單片機(jī)課程設(shè)計(jì)--模擬交通燈電路課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　單片機(jī)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　課程名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用</p><p>　　項(xiàng)目名稱：模擬交通燈電路課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　緒論....................................1&l

2、t;/p><p>　　1.1 引言......................................................1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)目的..................................................2</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)要求......................

3、............................3</p><p>　　1.4 實(shí)用價(jià)值與理論意義........................................4</p><p>　　第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)............................5</p><p>　　2.1 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)框圖...............

4、...........................5</p><p>　　2.2 系統(tǒng)主要硬件簡(jiǎn)介..........................................5</p><p>　　2.2.1 電源及時(shí)鐘信號(hào)引腳簡(jiǎn)介...................................6</p><p>　　2.2.2 控制引腳簡(jiǎn)介..

5、...........................................6</p><p>　　2.2.3 并行I/O口引腳簡(jiǎn)介......................................7</p><p>　　2.3 系統(tǒng)電路模塊圖............................................9</p><p

6、>　　2.3.1 模擬交通燈單片機(jī)電路連接圖.............................9</p><p>　　2.3.2交通燈電路連接圖.......................................9</p><p>　　2.4 擬交通燈電路元件清單.......................................10</p>

7、<p>　　2.5 系統(tǒng)電路圖 ..............................................10</p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)............................11</p><p>　　3.1 交通燈程序流程圖...........................................11</

8、p><p>　　3.2 交通燈程序清單與注釋.......................................12</p><p>　　第四章 系統(tǒng)電路仿真及程序調(diào)試..................13</p><p>　　4.1 程序調(diào)試...................................................13</

9、p><p>　　4.2 電路仿真圖.................................................14</p><p>　　第五章 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)........................18</p><p>　　參考文獻(xiàn).......................................19</p>&

10、lt;p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)到路口上，成為疏導(dǎo)交通正常運(yùn)行最有效和最常見的方法。其實(shí)，這一技術(shù)和想法早在19世紀(jì)就出現(xiàn)了。</p><p>　　1858年，在英國(guó)倫敦重要路口安裝了以燃煤氣為光源的紅、藍(lán)色的機(jī)械扳手式信

11、號(hào)燈，用以指揮車輛通行。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師那尹特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的會(huì)議大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的紅、綠燈。它由紅綠兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方形玻璃提燈組成，紅燈表示“停止”，“綠燈”表示注意。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，因此，這種交通燈逐漸被取消。</p><p>　　電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)， 這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成。1914年安裝與紐約市5號(hào)大街

12、的一座高塔上，紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安裝在地下，車輛一接進(jìn)紅燈變變?yōu)榫G燈。另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下喇叭，就是紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延時(shí)一段時(shí)間，阻止車輛通行，以免發(fā)生交通事故。</p><p>　　信號(hào)燈的出現(xiàn)

13、，使交通得以有效管制，對(duì)于管理車流量、提高道路通行能力、減少交通事故等的發(fā)生取得了明顯的效果。1968年，聯(lián)合國(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)議》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，遇到綠燈的車輛可以通行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過(guò)人行道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁止信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛不能越過(guò)停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口，本設(shè)計(jì)是基

14、于單片機(jī)的交通燈控制設(shè)計(jì)。</p><p>　　通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相連接，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　　單片機(jī)經(jīng)過(guò)1、2、3、4代的發(fā)展，目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)張，它們的CPU功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引腳的多功能化，以及低電

15、壓低功耗，單片機(jī)在目前的發(fā)展形勢(shì)下，表現(xiàn)出幾大趨勢(shì)：</p><p>　　可靠性及應(yīng)用水平越來(lái)越高和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯走向。</p><p>　　所集成的部件越來(lái)越多：NS（美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體）公司的單片機(jī)已把語(yǔ)音，圖像部件也集成到單片機(jī)中，也就是說(shuō)單片機(jī)的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了，如果從功能上講它可以說(shuō)是萬(wàn)用機(jī)。因?yàn)槠鋬?nèi)部已經(jīng)集成上各種應(yīng)用電路。</p>

