交通燈課程設(shè)計

1、<p><b>　　《計算機(jī)控制技術(shù)》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　課題名稱 交通燈控制設(shè)計</p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　班 級 &l

2、t;/p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2011年 6 月 8日</p><p><b>　　目錄</b></p>

3、;<p><b>　　一、總體方案設(shè)計</b></p><p>　　1.1 設(shè)計要求3</p><p>　　1.2總體方案設(shè)計框圖介紹3</p><p><b>　　1.3元件列表4</b></p><p>　　二、單元電路設(shè)計6</p><p>　　

4、2.1 AT89C51介紹......................................................................................6</p><p>　　2.2主控制系統(tǒng)模塊..................................................................................7<

5、/p><p>　　2.3晶振電路..............................................................................................7</p><p><b>　　2.4復(fù)位電路8</b></p><p>　　2.5緊急電路11</p><

6、;p>　　2.6時間設(shè)置電路11</p><p>　　2.7交通燈電路15</p><p>　　2.8數(shù)碼管顯示電路.................................................................................16</p><p>　　2.9整體電路圖...................

7、......................................................................17</p><p>　　三、系統(tǒng)程序設(shè)計17</p><p>　　3.1主程序流程圖17</p><p>　　3.2設(shè)計程序18</p><p>　　四、實驗總結(jié).................

8、..........................................................................21</p><p>　　五、參考資料….……………………………………………………….22</p><p>　　六、附錄…………………………………………………………………………………..….22</p><p><

9、b>　　一、總體方案設(shè)計</b></p><p>　　1.1實驗要求 </p><p>　?。?）能顯示十字路口東西、南北兩個方向的紅、黃、綠燈的指示狀態(tài)。（初始狀態(tài)0為東西紅燈，南北紅燈。然后轉(zhuǎn)狀態(tài)1南北綠燈通車，東西紅燈。延時T1秒后轉(zhuǎn)狀態(tài)2，南北綠燈閃2秒轉(zhuǎn)黃燈，延時3秒，東西仍然紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3，東西綠燈通車，南北紅燈。延時T1秒后轉(zhuǎn)狀態(tài)4，東西綠燈閃2秒轉(zhuǎn)黃

10、燈，延時3秒，南北仍然紅燈。最后循環(huán)至狀態(tài)1。）</p><p>　　（2）用撥動開關(guān)K0～K7實現(xiàn)延時時間T1的設(shè)置，當(dāng)K7閉合時，為T1的設(shè)置狀態(tài)，K0～K6為設(shè)置時間（秒），此時東西、南北兩個方向均顯示紅燈狀態(tài)。當(dāng)K7斷開時為工作狀態(tài)。綠燈的閃爍頻率為1HZ。</p><p>　?。?）在緊急狀態(tài)下，可通過開關(guān)設(shè)置，使所有指示燈均為紅燈狀態(tài)。</p><p>

11、　　1.2總體方案設(shè)計框圖介紹</p><p>　　用AT89C51單片機(jī)設(shè)計一個智能交通燈控制系統(tǒng)，使其能模仿城市十字路口交通燈的功能，并對滿足特殊的控制要求。每條道路上各配有一組紅、黃、綠交通信號燈，其中紅燈亮，表示該道路禁止通行；黃燈亮表示該道路上未過停車線的車輛禁止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行；綠燈表示該道路允許通行。該電路自動控制十字路口兩組紅、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)十字路口自動化。</p

12、><p>　　a 實現(xiàn)紅、綠、黃燈的循環(huán)控制?？梢岳萌N不同顏色的LED燈分別接在P1個管腳，用軟件編程實現(xiàn)燈的循環(huán)。</p><p>　　b實現(xiàn)緊急通車及時間設(shè)置。這需要人工實現(xiàn)，編程時利用到外部中斷，當(dāng)開關(guān)k7按下時，那么四個方向全部顯示紅燈，禁止車輛通行。同時此時調(diào)節(jié)k0-k7開關(guān)，設(shè)置二進(jìn)制時間，即紅綠燈的等待時間T1，當(dāng)K7閉合時，回到初始狀態(tài)，首先所有紅燈亮起，T1時間后開始循環(huán)

13、工作。</p><p>　　該交通燈電路由單片機(jī)AT98S52、鍵盤接口電路、顯示接口電路、發(fā)光二極管控制電路、時鐘電路和復(fù)位電路構(gòu)成，邏輯框圖如圖1.1所示。</p><p>　　其工作原理為：單片機(jī)設(shè)計交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機(jī)直接控制信號燈的 狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當(dāng)然，接入 LED 數(shù)碼管就可以顯 示倒計時以提醒行使者，更具人性化。本系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上，加入了緊急情況

14、處理 與時間調(diào)整功能。據(jù)此，本設(shè)計系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由 按鍵設(shè)置模塊產(chǎn)生輸入，信號燈狀態(tài)模塊，LED 倒計時模塊接受輸出。系統(tǒng)的 總體框圖如上所示。單片機(jī)上電后，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯 示控制，同時將時間數(shù)據(jù)倒計時輸入到 LED 數(shù)碼管上實時顯示。 </p><p><b>　　1.3元件列表</b></p><p><b&

