畢業(yè)設(shè)計(jì)--- 單片機(jī)交通控制燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　專 業(yè)： 自動(dòng)化 </p><p>　　題 目： 單片機(jī)交通控制燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) </p><p>　　作 者

2、姓 名： </p><p>　　導(dǎo)師及職稱： </p><p>　　導(dǎo)師所在單位： 電氣工程學(xué)院 </p><p>　　2013年 月 日</p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>

3、;　　Ⅰ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目</p><p>　　中文：?jiǎn)纹瑱C(jī)交通控制燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　英文：Design and implementation of SCM traffic control lamp</p><p><b>　?、?原始資料</b></p><p>　　[1] 周力，陳躍東，江明

4、．城市智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．自動(dòng)化與儀器儀表，2006，（6）：37-40．</p><p>　　[2] 楊漢祥，劉良福，鄔喜輝．利用單片機(jī)改進(jìn)交通燈控制系統(tǒng)[J]．北京電子科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，13（4）：68-71．</p><p>　　[3] 李忠國(guó)．單片機(jī)應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)[M]．北京：人民郵電出版社，2006．</p><p>　　[4] 先鋒工作室

5、．單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2003．</p><p>　　[5] 樓然苗．單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007．</p><p>　　[6] 王幸之．AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004．</p><p>　　[7] 李學(xué)海．標(biāo)準(zhǔn)80C51單片機(jī)基礎(chǔ)教程[M]．北京：北京航

6、空航天大學(xué)出版社，2006．</p><p>　　[8] 劉樂(lè)善．微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用[M]．北京：華中科技大學(xué)出版社，2004．</p><p>　　[9] 李伯成．基于MCS-51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2004．</p><p>　　[10] CaiMeiqin．etc.MSC-51 series single-chip mi

7、crocomputer system and its application[M]．BEIJING Higher Education Press，2004．</p><p>　　[11] Muhammad Ali Mazidi．The 80x86 IBM PC and Compatible Computers[M]．BEIJING Higher Education Press，2003．</p>&

8、lt;p>　?、?畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)內(nèi)容</p><p><b>　　1.課題研究的意義</b></p><p>　　城市道路交通自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展是以城市交通信號(hào)控制技術(shù)為前導(dǎo)，與汽車工業(yè)并行發(fā)展的。在其各個(gè)發(fā)展階段，由于交通的各種矛盾不斷出現(xiàn)，人們總是盡可能的把各個(gè)歷史階段當(dāng)時(shí)的最新科技成果應(yīng)用到交通自動(dòng)控制中來(lái)，從而促進(jìn)了交通自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展。交

9、通控制研究的發(fā)展，旨在解決人類交通因需求的增多而日益繁重帶來(lái)的問(wèn)題，局限于道路建設(shè)的暫時(shí)不足和交通工具的快速增長(zhǎng)，就要使更多的車輛安全高效的利用有限的道路資源，避免因無(wú)序和搶行等無(wú)控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓，另外，針對(duì)整個(gè)交通線路車輛的多少實(shí)時(shí)調(diào)整和轉(zhuǎn)移也十分必要。</p><p>　　2.本課題研究的主要內(nèi)容：</p><p>　　本課題屬實(shí)踐性研究課題。利用單片機(jī)AT89S52來(lái)

10、設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)。系統(tǒng)包括LCD顯示電路、單片機(jī)系統(tǒng)、按鍵、繼電器控制電路等。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定功能決定繼電器開(kāi)啟或閉合，需要設(shè)計(jì)相關(guān)電路原理圖及PCB圖，要求設(shè)計(jì)程序流程圖和相應(yīng)程序</p><p><b>　　3.提交的成果：</b></p><p>　?。?）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）正文；</p><p>　?。?）一篇引用的外文文獻(xiàn)及其譯文；<

11、;/p><p>　　（3）附不少于10篇主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要；</p><p>　　（4）其他和課題相關(guān)的附件</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)自動(dòng)化時(shí)代,交通燈控制等很多行業(yè)的設(shè)備都與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)。因此一個(gè)好的交通燈控制系統(tǒng)將在道路擁擠等交通狀況方面給予技術(shù)革新。本文主