16、<p>　　功耗越來(lái)越低和模擬電路結(jié)合越來(lái)越多。</p><p>　　隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的提高，單片機(jī)還會(huì)不斷產(chǎn)生新的變化和進(jìn)步，最終人們可以發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)與微機(jī)系統(tǒng)之間的距離越來(lái)越小，甚至難以辨認(rèn)。隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色交通燈與1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市5號(hào)街的一座高塔上，由于它的誕生，是城市交通大為改善。</p&

17、gt;<p>　　黃色信號(hào)燈的發(fā)明者是我國(guó)的胡汝鼎，他懷著“科學(xué)救國(guó)”的抱負(fù)到美國(guó)深造，在大發(fā)明家愛迪生為董事長(zhǎng)的美國(guó)通用電氣公司任職員。一天，他站在繁華的十字路口等待綠燈信號(hào)，當(dāng)他看到紅燈面正要過(guò)去時(shí)，一輛轉(zhuǎn)彎的汽車呼的一聲擦身而過(guò)，嚇了他一身冷汗?；氐剿奚幔磸?fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈之間再加一個(gè)黃色信號(hào)，提醒人們注意危險(xiǎn)。他的建議立即得到有關(guān)方面的肯定。于是，黃、紅、綠三色信號(hào)燈即以一個(gè)完整的指揮信號(hào)家族，遍及全世

18、界的各個(gè)交通領(lǐng)域了。</p><p>　　中國(guó)最早的馬路紅綠燈，始于1928年出現(xiàn)在上海的英租界。從最早的手牽皮帶到20世紀(jì)50年代的電氣控制，從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代化的電子定時(shí)監(jiān)控，交通信號(hào)燈在科學(xué)化、自動(dòng)化上不斷更新、發(fā)展和完善。</p><p>　　縱觀交通事業(yè)的發(fā)展歷史，人們出門遠(yuǎn)行或運(yùn)輸東西最常用到的交通工具是馬車，但是隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一種新型交通工具汽車隨之問(wèn)世。如

19、1950年英國(guó)路虎公司推出世界上第一臺(tái)采用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車，1952年美國(guó)通用公司推出“別”。</p><p>　　1956年中國(guó)第一制造廠成立，解放牌汽車問(wèn)世，特別是近幾年汽車產(chǎn)業(yè)更是日新月異，2006年全世界汽車總量已經(jīng)超過(guò)6400萬(wàn)輛，在汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的背后，隨之而來(lái)的交通問(wèn)題也越來(lái)越多，如交通賭賽和交通事故時(shí)常發(fā)生，這不但給人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成了威脅，同時(shí)還制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展

20、中國(guó)家面臨的形勢(shì)更為嚴(yán)峻。未來(lái)緩解交通負(fù)荷量，使車輛運(yùn)行暢通無(wú)阻，交通事業(yè)井然有序，國(guó)家才用了雙車道交通燈控制系統(tǒng)。通過(guò)紅、綠、黃三色燈進(jìn)行單一的控制，使其遵循紅燈停，綠燈行的原則。但是隨著社會(huì)的發(fā)展，此系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足交通控制事業(yè)的需求，需要一種全新的控制理念，進(jìn)而引進(jìn)了與我國(guó)國(guó)情相符合的國(guó)外先進(jìn)的控制體制，多車道交通燈控制系統(tǒng)，不但解決以往交通控制系統(tǒng)的局限性，同時(shí)還加快了車流量，并制定了《道路交通安全法實(shí)施條例》第三十八條明確

21、規(guī)定：綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛通行，但轉(zhuǎn)彎的車輛不得妨礙被放行的直行車輛、行人通行，黃燈亮?xí)r，已越過(guò)停車線的車輛可以繼續(xù)通行，紅燈亮?xí)r，禁止車輛通行。</p><p>　　隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，交通工具設(shè)備也日益劇增，從而有序的交通秩序也越來(lái)越重要，單片機(jī)的應(yīng)用也日益廣泛。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用4組12個(gè)發(fā)光二極管模擬交通燈，發(fā)光二級(jí)光的閃爍時(shí)間為車輛通行或禁行的時(shí)間，以到達(dá)對(duì)交