15、gt;　　二、單元電路設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1芯片的介紹</b></p><p>　　AT89C5X芯片簡介,AT89C51是AT89C5X系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品。AT89C51單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線

16、。</p><p>　　單片機(jī)本身是一個復(fù)雜的同步時序系統(tǒng)，為保證同步工作方式的實現(xiàn)，單片機(jī)必須有時鐘信號以使其系統(tǒng)在時鐘信號的控制下按時序協(xié)調(diào)工作。</p><p>　　現(xiàn)在我們分別加以說明：</p><p>　　中央處理器(CPU)是整個單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運

17、算和控制輸入輸出功能等操作。</p><p>　　AT89C51內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 </p><p>　　AT89C51共有4096個8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，

18、原始數(shù)據(jù)或表格。</p><p>　　AT89C51有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。</p><p>　　AT89C51共有4組8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。</p><p>　　AT89C51內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以

19、當(dāng)同步移位器使用。</p><p>　　AT89C51具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。</p><p>　　AT89C51內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機(jī)運行的脈沖時序，但AT89C51單片機(jī)需外置振蕩電容。</p><p><b>　?。?）單片

20、機(jī)的優(yōu)點</b></p><p>　　單片機(jī)體積小、價格低，性價比高，應(yīng)用靈活性強(qiáng)等特點在嵌入式微控制系統(tǒng)中具有十分重要的地位。應(yīng)用方便、穩(wěn)定可靠。很容易嵌入到系統(tǒng)之中，以實現(xiàn)各種方式的檢測、計算或控制。單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，短短幾十年時間里，單片機(jī)就經(jīng)過了4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)等幾十大發(fā)展階段，單片機(jī)形式多樣、集成度高、功能日臻完善。近幾年，單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)愈加完美，配套的片內(nèi)外圍功能部

21、件越來越完善。</p><p><b>　?。?）單片機(jī)的應(yīng)用</b></p><p>　　因為單片機(jī)的諸多優(yōu)點，使得以單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)檢測與控制，儀表儀器，消費類電子產(chǎn)品，通信，武器裝備，各種終端及計算機(jī)外部設(shè)備，汽車電子設(shè)備，分布式多機(jī)系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。各種產(chǎn)品一旦裝上了單片機(jī)，就被冠以“智能化”，單片機(jī)提高了設(shè)備的智能化程度，實現(xiàn)了最優(yōu)化控制。單

22、片機(jī)在諸多重要領(lǐng)域都發(fā)揮著十分重要的作用。</p><p>　?。?）單片機(jī)的發(fā)展趨勢</p><p>　　單片機(jī)的發(fā)展趨勢是向大容量、高性能化、外圍電路內(nèi)裝化等方面發(fā)展。CPU的改進(jìn)包括數(shù)據(jù)總線寬度的增加，采用雙CPU結(jié)構(gòu)。存儲器的容量不斷增大。片內(nèi)I/O口增加了并行口的驅(qū)動能力，以減少外部驅(qū)動芯片。單片機(jī)普遍配置有等待狀態(tài)、睡眠狀態(tài)、關(guān)閉狀態(tài)等工作方式，功耗越來越小。單片機(jī)集成度越來越

23、高，外圍電路內(nèi)裝化。綜上所述，單片機(jī)正向多功能、高性能、高速度、低電壓、低功耗、低價格的方向發(fā)展。單片機(jī)的應(yīng)用潛力是非常巨大的。</p><p>　　2.2主控制系統(tǒng)模塊</p><p>　　主控制器采用AT89S52，是ATMEL公司生產(chǎn)的一款性能穩(wěn)定的8位單片機(jī)。AT89S52具有1個8KB的FLASH程序存儲器，1個512字節(jié)的RAM，4個8位的雙向可位尋址I/O端口，3個16位定時

24、/計數(shù)器及1個串行口和6個向量二級中斷結(jié)構(gòu)。</p><p>　　單片機(jī)的P0口分別用于控制南北及東西的通行燈，P2口和P3^4-P3^7口用于4組4位LED計時器的控制，緊急車輛通行時使用外中斷0（P3^2）和外中斷1(P3^3),進(jìn)行手動按鍵，即可轉(zhuǎn)換。其主控電路如圖所示：</p><p><b>　　2.3晶振電路</b></p><p>

25、;　　單片機(jī)本身是一個復(fù)雜的同步時序系統(tǒng)，為保證同步工作方式的實現(xiàn)，單片機(jī)必須有時鐘信號以使其系統(tǒng)在時鐘信號的控制下按時序協(xié)調(diào)工作。</p><p>　　時鐘電路實際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時間一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標(biāo)準(zhǔn)的1MHZ時間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。</p><p>　　時鐘

