程序如下：

39、　　START: SETB P1.0 STOP: CLR P1.0　　RET RET　　三、硬件電路的設計及描述　　1 硬件總框圖及原理圖<

40、p>　　圖1 硬件總框圖　　圖2 硬件總原理圖　　2 主程序流程圖　　主程序流程圖　　3 各模塊流程圖<

41、/p>　　1）時間顯示程序流程圖　　2）流水燈程序流程圖　　3）利用蜂鳴器的音樂流程圖　　4）智能交通燈　　四、源程序代碼

42、/********************************************************************　　* 文件名： 4個功能由按鍵控制.c　　* 描述 : 按下A鍵，實現(xiàn)蜂鳴器動作。　　按下B鍵，實現(xiàn)LED流水燈循環(huán)顯示。

43、;　　按下C鍵，實現(xiàn)數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示。　　按下D鍵，實現(xiàn)交通燈功能。　　* 創(chuàng)建人： 　　***********************************************************************/<p&

44、gt;　　#include<reg52.h>　　#include<intrins.h> 　　#define uint unsigned int // 無符號整形習慣的定義 　　#define uchar unsigned char //無符號字符型習慣的定義&l

45、t;/p>　　void buzz_key(void); //子函數(shù)聲明　　void led_key(void);　　void tube_key(void);　　void traffic(void);　　unsigned char code

46、 duanma[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; // 0 1 2 3 4 56 7 8 9　　unsigned char code weima[6]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};// 選擇哪個數(shù)碼管　　unsigned

47、 char temp[6];　　uchar i=35;　　uchar k=30;　　uchar l=5;　　uchar j;　　uchar b; //定義變量

48、 　　sbit duan=P2^6;//定義管腳　　sbit wei=P2^7;　　sbit key_A=P3^4;　　sbit key_B=P3^5;　　sbit key_C=P3^6;<p&

49、gt;　　sbit key_D=P3^7;　　sbit buzz=P2^3;　　sbit DIOLA=P2^5;　　sbit csda=P3^2;　　sbit red=P1^0;//交通燈管腳定義　　sbit green=P1

50、^1;　　sbit yellow=P1^2;　　/********************************************************************　　* 名稱 : Delay_1ms()　　* 功能 : 延時子程序，延時時間為 1m

51、s * x　　* 輸入 : x (延時一毫秒的個數(shù))　　* 輸出 : 無　　***********************************************************************/　　void

52、Delay_1ms(unsigned int t)　　{　　unsigned char x,y;　　for(x=t;x>0;x--)　　for(y=110;y>0;y--); <

53、;p>　　}　　/********************************************************************　　* 名稱 : Main()　　* 功能 : 實現(xiàn)蜂鳴器，流水燈，數(shù)碼管，交通燈<p

54、>　　***********************************************************************/　　void main()　　{ 　　DIOLA=0;//流水燈鎖存器關流水燈未選通&l

55、t;p>　　wei=0;//位選關　　duan=1;　　P0=0;　　duan=0; 　　csda=0;<

56、;/p>　　while(1)　　{　　if(key_A==0 || key_B==0 || key_C==0|| key_D==0)　　{ <

57、;p>　　if(key_A==0) //A鍵按下　　{ 　　buzz_key(); //調用蜂鳴器子程序　　}　　else if(key_B==0) //B鍵

58、按下　　{　　led_key(); //調用流水燈子程序　　}　　else if(key_C==0) //C鍵按下時　　{<

59、;/b>　　tube_key(); //調用數(shù)碼管顯示子程序　　}　　else //D鍵按下時　　{　　traffic(); /

60、/調用交通燈子程序　　i=35;　　k=30;　　l=5;　　return;&

61、lt;b>　　}　　}　　}　　} 　　/********************************************

62、************************　　* 名稱 : buzz_key(void) 　　* 功能 : 蜂鳴器子程序　　***********************************************************************/

63、;　　void buzz_key(void) 　　{ 　　DIOLA=0;　　wei=0; 　　buzz=0;//蜂鳴器響

64、　　while(key_B&&key_C&&key_D&&!key_A); 　　buzz=1;//關蜂鳴器　　} 　　/*************************

65、********************************************　　* 名稱 : led_key(void) 　　* 功能 : 流水燈子程序　　***********************************************************************/&

66、lt;/p>　　void led_key(void)　　{　　DIOLA=1;　　b=0xfe;　　P1=b;//11111

67、110　　while(key_B==0)　　{　　b=_crol_(b,1); //左移11111101　　Delay_1ms(500);　　P1=b;//111111011<

68、/p>　　Delay_1ms(500);　　}　　while(key_A&&key_B&&key_C&&key_D);　　P1=0xff;

69、　　} 　　/********************************************************************　　* 名稱 : tube_key(void) 　　* 功能 : 數(shù)碼管子程序

70、***********************************************************************/　　void tube_key(void)　　{　　DIOLA=0; //流水燈使能端置0</p

71、>　　while(key_C==0)　　{ unsigned int i; 　　for(i=0;i<6;i++)　　{　　wei=1;&

72、lt;p>　　P0=weima[i]; //位選信號　　wei=0;　　duan=1; 　　P0=duanma[i]; //段選信號　　duan=0;<

73、;p>　　Delay_1ms(500);　　}　　duan=1;　　P0=0;　　duan=0; //清零

74、;　　}　　}　　/********************************************************************　　* 名稱 : traffic_key(void)