22、通的有效控制，以便于交通的智能化管理，用來(lái)管理交通的正常運(yùn)行。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　（1）加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)和keilC51語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)，充分掌握和理解設(shè)計(jì)各部分的工作原理、設(shè)計(jì)過(guò)程、選擇芯片勤儉、模塊化編程等多項(xiàng)知識(shí)。 （2）用單片機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用，使個(gè)人設(shè)計(jì)能夠真正使用。</p><p>

23、　?。?）理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，充分發(fā)揮個(gè)人能力，并在實(shí)踐中鍛煉。</p><p>　?。?）提高利用已學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。</p><p>　　（5）提高實(shí)踐動(dòng)手能力。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　基于AT89C51模擬交通燈設(shè)計(jì)要求：</p><

24、;p>　?。╝）實(shí)現(xiàn)東南西北是個(gè)路口車輛通行情況交替進(jìn)行，發(fā)光二極管閃爍的時(shí)間為相應(yīng)的行/止的時(shí)間。</p><p>　　（b）要便于通過(guò)程序和AT89C51實(shí)時(shí)控制道路的通行情況.</p><p>　　(c)紅綠黃燈現(xiàn)實(shí)包括人行道在內(nèi)的交通狀態(tài)。</p><p>　?。╠）實(shí)現(xiàn)正常情況下雙方向輪流點(diǎn)亮交通燈，如表所示。</p><p>

25、;　　1.4 實(shí)用價(jià)值與理論意義</p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展以及人類生活水平的提高，人們?cè)谖镔|(zhì)方面的要求也越來(lái)越高。為此，單片機(jī)扮演著一個(gè)很重要的角色，他給我們生活帶來(lái)了很多好處，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活中的方方面面。例如：導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的

26、控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。</p><p>　　隨著我國(guó)城市現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)，汽車數(shù)量在逐年遞增，交通問(wèn)題不得不引起人們的重視。單單依靠人力來(lái)指揮交通已經(jīng)不可行了，更何況交通問(wèn)題是影響我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重大問(wèn)題，而城市道路交通問(wèn)題的核心就是對(duì)十字交叉路口交通信號(hào)的控制，因此，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家把城市交通信號(hào)控制的研究重點(diǎn)放在城市交通

27、干線和區(qū)域的控制上，可是，取得的效果并不是很明顯。但是，人們對(duì)這方面問(wèn)題的研究并沒(méi)有放棄，而是勇往直前。</p><p>　　目前，人們對(duì)實(shí)習(xí)交叉路口交通信號(hào)的控制方法大致有以下兩種方式：第一，建立城市交通流的數(shù)學(xué)模型，提出優(yōu)化算法，但是，由于十字路口不同時(shí)刻車輛的流量很復(fù)雜，隨機(jī)并且不確定，因此，數(shù)學(xué)模型是難以建立的，控制策略中的最優(yōu)化目標(biāo)也是很難實(shí)現(xiàn)的，并且算法復(fù)雜、計(jì)算量大。實(shí)踐證明控制效果并不是很理想，實(shí)

28、時(shí)性較差：第二，根據(jù)模糊控制的方法，根據(jù)十字路口通過(guò)的車輛數(shù)確定某一相位的綠燈初始時(shí)間和綠燈延長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)交通燈的控制實(shí)現(xiàn)了一定的模糊化，但是在控制過(guò)程中相位轉(zhuǎn)換的順序不變，因而面對(duì)我國(guó)城市如此復(fù)雜的交通系統(tǒng)，難以保證其靈活性和實(shí)時(shí)性。因此，結(jié)合我國(guó)城市道路交通的實(shí)際情況，研究出真正適合我國(guó)自身特點(diǎn)的智能化信號(hào)燈控制系統(tǒng)是當(dāng)前的主要任務(wù)，實(shí)現(xiàn)以最大限度的減少十字路口的車輛平均延誤時(shí)間，提高道路的利用率，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)對(duì)交通的有效控制。<