26、是單片機(jī)的心臟，AT89S52單片機(jī)各功能部件的運行都以時鐘控制信號為基準(zhǔn)，有條不紊、一拍一拍地工作。因此，時鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時鐘電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時鐘方式，另一種是外部時鐘方式。該設(shè)計使用的內(nèi)部時鐘方式。</p><p>　　單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時鐘頻率越高

27、，那么單片機(jī)運行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時鐘頻率。</p><p>　　振蕩電路是通過輸入引腳XTAL1和輸出引腳XTAL2在芯片外并接石英晶體和兩只電容組成的。石英晶體為一感性元件，與電容構(gòu)成振蕩回路，為片內(nèi)放大器提供正反饋和振蕩所需的相移條件，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。晶振頻率范圍為1.2-33MHz，我們選擇12MHz晶振。</p><p>　

28、　使用晶振電路時，只要在引腳XTAL1和XTAL2上外接定時反饋回路，振蕩器OSC就能自激振蕩，產(chǎn)生矩形時鐘脈沖序列。定時反饋回路常由石英晶振和微調(diào)電容組成，其中石英晶振的頻率是單片機(jī)的重要性能指標(biāo)之一，時鐘頻率越高，單片機(jī)控制器的控制節(jié)拍就越快，運算速度也就越快。該電路是用12MHz的石英晶振和兩個30p的電容器。石英晶振的頻率選為典型值12MHz，這樣有得于得到?jīng)]有誤差的波特率。電容器C2和C3是起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。如圖

29、所示</p><p><b>　　2.4復(fù)位電路</b></p><p>　　單片機(jī)的復(fù)位電路就好像電腦的重啟一樣，當(dāng)單片機(jī)工作遇到不穩(wěn)定因素時，按下復(fù)位按鍵，內(nèi)部程序就會從頭開始執(zhí)行。另外當(dāng)程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死機(jī)狀態(tài)時需復(fù)位以重新啟動。</p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需要給AT89S52的復(fù)位引腳RST加上大于

30、2個機(jī)器周期（即24個時鐘震蕩周期）的高電平就可使AT89S52復(fù)位。</p><p>　　當(dāng)AT89S52復(fù)位時，PC初始化為0000H，使AT89S52單片機(jī)從程序存儲器的0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于“死鎖”狀態(tài)時，也需要按復(fù)位鍵即RST腳為高電平，使AT89S52擺脫“跑飛”狀態(tài)或“死鎖”狀態(tài)而重新啟動程序。</p><p&

31、gt;　　AT89S52的復(fù)位由外部的復(fù)位電路實現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過一個施密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，施密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機(jī)器周期的S5P2，施密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。</p><p>　　該設(shè)計采用手動按鈕復(fù)位方式。手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平。一般采用的辦法是在RST端和正

32、電源Vcc之間接一個按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。手動按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時間要求。</p><p>　　單片機(jī)在啟動時都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果

33、RST引腳上有一個高電平并維持2個機(jī)器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。</p><p>　　復(fù)位電路是使單片機(jī)的CPU或系統(tǒng)中的其他部件處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這狀態(tài)開始工作，除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位電路以重新啟動。本設(shè)計采用的是按鍵復(fù)位電路。</p&

34、gt;<p>　　復(fù)位是單片機(jī)的硬件初始化操作。經(jīng)復(fù)位后，單片機(jī)系統(tǒng)才能開始正常工作。復(fù)位方式有加電復(fù)位和手動復(fù)位，復(fù)位電路又有上電復(fù)位、按鍵電平復(fù)位和按鍵脈沖復(fù)位3種。</p><p>　　在單片機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電啟動的時候復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果釋放后再按下，系統(tǒng)還會復(fù)位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。</p><p>　　而單

35、片機(jī)系統(tǒng)運行是不穩(wěn)定性的因素可大體分為外因和內(nèi)因兩部分: （1）、外因  射頻干擾，它是以空間電磁場的形式傳遞在機(jī)器內(nèi)部的導(dǎo)體（引線或零件引腳）感生出相應(yīng)的干擾，可通過電磁屏蔽和合理的布線/器件布局衰減該類干擾；   電源線或電源內(nèi)部產(chǎn)生的干擾，它是通過電源線或電源內(nèi)的部件耦合或直接傳導(dǎo)，可通過電源濾波、隔離等措施來衰減該類干擾  。（2）、內(nèi)因 

36、 振蕩源的穩(wěn)定性，主要由起振時間頻率穩(wěn)定度和占空比穩(wěn)定度決定。起振時間可由電路參數(shù)整定穩(wěn)定度受振蕩器類型溫度和電壓等參數(shù)影響復(fù)位電路的可靠性。  </p><p>　　上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電實現(xiàn)的。通電時，電容兩端相當(dāng)于短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容進(jìn)行放電，RST端電壓慢慢降下來，降到一定程度時變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)正常工作。上電自動復(fù)位電路。&l