75、　　* 功能 : 交通燈子程序　　***********************************************************************/ 　　void traffic(void)　　{

76、　　DIOLA=0;　　while(key_D==0)　　{ 　　if(i>0)　　{<

77、;/p>　　DIOLA=1;　　b=0xfe;　　P1=b;//11111110　　for(j=0;j<40;j++)　　{</b&

78、gt;　　P0 = 0;　　wei=1; //消隱　　P0 = weima[0];　　wei=0;　　duan=1; //第1位

79、數(shù)碼管顯示　　P0 = duanma[(i / 10)%10]; //在這里取 i 的個位數(shù)　　Delay_1ms(40); //延時40毫秒后顯示下一個數(shù)　　P0 = 0;　　wei=1;

80、//消隱　　P0 = weima[1];　　wei=0;　　duan=1; //第2位數(shù)碼管顯示　　P0 = duanma[i % 10]; //在這里取 i 的個位數(shù)<p

81、>　　Delay_1ms(40); //延時40毫秒后顯示下一個數(shù)　　}　　i--;　　}　　else if(k>0)</p

82、>　　{ 　　DIOLA=1;　　b=0xfd;　　P1=b;//11111110　　for(j=0;j<40;j++)

83、　　{　　P0 = 0;　　wei=1; //消隱　　P0 = weima[0];　　wei=0;&l

84、t;/p>　　duan=1; //第1位數(shù)碼管顯示　　P0 = duanma[(k / 10)%10]; //在這里取 i 的個位數(shù)　　Delay_1ms(40); //延時3毫秒后顯示下一個數(shù)　　P0 = 0;<

85、/p>　　wei=1; //消隱　　P0 = weima[1];　　wei=0;　　duan=1; //第2位數(shù)碼管顯示　　P0 = duanma[k % 10]

86、; //在這里取 i 的個位數(shù)　　Delay_1ms(40); //延時3毫秒后顯示下一個數(shù)　　}　　k--;　　}<

87、/p>　　else if(l>0)　　{　　DIOLA=1;　　b=0xfb;　　P1=b;//11111110</

88、p>　　for(j=0;j<40;j++)　　{　　P0 = 0;　　wei=1; //消隱　　P0 = weima[0];

89、　　wei=0;　　duan=1; //第1位數(shù)碼管顯示　　P0 = duanma[(l / 10)%10]; //在這里取 i 的個位數(shù)　　Delay_1ms(40); //延時3毫秒后顯示下一個數(shù)<

90、;p>　　P0 = 0;　　wei=1; //消隱　　P0 = weima[1];　　wei=0;　　duan=1; //第2位數(shù)碼管顯示</p

91、>　　P0 = duanma[l % 10]; //在這里取 i 的個位數(shù)　　Delay_1ms(40); //延時3毫秒后顯示下一個數(shù)　　}　　l--;

92、　　}　　}　　}　　五、課程設計體會　　通過此次單片機課程設計，我們經過查閱資料，然后加上自己所學

93、的知識，最后才初步完成這次課程設計。通過這次課程設計，我不僅學到了很多新知識，而且還鞏固了以前所學的的知識，也學到了很多在書本上所沒有學到過的東西。　　這次課程設計我是全身心的投入進去了，從中確確實實學到了不少東西，使我受益匪淺，提高了我用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決現(xiàn)實問題的能力。　　通過這次的課程設計作品的制作讓我對單片機的理論有了更加深入的了解，同

94、時在具體的制作過程中我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在書本上的知識與實際的應用存在著不小的差距，書本上的知識很多都是理想化后的結論，忽略了很多實際的因素，或者涉及的不全面，可在實際的應用時這些是不能被忽略的，我們不得不考慮這方的問題，這讓我們無法根據(jù)書上的理論就輕易得到預想中的結果，有時結果甚至很差別很大。通過這次實踐使我更深刻的體會到了理論聯(lián)系實際的重要性，我們在今后的學習工作中會更加的注重實際，避免稱為只會紙上談兵的趙括。<

95、p>　　通過合作，我們的合作意識得到加強。合作能力得到提高。在設計的過程中，我們用了分工與合作的方式，每個人互責一定的部分，同時在一定的階段共同討論，以解決分工中個人不能解決的問題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見。　　在設計的過程中我們還得到了老師的幫助，得到老師的幫助后我們小組事半功倍，設計很快就達到預期的效果，在此感謝老師的幫助!<b&

96、gt;　　六、參考文獻　　1.《單片機原理及接口技術》李朝青北京航空航天大學出版社，2004　　2.《單片機原理及應用》李全力高等教育出版社，2001　　3.《電子系統(tǒng)設計與實踐》楊剛，周群電子工業(yè)出出版社，1997　　4.《單片機微型計算

97、機技術》劉國榮機械工業(yè)出版社，1997　　5.《數(shù)字電子技術》楊志忠高等教育出版社，2003　　6.《電子技術》胡宴如高等教育出版社，2001　　7.《電子線路CAD》王延才機械工業(yè)出版社，2001　　8.《單片機應用技術選編》何利民北京航空航天大學出

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