29、/p><p>　　本次設(shè)計(jì)的模擬交通燈控制系統(tǒng)是以MCS-51系列AT89C51單片機(jī)為核心，通過(guò)Proteus professional軟件進(jìn)行模擬仿真，完成了交通燈控制系統(tǒng)的基本功能，東西南北四個(gè)方向各有紅綠黃三只發(fā)光二極管，由發(fā)光二極管顯示紅綠黃燈，并且通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)緊急情況和特殊情況的處理。從而，完成了對(duì)十字路口交通運(yùn)行狀態(tài)的智能模擬。該系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠，成本低，操作方便，適用性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以得到廣泛應(yīng)用。&

30、lt;/p><p><b>　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)框圖:</p><p>　　如圖2.1（a）,由電路框圖可以直觀地看出模擬交通燈電路的設(shè)計(jì)方式，同時(shí)也可以看出模擬電路的組成部分和原理：</p><p><b>　　2.1（a）</b></p>

31、<p>　　2.2 系統(tǒng)主要硬件簡(jiǎn)介:</p><p>　　AT89C51單片機(jī)雙列直插封裝方式的引腳如圖所示：</p><p>　　由圖我們可以直觀地看出AT89C51的基本結(jié)構(gòu)，以及各引腳的分布情況。但是光看其表面是不行的，我們需要進(jìn)一步了解、學(xué)習(xí)其個(gè)個(gè)部分即各引腳的功能和用處，下面我們就來(lái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)AT89C51各引腳的功能。</p><p>　　掌

32、握AT89C51單片機(jī)，首先應(yīng)了解AT89C51的引腳，熟悉并牢記各引腳的功能。目前，AT89C51單片機(jī)多采用40引腳的雙列直插封裝（DIP）方式，此外，還有44引腳的PLCC和TQFP封裝方式芯片。</p><p>　　40個(gè)引腳按其功能可分為如下3類：</p><p>　　電源及時(shí)鐘引腳----Vcc、Vss；XTAL1和XTAL2。</p><p>　　控制

33、引腳----PSEN/ALE/PROG、EA/Vpp、RST即（RESET)。</p><p>　　I/O口引腳----P0、P1、P2、P3,為4個(gè)8位I/O口的外部引腳。</p><p>　　2.2.1 電源及時(shí)鐘信號(hào)引腳簡(jiǎn)介：</p><p><b>　　電源引腳</b></p><p>　?。?）Vcc(40腳)

34、：接+5V電源。</p><p>　　（2）Vss（20腳）：接數(shù)字地。</p><p><b>　　2、時(shí)鐘引腳：</b></p><p>　?。?）XTAL1(19腳)：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器電路的輸入端。當(dāng)使用片內(nèi)震蕩器時(shí)，該引腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)采用外接時(shí)鐘電源時(shí)，該引腳接外部時(shí)鐘振蕩器的信號(hào)。</p>

35、<p>　　（2）XTAL2（18腳）：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí)，該引腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)采用外部時(shí)鐘電源時(shí)，該引腳懸空。</p><p>　　2.2.2 控制引腳簡(jiǎn)介：</p><p>　　此類引腳提供控制信號(hào)，有的引腳還具有復(fù)用功能。</p><p>　　（1）RST(RESET，9腳)：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有

36、效。在此引腳叫上持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可以是單片機(jī)復(fù)位。在單片機(jī)正常工作時(shí)，此引腳應(yīng)為小于等于0.5V的低電平。</p><p>　　看門狗定時(shí)器溢出輸出時(shí)，該引腳將輸出長(zhǎng)達(dá)96個(gè)時(shí)鐘振蕩周期的高電平。</p><p>　　EA/Vpp(Enable Address/Voltage Pulse of Programing，31腳)：EA/Vpp(Enable Address）