37、t;/p><p><b>　　2.5緊急中斷電路</b></p><p>　　緊急中斷電路的作用就是當(dāng)特殊車輛到來時能自動關(guān)閉所有綠燈，所有交通燈顯示紅燈狀態(tài)，讓特殊車輛通過。設(shè)計中采用外部中斷的方式作為特種車通行的狀況，使用外部中斷0來影響特種車的通行要求。當(dāng)有特種車輛通過時，按下K7鍵，低電平經(jīng)與門連接到外部中斷引腳INT0(P3.2)，是系統(tǒng)進(jìn)入中斷過程，在中斷服務(wù)

38、程序中，使交通燈顯示紅燈的狀態(tài)。其中斷電路如圖所示：</p><p>　　圖2.3 外部中斷電路</p><p><b>　　2.6時間設(shè)置電路</b></p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)中常見的鍵盤有：觸摸式鍵盤、薄膜鍵盤和按鍵式鍵盤。其中按鍵式鍵盤是最常用的。鍵的閉合與否反映在行線輸出電壓上就是呈現(xiàn)高電平或者低電平。如果呈現(xiàn)高電平，表示鍵斷開，

39、低電平則表示鍵閉合，通過對行線的電平高、低狀態(tài)的檢測，便可以確認(rèn)按鍵按下以及按鍵釋放與否。</p><p>　　鍵盤可分為兩類：非編碼鍵盤和編碼鍵盤。非編碼鍵盤有兩種結(jié)構(gòu)：獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。獨立式鍵盤的特點是，一鍵一線，各鍵相互獨立，每個按鍵各接一條I/O口線，通過檢測I/O輸入線的電平狀態(tài)，可以很容易地判斷哪個按鍵被按下。</p><p>　　鍵盤的工作方式有3種，即編程掃描、定時

40、掃描和中斷掃描。編程掃描是利用單片機(jī)空閑時，調(diào)用鍵盤掃描子程序，反復(fù)掃描鍵盤，來響應(yīng)鍵盤的輸入請求。定時掃描通常利用單片機(jī)內(nèi)定時器產(chǎn)生的定時中斷，進(jìn)入中斷子程序來對鍵盤進(jìn)行掃描，在有鍵按下時識別出該鍵，并執(zhí)行相應(yīng)鍵的處理程序。</p><p><b>　　鍵盤的形式</b></p><p>　　鍵盤的形式有以下兩種：</p><p><b

41、>　　(1)獨立式鍵盤</b></p><p>　　每一個按鍵的電路是獨立的，占用一條數(shù)據(jù)線 。這種鍵盤占用硬件資源多，獨立式鍵盤，一鍵一線，各鍵相互獨立，每個按鍵各接一條I/O口線，通過檢測I/O輸入線的電平狀態(tài)，可以很容易地判斷哪個按鍵被按下。</p><p><b>　?。?）矩陣式鍵盤</b></p><p>　　在鍵

42、盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖1所示。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。</p>

43、<p>　　矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些，上圖中，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。</p><p><b>　　以4×4鍵盤為例

44、:</b></p><p>　?。?）使列線D0～D3都輸出0，檢測行線D4～D7的電平。如果D4～D7上的電平全為高，則表示沒有鍵被按下。如果D4～D7上的電平不全為高，則表示有鍵被按下。</p><p>　?。?）如果沒有鍵閉合，就返回掃描。如果有鍵閉合，在進(jìn)行逐列掃描，找出閉合鍵的鍵號。先使D0=0，D1～D3=1，檢測D4～D7上的電平，如果D4=0，表示K1鍵被按下；

45、同理，如果D5～D7=0，分別表示K5、K9、K13鍵被按下；如果D4～D7=1，則表示這一列沒有鍵被按下。再使D1=0，D0、D2、D3為1，對第二列進(jìn)行掃描，這樣依次進(jìn)行下去，直到把閉合的鍵找到為止。 </p><p>　　2、矩陣式鍵盤的按鍵識別方法</p><p>　　確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。</p><p>　　行掃描法 行掃描法又

46、稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，如上圖所示鍵盤，介紹過程如下。</p><p>　　1、判斷鍵盤中有無鍵按下 將全部行線Y0-Y3置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。</p><p>　　2、判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，

47、即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。</p><p><b>　　3開關(guān)抖動現(xiàn)象</b></p><p>　　按鍵的開關(guān)狀態(tài)通過一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。按鍵閉合過程在相應(yīng)

48、的I/O端口形成一個負(fù)脈沖。閉合和釋放過程都要經(jīng)過一定的過程才能達(dá)到穩(wěn)定，這一過程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動。抖動持續(xù)時間的長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般在5-10ms之間。為了避免CPU多次處理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動。本設(shè)計采用的是獨立式按鍵，直接用I/O口線構(gòu)成單個按鍵電路，每個按鍵占用一條I/O口線，每個按鍵的工作狀態(tài)不會產(chǎn)生互相影響。</p><p>　　利用K0-K6開關(guān)

49、可設(shè)置七位二進(jìn)制時間，最高可設(shè)置紅綠燈等待時間為07FH=127s。當(dāng)K7開關(guān)按下時，重新開始到初始狀態(tài)，同時紅綠燈等待時間T1更新。如圖所示：</p><p><b>　　2.7交通燈電路</b></p><p>　　該電路部分是交通信號燈的主要顯示部分。采用發(fā)光二極管構(gòu)成，按交通規(guī)劃分紅、黃、綠三種顏色。發(fā)光二極管直接與單片機(jī)的I/O端口相連，綠燈和黃燈控制器還有

50、紅燈控制器的控制信號都是由秒脈沖發(fā)生器給出的。如圖所示。</p><p>　　單片機(jī)的I/O接口直接和交通燈（LED）連接。東西南北四個方向分別有紅、綠、黃三個狀態(tài)指示的燈，其中東西方向的紅綠黃發(fā)光二極管分別連接到P0.0～P0.5,南北方向的紅綠黃發(fā)光二極管分別連接到P2.0～P2.5。 12個發(fā)光二極管采用了共陽極的連接方式，因此I/O口輸出低電平時，與之相連的LED會亮，I/O口輸出高電平時，與之

51、相連的LED會滅。我們可以使用SETB指令使P1各端口輸出高電平，使用CLR指令時P各端口輸出低電平。如圖所示：</p><p><b>　　2.8數(shù)碼管顯示</b></p><p>　　LED數(shù)碼管是由若干個發(fā)光二級管組成的顯示段的顯示器件，一般簡稱為數(shù)碼管。當(dāng)數(shù)碼管中的某個發(fā)光二級管導(dǎo)通時，響應(yīng)的一個字段變發(fā)光，不導(dǎo)通的則不發(fā)光。LED數(shù)碼管可以根據(jù)不同組合的二極

52、管導(dǎo)通，來顯示各種數(shù)據(jù)的字符。</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用最多的是7段LED，其中可以顯示十進(jìn)制的一些字符及一些英文字母。7段LED顯示模塊可以分為共陰極和共陽極兩種，下面分別進(jìn)行介紹。</p><p>　　7段共陽極LED數(shù)碼管是由七條發(fā)光二極管和一個小數(shù)點構(gòu)成，本實驗用七段數(shù)碼管進(jìn)行工作。如圖所示：</p><p>　　2.9整體電路圖 <

53、/p><p><b>　　三 系統(tǒng)程序設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1主程序流程圖</b></p><p>　　3.2實驗程序 </p><p>　　LED_G1 BIT P1.0 ;西路口綠燈</p><p>　　LE

54、D_G1 BIT P1.1 ;東路口綠燈</p><p>　　LED_Y1 BIT P1.2 ;西路口黃燈</p><p>　　LED_Y1 BIT P1.3 ;東路口黃燈</p><p>　　LED_R1 BIT P1.4

55、 ;西路口紅燈</p><p>　　LED_R1 BIT P1.5 ;東路口紅燈</p><p>　　LED_G2 BIT P2.0 ;北路口綠燈</p><p>　　LED_G2 BIT P2.1 ;南路口綠燈</p><p

56、>　　LED_Y2 BIT P2.2 ;北路口黃燈</p><p>　　LED_Y2 BIT P2.3 ;南路口黃燈</p><p>　　LED_R2 BIT P2.4 ;北路口紅燈</p><p>　　LED_R2 BIT P2.5

57、 ;南路口紅燈</p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　LJMP START ;T1定時器中斷入口</p><p>　　ORG 0003H </p><p>　　LJMP INTO0&l

58、t;/p><p>　　ORG 0100H ;主程序入口</p><p>　　START:MOV TMOD,#01H ;置T0工作方式1</p><p>　　MOV TH0,#3CH ;置T0定時初值50mS</p>

59、<p>　　MOV TL0,#0BH ;65536-50000=15536=3CB0H</p><p>　　CLR TF0</p><p>　　SETB TR0 ;啟動T0</p><p>　　SETB EX0</p>&

60、lt;p>　　SETB PX0 ;設(shè)置外中斷0高優(yōu)先級</p><p><b>　　SETB EA</b></p><p>　　LOOP: MOV R2,#20 ;置1s計數(shù)初值20*50=1000ms</p><p>　　M

61、OV R3,R7 ;紅燈亮T1</p><p>　　MOV P1,#0D4H ;東西南北路口全部紅燈 STATE0: JNB TF0,STATE0 ;查詢50ms到否</p><p>　　CLR TF0</p><p>　　MOV

62、 TH0,#3CH ;恢復(fù)T0定時初值50ms</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　DJNZ R2,STATE0 ;判斷1s到否？未到繼續(xù)狀態(tài)1</p><p>　　MOV R2,#20 ;置50ms計數(shù)

63、初值</p><p>　　DJNZ R3,STATE0 ;狀態(tài)0維持T1s</p><p>　　STATE1: MOV P1,#0E3H ;東西紅燈，南北綠燈</p><p>　　MOV R3,R7</p><p>　　JNB TF0,STATE1