37、為該引腳的第一功能，即外部程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許控制端。</p><p>　　當(dāng)EA腳接高電平時(shí)，在PC值不超出0FFFH（即不超出片內(nèi)4KB Flash存儲(chǔ)器的地址范圍）時(shí)，單片機(jī)讀片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（4KB）中的程序；當(dāng)PC值超出（即超出片內(nèi)4KB Flash存儲(chǔ)器地址范圍）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向讀片外60KB（1000H~FFFFH）程序存儲(chǔ)器空間中的程序。</p><p>　　當(dāng)EA腳為低電平時(shí)，

38、只讀取外部程序存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，讀取的地址范圍為0000H~FFFFH，片內(nèi)的4KBFlash程序存儲(chǔ)器不起作用。</p><p>　　Vpp為該引腳的第二功能，即在對(duì)片內(nèi)Flash進(jìn)行編程時(shí)，Vpp引腳接入編程電壓。</p><p>　　ALE/PROG(Address Latch Enable/PROGramming，30腳)：ALE為CPU訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器提供一個(gè)地址

39、鎖存信號(hào)，將低8位地址鎖存在片外的地址鎖存器中。此外，單片機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)ALE端一直有正脈沖信號(hào)輸出，此頻率為時(shí)鐘振蕩器的頻率fosc1/6。該正脈沖震振蕩信號(hào)可做外部定時(shí)或觸發(fā)信號(hào)使用，但是要注意，每當(dāng)AT89C51訪問(wèn)外部RAM時(shí)（即執(zhí)行MOVX類指令時(shí)），要丟失一個(gè)ALE脈沖。</p><p>　　如果需要，可將特殊功能寄存器AUXR（地址為8EH）的第0位（ALE禁止位）置1，來(lái)禁止ALE操作，但在執(zhí)行訪

40、問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器指令“MOVC”或“MOVX”時(shí)，ALE仍然有效。也就是說(shuō)，ALE的禁止位不影響對(duì)外部存儲(chǔ)器的訪問(wèn)。</p><p>　　PROG為該引腳的第二功能，即在對(duì)片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，此引腳作為編程脈沖輸入端。</p><p>　　PSEN（Program Strole ENable，29腳）：片外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，低電平有效。</p>

41、<p>　　2.2.3 并行I/O口引腳簡(jiǎn)介：</p><p>　　P0口：8位，漏極開路的雙向I/O口。</p><p>　　當(dāng)AT89C51擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器及I/O口接芯片時(shí)，P0口作為地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線的分時(shí)復(fù)用端。</p><p>　　P0口也可作為通用的I/O口使用，但需加上拉電阻，這時(shí)為準(zhǔn)雙向口。當(dāng)作為雙向的I/O口輸入時(shí)，應(yīng)先向端口

42、輸出鎖存器寫入1.P0口可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。</p><p>　　P0口：8位。準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　P1口是專為用戶使用的準(zhǔn)雙向I/O口，當(dāng)作為通用的I/O口輸入時(shí)，應(yīng)先向端口鎖存器寫入1.P1口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。</p><p>　　MOSI/P1.5、MISO/P1.6和SCK/P1.7也可用于對(duì)片內(nèi)Flas

43、h存儲(chǔ)器串行編程和校驗(yàn)，它們分別是串行數(shù)據(jù)輸入、輸出和移位脈沖引腳。</p><p>　　P2口：8位，準(zhǔn)雙向I/O口具有內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　當(dāng)AT89C51擴(kuò)張外部存儲(chǔ)器及I/O口時(shí)，P2口作為高8位地址總線用，輸出高8位地址。P2口也可作為普通的I/O口使用。當(dāng)作為普通的I/O輸入時(shí)，應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫入1。P2可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。</p>&