64、 ;查詢50ms到否</p><p>　　CLR TF0</p><p>　　MOV TH0,#3CH ;恢復(fù)T0定時初值50ms</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　DJNZ R2,STATE1

65、 ;判斷1s到否？未到繼續(xù)狀態(tài)1</p><p>　　MOV R2,#20 ;置50ms計數(shù)初值</p><p>　　DJNZ R3,STATE1 ;狀態(tài)1維持T1s</p><p>　　MOV R2,#1 ;置50ms計數(shù)初值&

66、lt;/p><p>　　MOV R3,#2 ;綠燈閃爍2s</p><p>　　MOV R4,#20 ;閃爍間隔1s</p><p>　　STATE2: CLR LED_Y1</p><p>　　CLR LED_R2</p>&

67、lt;p>　　CLR LED_G1</p><p>　　CLR LED_Y2</p><p>　　SETB LED_R1 ;東西路口繼續(xù)紅燈 </p><p>　　JNB TF0,STATE2 ;查詢50ms到否</p><p>　　CLR

68、 TF0</p><p>　　MOV TH0,#3CH ;恢復(fù)T0定時初值50ms</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　DJNZ R4,STATE2 ;判斷1s到否？未到繼續(xù)狀態(tài)2</p><p>　　CPL LED_G2

69、 ;南北綠燈閃爍</p><p>　　MOV R4,#20 ;閃爍1s</p><p>　　DJNZ R2,STATE2 ;判斷1s到否？未到繼續(xù)狀態(tài)2</p><p>　　MOV R2,#1

70、 ;置50ms計數(shù)初值</p><p>　　DJNZ R3,STATE2 ;狀態(tài)2維持2s</p><p>　　MOV R2,#20 ;置50ms計數(shù)初值</p><p>　　MOV R3,#3 ;南北黃燈3s</p>&

71、lt;p>　　WAIT1: CLR LED_G1</p><p>　　CLR LED_R2</p><p>　　CLR LED_G2</p><p>　　CLR LED_Y1</p><p>　　SETB LED_R1 ;東西紅燈</p><p>

72、;　　SETB LED_Y2 ;南北黃燈 JNBT F0,WAIT1 ;查詢100ms到否</p><p>　　CLR TF0</p><p>　　MOV TH0,#3CH ;恢復(fù)T0定時初值50ms&

73、lt;/p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　DJNZ R2,WAIT1 ;判斷1s到否？未到繼續(xù)狀態(tài)</p><p>　　MOV R2,#20 ;置50ms計數(shù)初值</p><p>　　DJNZ R3,WAIT1

74、 ;黃燈維持3s</p><p>　　MOV R3,R7</p><p>　　STATE4: MOV P1,#0DEH ;南北紅燈，東西綠燈</p><p>　　JNB TF0,STATE4 ;查詢50ms到否</p><p>　　C

75、LR TF0</p><p>　　MOV TH0,#3CH ;恢復(fù)T0定時初值50ms</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　DJNZ R2,STATE1 ;判斷1s到否？未到繼續(xù)狀態(tài)4</p><p>　　MOV

76、R2,#20 ;置50ms計數(shù)初值</p><p>　　DJNZ R3,STATE4 ;狀態(tài)1維持T1s</p><p>　　MOV R2,#1 ;置50ms計數(shù)初值</p><p>　　MOV R3,#2

77、 ;綠燈閃爍2s</p><p>　　MOV R4,#20 ;閃爍間隔1s</p><p>　　STATE5: CLR LED_Y1</p><p>　　CLR LED_R1</p><p>　　CLR LED_G2</p><p>　　CLR

78、 LED_Y2</p><p>　　SETB LED_R2 ;南北路口繼續(xù)紅燈 </p><p>　　JNB TF0,STATE5 ;查詢50ms到否</p><p>　　CLR TF0</p><p>　　MOV TH0,#3CH

79、 ;恢復(fù)T0定時初值50ms</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　DJNZ R4,STATE5 ;判斷1s到否？未到繼續(xù)狀態(tài)5</p><p>　　CPL LED_G1 ;東西綠燈閃爍</p><p&

80、gt;　　MOV R4,#20 ;閃爍1s</p><p>　　DJNZ R2,WSTATE5 ;判斷1s到否？未到繼續(xù)狀態(tài)5</p><p>　　MOV R2,#1 ;置50ms計數(shù)初值</p><p>　　DJNZ R3,STAT

81、E5 ;狀態(tài)5維持2s</p><p>　　MOV R2,#20 ;置50ms計數(shù)初值</p><p>　　MOV R3,#3 ;東西黃燈3s</p><p>　　WAIT2: CLR LED_G1</p><p

82、>　　CLR LED_R1</p><p>　　CLR LED_G2</p><p>　　CLR LED_Y2</p><p>　　SETB LED_R2 ;南北紅燈</p><p>　　SETB LED_Y1 ;東西黃燈

83、 JNBT F0,WAIT1 ;查詢100ms到否</p><p>　　CLR TF0</p><p>　　MOV TH0,#3CH ;恢復(fù)T0定時初值50ms</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p>

84、<p>　　DJNZ R2,WAIT2 ;判斷1s到否？未到繼續(xù)狀態(tài)</p><p>　　MOV R2,#20 ;置50ms計數(shù)初值</p><p>　　DJNZ R3,WAIT2 ;黃燈維持3s</p><p>　　LJMP

85、 STATE1</p><p>　　INTO0: SETB LED_R1 ;東西紅燈</p><p>　　SETB LED_R2 ;南北紅燈</p><p>　　CLR LED_G1</p><p>　　CLR LED_Y1</p&g

86、t;<p>　　CLR LED_G2</p><p>　　CLR LED_Y2</p><p>　　MOV A,P2 ;讀按鍵設(shè)置時間T1 </p><p>　　ANL A,7F</p><p>　　MOV R7,A</p><p>

87、;<b>　　RETI </b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　四 實驗總結(jié)</b></p><p>　　4.1實驗心得與體會</p><p>　　這次課程設(shè)計是以單片機(jī)AT89C51芯片為核心部件，實現(xiàn)了十字路口交通燈的顯示，而且通

88、過AT89C51芯片設(shè)置紅、綠燈點亮?xí)r間的功能。此次在軟件上是花費時間最多的，我合同組的同學(xué)上網(wǎng)找資料，去圖書館，盡可能的了解有關(guān)于交通燈這方面的知識。</p><p>　　由于資料比較分散，所以整理有用的資料就顯得很重要，在是不懂我就把資料帶回來請教同學(xué)。然后在硬件電路的設(shè)計中，涉及軟件設(shè)計操作，例如之前學(xué)過的PROTEL，C語言，匯編語言等，我們又開始溫習(xí)大二學(xué)過的知識，花了一夜的時間制作了電路圖，最后終于完

89、成任務(wù)。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(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)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思路技巧（特別是匯編語言）的掌握方面都能向前邁了一大步。加強(qiáng)了我動手、思考和解決問題的能力。電路原理和連接，和芯片上的選擇,也略懂。鞏固數(shù)字邏輯電路的理論知識，并對芯片有了新的認(rèn)識，懂得它的功能與其它芯片替換等. 更重要的是如何將邏輯電路

90、靈活運用于實際生活。我覺得做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了，主要是因為沒有動手實踐過吧！認(rèn)識來源于實踐，實踐是認(rèn)識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。所以做課程設(shè)計對我們的作用是如此之大。</p><p>　　以往每次做課程設(shè)計，都會感覺自己收獲不少。

91、這次單片機(jī)課程設(shè)計也不例外。做課程設(shè)計是為了讓我們對平時學(xué)習(xí)的理論知識與實際操作相結(jié)合，在理論和實驗教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固已學(xué)基本理論及應(yīng)用知識并加綜合提高，學(xué)會將知識應(yīng)用于實際的方法，提高和解決問題的能力。</p><p>　　總之，通過這次課程設(shè)計，我掌握了用單片機(jī)設(shè)計交通燈的基體方法，增強(qiáng)了我尋找問題，解決問題的能力。培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，此次課程設(shè)計的成功不僅幫助我更好地掌握書本知識，尤其重要的是增強(qiáng)了我的自

92、信，培養(yǎng)了我獨立思考的能力。當(dāng)然這次課程設(shè)計我也看到了自己許多不足的地方，但我一定會慢慢的提高自己，掌握更多的知識。</p><p><b>　　五 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]《單片機(jī)基礎(chǔ)》.李廣弟、朱月秀、冷祖祁.北京航空航天大學(xué)出版社。</p><p>　　[2] 華成英 童詩白， 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)》，高等教育

93、出版社。</p><p>　　[3] 康華光，《電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分(第五版)》，高等教育出版社。</p><p>　　[4]《51單片機(jī)C語言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計實例精講》.于永、戴佳、常江. 電子工業(yè)出版社。</p><p>　　[5]《單片機(jī)課程設(shè)計指導(dǎo)》.楊居義.清華大學(xué)出版社。 </p><p>　　[6]

94、《零基礎(chǔ)學(xué)單片機(jī)C語言程序設(shè)計》.趙建領(lǐng)、薛園國.機(jī)械工業(yè)出版社。</p><p><b>　　六 附件</b></p><p><b>　　1 整體電路圖</b></p><p><b>　　2程序源代碼</b></p><p><b>　　程序源代碼：</b

95、></p><p>　　#dofino uchar unsigned char</p><p>　　#include<rog5.h></p><p>　　/**********************************變量、控制位定義****************************/</p><p>　　uch

96、ar code</p><p>　　Table[10]={0xc0,0xf9,0xA4,0xB0,0x99,0x82,0xF8,0x80,0x90}://0~9段選碼</p><p>　　Uchar code</p><p>　　Table[28]={0xF7,0xFE,0xF7,0xFE,0xBF,0xFE,0xBF,0xFE,0xFF,0xFE,0x