44、lt;p>　　P3口：8位，準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　P3口可作為通用的I/O口使用。當(dāng)作為通用的I/O口輸入時(shí)，應(yīng)先向端口輸入鎖存器寫入1。P3口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL。</p><p>　　P3口還可以提供第二功能。其第二功能定義如下表2-2（a）：</p><p><b>　　表2-2（a）</b>&l

45、t;/p><p>　　綜上所述，P0口做地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)行線使用時(shí)，為雙向口；作為通用的I/O口使用時(shí)，位準(zhǔn)雙向口，這時(shí)需加上拉電阻，P1口、P2口、P3口均為準(zhǔn)雙向口。</p><p>　　要特別注意準(zhǔn)雙向口與雙向口的差別。準(zhǔn)雙向口僅有兩個(gè)狀態(tài)。而P0口作為地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線使用時(shí)，口線內(nèi)無(wú)上拉電阻，由兩個(gè)MOS管串接且開漏輸出，處于“高阻”的“懸浮”狀態(tài)。因此，P0口與P

46、1口、P2口、P3口這三個(gè)準(zhǔn)雙向口相比，多了一個(gè)“高阻”懸浮狀態(tài)，故P0口為雙向三態(tài)I/O口。</p><p>　　2.3系統(tǒng)電路模塊圖 </p><p>　　2.3.1 模擬交通燈單片機(jī)電路連接圖</p><p>　　圖2.3.1（1）為單片機(jī)電路連接圖：</p><p>　　這個(gè)部分由2個(gè)22p的電容、1個(gè)晶振、1個(gè)10uF的有極性電容和

47、1個(gè)10k的電阻構(gòu)成。</p><p><b>　　圖2.3.1（1）</b></p><p>　　2.3.2交通燈電路連接圖</p><p>　　圖2.3.2(2)為交通燈連接電路圖，圖中共12個(gè)發(fā)光二極管和12個(gè)電阻構(gòu)成。</p><p>　　設(shè)計(jì)思想主要是根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中交通燈的功能結(jié)合理論知識(shí)利用單片機(jī)以及發(fā)光二級(jí)

48、光燈元件實(shí)現(xiàn)通過(guò)發(fā)光二級(jí)管的閃爍來(lái)模擬控制交通有序執(zhí)行，由電路模塊圖分析可知設(shè)計(jì)需滿足：</p><p>　　電路模塊可以對(duì)發(fā)光二級(jí)光起到支持和調(diào)控作用。</p><p>　　主干道上的紅、光、綠燈閃爍情況，相應(yīng)的對(duì)應(yīng)車輛的通行情況。</p><p>　　東、西、南、北向的黃燈分別閃爍5次，綠燈亮一次，紅燈亮一次。</p><p>　　如有特

49、殊情況可通過(guò)程序及單片機(jī)調(diào)節(jié)二極管的閃爍情況，有效控制交通。</p><p><b>　　圖2.3.2（2）</b></p><p>　　2.4 模擬交通燈電路的元件清單：</p><p>　　2.5 系統(tǒng)電路圖</p><p>　　模擬交通燈的電路設(shè)計(jì)圖如圖2.4（a）所示：</p><p>

50、;　　此圖可以更為清楚、直觀地看出交通燈的真正意義，四個(gè)方向的二極管代表交通燈信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬對(duì)交通的</p><p><b>　　圖2.4（a）</b></p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 正常情況下的交通燈程序流程圖：如圖3.1（a）</p><p><b>　　圖3.1（a

51、）</b></p><p>　　3.2 交通燈程序清單與注釋</p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit

52、RED_A=P0^0; //東西向燈</p><p>　　sbit YELLOW_A=P0^1; </p><p>　　sbit GREEN_A=P0^2;</p><p>　　sbit RED_B=P0^3; //南北向燈</p><p>　　sbit YELLOW_B=P0^4;</p>&l

53、t;p>　　sbit GREEN_B=P0^5;</p><p>　　uchar Flash_Count=0,Operation_Type=1; //閃爍次數(shù)，操作類型變量</p><p><b>　　//延時(shí)</b></p><p>　　void DelayMS(uint x)</p><p><b&g