97、FF,0xFF,0xFE,0xFE,0xF7,0xFE,0xF7,0xFE,0xF7,0xFE,0xBF,0xFE,0xfFE,0xBF,0xFE,0XBF,,0xFE,0xFF,0xFE,0xFF,</p><p>　　0xFE,0xFE,0xFE,0xFE}:</p><p>　　/*各種狀態(tài)下紅綠燈段選碼，</p><p>　　狀態(tài)（0-3）：EW綠燈，SN紅

98、燈：</p><p>　　狀態(tài)（4-7）：EW黃燈亮，SN紅燈：</p><p>　　狀態(tài)（8-11）：EW黃燈滅，SN紅燈：</p><p>　　狀態(tài)（12-15）：EW紅燈，SN綠燈：</p><p>　　狀態(tài)（16-19）：EW紅燈，SN黃燈亮：</p><p>　　狀態(tài)（20-23）：EW紅燈，SN黃燈滅：&l

99、t;/p><p>　　狀態(tài)（24-27）：EWSN全紅燈*/</p><p>　　uchar code tab[4]={0x1E,0x2D,0x4E,0x8D}://數(shù)碼管顯示位選碼</p><p>　　uchar EW=30,EN=30,EW1=30,SN1=30://初始化交通燈時間</p><p>　　uchar coun

100、t://計時中斷次數(shù)</p><p>　　sbit EW_Add=p2^3://EW通行時間加按鈕</p><p>　　sbit EW_Rod=p2^4://EW通行時間減按鈕</p><p>　　char Time_EW://EW方向計時</p><p>　　char Time_SN://SN方向計時

101、</p><p>　　/******************************延時子程序********************************/</p><p>　　Void Delay(uchar a)//循環(huán)a次</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uc

102、har x:</b></p><p><b>　　X=a:</b></p><p>　　While(x--){:}</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***************************數(shù)碼管顯示子程序*******************

103、********/</p><p>　　Void Display(uchar j)//j控制顯示table中連續(xù)位的起始點</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Char h,l:</b></p><p>　　If(j<1)//根據(jù)狀態(tài)判定時間</p>

104、;<p><b>　　{</b></p><p>　　h=Time_EW/10://EW通行時間十位</p><p>　　l=Time _EW%10://EW通行時間個位</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(j<23)</p>

105、<p><b>　　{</b></p><p>　　h=Time_SN/10://SN通行時間十位</p><p>　　l=Time _SN%10://SN通行時間個位</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(i=0:i<4:)//按位顯示通行狀況及時

106、間</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　P0=table[j]://通行狀況顯示</p><p>　　P3=tab[i]://位選顯示</p><p><b>　　i++ :</b></p><p><b>　　j++:</b&g

107、t;</p><p>　　If(i%2)//兩位計時顯示</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=table[1]:</p><p>　　Delay(400):</p><p><b>　　}</b></p><p><

108、b>　　else</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　P1=table[h]:</p><p>　　Delay(400):</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>

109、</p><p><b>　　Delay(5):</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/****************************INTO外部中斷服務(wù)程序**************************/</p><p>　　void ENINTO

110、(void) interrupt 0//INTO外部中斷</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　EX0=0：//關(guān)中斷</p><p>　　If(Busy_Button==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P0=0x

111、FE://意外按鈕按下全顯示紅燈</p><p>　　For(:Busy_Button!=1:)//意外按鈕彈起時恢復(fù)之前狀態(tài)</p><p>　　Display(24):</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*四個時間控制按鈕分別控制SN、EW方向初始通行時間加減，</p>&l

112、t;p>　　最長不超過s，最長不低于s*/</p><p>　　if(SN_Add==0)//SN+1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　SN1+1=:</b></p><p>　　if(SN1>99) </p><p><

113、;b>　　SN1>99</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　If(SN_Red==0)//SN-1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　SN1-=1:</b></p><

114、p>　　if(SN1<20) </p><p><b>　　SN1<20</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　If(EW_Add==0)//EW+1</p><p><b>　　{</b></p><p&g

115、t;<b>　　EW1+=1:</b></p><p>　　if(EW1>99) </p><p><b>　　EW1>99:</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　If(EW_Red==0)//EW-1</p><

116、;p><b>　　{ </b></p><p><b>　　EW-=1:</b></p><p>　　if(EW1<20) </p><p><b>　　EW1<20:</b></p><p><b>　　}</b></p&g

117、t;<p>　　/****************************TO計時中斷服務(wù)程序****************************/</p><p>　　Void timer(void) interrupt 1 using 1//TO中斷</p><p><b>　　{</b></p><p>&

118、lt;b>　　THO=0x3C;</b></p><p>　　TLO=0xB0://定時計數(shù)初值</p><p>　　conunt++://中斷溢出一次count+1</p><p>　　if(count==20)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Ti