54、t;　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　while(x--)for(i=0;i<120;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//交通燈切換</b></p&g

55、t;<p>　　void Traffic_Light()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(Operation_Type)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 1://東西向綠燈與南北向紅燈亮</p>

56、;<p><b>　　RED_A=1;</b></p><p>　　YELLOW_A=1;</p><p>　　GREEN_A=0;</p><p><b>　　RED_B=0;</b></p><p>　　YELLOW_B=1;</p><p>　　GREEN

57、_B=1;</p><p>　　DelayMS(2000);</p><p>　　Operation_Type=2;</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 2://東西向黃燈閃爍，綠燈關(guān)閉</p><p>　　DelayMS(300);</p>

58、;<p>　　YELLOW_A=~YELLOW_A;</p><p>　　GREEN_A=1;</p><p>　　if(++Flash_Count!=10)return;//閃爍5次</p><p>　　Flash_Count=0;</p><p>　　Operation_Type=3;</p><p>

59、;<b>　　break;</b></p><p>　　case 3://東西向紅燈亮，南北向綠燈亮</p><p><b>　　RED_A=0;</b></p><p>　　YELLOW_A=1;</p><p>　　GREEN_A=1;</p><p><b>

60、;　　RED_B=1;</b></p><p>　　YELLOW_B=1;</p><p>　　GREEN_B=0;</p><p>　　DelayMS(2000);</p><p>　　Operation_Type=4;</p><p><b>　　break;</b></p&

61、gt;<p>　　case 4://南北向黃燈閃爍5次</p><p>　　DelayMS(300);</p><p>　　YELLOW_B=~YELLOW_B;</p><p>　　GREEN_B=1;</p><p>　　if(++Flash_Count!=10)return; //閃爍</p><p

62、>　　Flash_Count=0;</p><p>　　Operation_Type=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//主程序</b></p><p>　　void

63、 main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(1)Traffic_Light();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　系統(tǒng)電路仿真及程序調(diào)試 </p><p><b>　　4.1 程序調(diào)試<

64、/b></p><p>　　參考程序在keil軟件的調(diào)試：</p><p>　　keilC51軟件是本設(shè)計(jì)必須掌握的軟件之一，在編寫程序之前，我們就應(yīng)該學(xué)習(xí)并熟練的掌握keilC51軟件的使用方法。掌握基本操作之后，我們可以通過(guò)keilC51軟件，編寫并調(diào)試程序，調(diào)試程序無(wú)誤后通過(guò)軟件編譯生成相應(yīng)的.hex文件從而達(dá)到對(duì)模擬電路的控制，本設(shè)計(jì)的程序調(diào)試如圖4.1（a）所示</p

65、><p><b>　　圖4.1（a）</b></p><p>　　4.2正常情況下的仿真圖：</p><p>　　東、西向方向綠燈，南、北向方向紅燈都亮，然后東、西方向黃燈閃爍5次后變成紅燈亮，最后南、北方向綠燈亮，東、西方向紅燈亮，南、北方向黃燈閃爍5次后變成紅燈亮，以后按照上述循環(huán)下去。本設(shè)計(jì)交通燈的閃亮情況大概可分為如下4種情況：</p

66、><p>　　東、西方向綠燈與南、北方向紅燈都亮，相應(yīng)的程序段及仿真圖如4.1（a）所示：</p><p>　　case 1: //東西向綠燈與南</p><p><b>　　RED_A=1;</b></p><p>　　YELLOW_A=1;</p><p>　　GREEN

67、_A=0;</p><p><b>　　RED_B=0;</b></p><p>　　YELLOW_B=1;</p><p>　　GREEN_B=1;</p><p>　　DelayMS(2000);</p><p>　　Operation_Type=2;</p><p>

68、　　break </p><p><b>　　圖4.2(a)</b></p><p>　　（b）東、西方向的黃燈閃爍5次，南、北的紅燈一直亮著，相應(yīng)的程序段及電路仿真圖如圖4.2（b）所示：</p><p>　　case 2: //東西向黃燈閃爍，綠燈關(guān)閉</p><p>　　Delay

69、MS(300);</p><p>　　YELLOW_A=~YELLOW_A;</p><p>　　GREEN_A=1;</p><p>　　if(++Flash_Count!=10)return; //閃爍5次</p><p>　　Flash_Count=0;</p><p>　　Operation_Type=3;&l

70、t;/p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　圖4.2（b）</b></p><p>　　（c）東、西方向的紅燈亮，南、北方向的綠燈亮，與之相對(duì)應(yīng)的程序段及仿真圖如下圖4.2（c）所示：</p><p>　　case 3://東西向紅燈亮，南北向綠燈亮</p&g

71、t;<p><b>　　RED_A=0;</b></p><p>　　YELLOW_A=1;</p><p>　　GREEN_A=1;</p><p><b>　　RED_B=1</b></p><p>　　YELLOW_B=1;</p><p>　　GREEN

72、_B=0;</p><p>　　DelayMS(2000);</p><p>　　Operation_Type=4;</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　圖4.2（c）</b></p><p>　?。╠）東、西方向紅燈一直亮著，南、北

73、方向的黃燈閃爍5次，之后依次循環(huán)下去。與之對(duì)應(yīng)的程序段以及電路仿真圖如4.2（d）所示：</p><p>　　case 4://南北向黃燈閃爍5次</p><p>　　DelayMS(300);</p><p>　　YELLOW_B=~YELLOW_B;</p><p>　　GREEN_B=1;</p><p>　

74、　if(++Flash_Count!=10)return;</p><p>　　Flash_Count=0;</p><p>　　Operation_Type=1;</p><p><b>　　圖4.2（d）</b></p><p>　　第五章 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)</p><p>　　這個(gè)學(xué)期通過(guò)對(duì)

75、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》的學(xué)習(xí)，更重要的是在老師的悉心指導(dǎo)下，我們完成了對(duì)課本知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)也完成了模擬交通燈的課程設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)從書本知識(shí)的理解到親手做完課程設(shè)計(jì)，這里面的每一個(gè)過(guò)程對(duì)我們來(lái)說(shuō)都是一個(gè)巨大的收獲和挑戰(zhàn)，由于對(duì)課本知識(shí)理解還不夠深，為此，這個(gè)課程設(shè)計(jì)也花了不少時(shí)間并查閱了大量的資料。</p><p>　　通過(guò)此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，讓我感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在將近20天的日子里，終于把這個(gè)設(shè)計(jì)完成了，對(duì)于

76、理論知識(shí)理解還不夠的我們來(lái)說(shuō)，雖然這段時(shí)間里有點(diǎn)辛苦，但是還是學(xué)到很多的的東西，不僅是學(xué)習(xí)上的，而且是關(guān)于做人做事方面的感悟。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。我在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所

77、學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說(shuō)不懂一些元器件的使用方法，對(duì)匯編語(yǔ)言掌握得不透徹。</p><p>　　最后，這次的設(shè)計(jì)讓我明白了所有事情，只有自己親手去做了，只有自己懂了，才不會(huì)在關(guān)鍵時(shí)刻掉鏈子。路總是要自己走，屬于自己的任務(wù)就要自己完成。所以，無(wú)論遇到什么事情，我們必須嚴(yán)格要求自己。這個(gè)過(guò)程雖然不是很平坦，肯定會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，但一旦征服了它那它就是你的東西了，當(dāng)這樣的經(jīng)驗(yàn)達(dá)到一定程度那你

78、就能享受到薄發(fā)那刻的輝煌。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　《單片機(jī)原理及應(yīng)用》（第2版） 張毅剛 彭喜元 彭宇 高等教育出版社</p><p>　　《MCS-51/96系列 單片機(jī)原理及應(yīng)用》（修訂版）孫涵芳 .北京航空航天大學(xué)出版社.1994 </p><p>　　《單片機(jī)原理