12、要介紹了一個(gè)基于AT89C61單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng),詳細(xì)介紹了利用AT89C61設(shè)計(jì)并仿真實(shí)現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的過(guò)程重點(diǎn)對(duì)硬件設(shè)計(jì)、軟件編程、調(diào)試分析以及各模塊系統(tǒng)流程進(jìn)行了詳細(xì)分析對(duì)各部分的電路也一一進(jìn)行了介紹。本電路由AT89C51單片機(jī)、按鍵、數(shù)碼管和LED燈組成并在Proteus軟件上實(shí)現(xiàn)仿真。</p><p>　　關(guān)鍵詞 ：交通控制；單片機(jī)；AT89C51；仿真</p><p>

13、<b>　　Abstract</b></p><p>　　The age is an automation ages nowadays and traffic light control's waiting a lot of equipments of professions is closely related with calculator. Therefore, a good

14、traffic light control system will hustle for road, give technique innovation. This paper describes a 80C52 microcontroller-based traffic light control system, detailed description of the use 89C52 development process of

15、the traffic light control system. Focus on a detailed analysis of the hardware designing， software programming, anal</p><p>　　Keywords: Traffic Control；SCM；AT89C51；Simulation</p><p><b>　　目

16、錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目錄III</b></p><p><b>　　插圖清單V</b></p><p><b>　

17、　引言VI</b></p><p>　　第1章 緒 論1</p><p>　　1.1 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的及意義1</p><p>　　1.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)2</p><p>　　1.3 論文的主要內(nèi)容5</p><p>　　第2章 系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)6</p>

18、<p>　　2.1 系統(tǒng)的正常模式6</p><p>　　2.2 系統(tǒng)的緊急模式7</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.1 單片機(jī)模塊10</p><p>　　3.2 顯示模塊15</p><p>　　3.3 按鍵模塊15</p><p&

19、gt;　　第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.1 正常工作模式子程序19</p><p>　　4.2 延時(shí)子程序21</p><p>　　4.3 顯示倒計(jì)時(shí)子程序22</p><p>　　4.4 夜間模式子程序24</p><p>　　4.5 綠燈閃爍子程序26</p><

20、;p>　　第5章 系統(tǒng)測(cè)試與實(shí)現(xiàn)27</p><p>　　5.1 匯編源程序27</p><p>　　5.2 Proteus仿真28</p><p><b>　　結(jié)論與展望31</b></p><p><b>　　致謝32</b></p><p><b

21、>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p>　　附錄A 英文文獻(xiàn)翻譯34</p><p>　　6.1 英文原文34</p><p>　　6.2 中文譯文41</p><p>　　附錄B 交通燈控制系統(tǒng)源程序45</p><p>　　附錄C 系統(tǒng)總電路圖51</p>&l

22、t;p><b>　　插圖清單</b></p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)的正常模式7</p><p>　　圖2-2 系統(tǒng)的緊急模式8</p><p>　　圖2-3 系統(tǒng)的夜間模式9</p><p>　　圖3-1 單片機(jī)與其它模塊的連接14</p><p>　　圖3-2 顯示

23、模塊15</p><p>　　圖3-3 按鍵模塊16</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖17</p><p>　　圖4-2 正常工作模式流程圖20</p><p>　　圖4-3 １秒延時(shí)子程序流程圖21</p><p>　　圖4-4 顯示倒計(jì)時(shí)子程序流程圖23</p><

24、;p>　　圖4-5 夜間工作模式25</p><p>　　圖4-6 綠燈閃爍子程序流程圖26</p><p>　　圖5-1 源程序編譯圖27</p><p>　　圖5-2 正常工作模式模擬結(jié)果28</p><p>　　圖5-3 夜間工作模式模擬結(jié)果29</p><p>　　圖5-4 緊急工作

25、模式模擬結(jié)果29</p><p>　　圖5-5 強(qiáng)制東西通行模式模擬結(jié)果30</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　今天紅綠燈安裝在各個(gè)道口上已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見(jiàn)和最有效的手段，但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。1858年在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈用以指揮馬車通行，這是世

26、界上最早的交通信號(hào)燈。1868年英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈，它由紅綠兩塊以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成紅色表示“停止”綠色表示“注意”，1869年1月2日煤氣燈爆炸使警察受傷遂被取消。1914年電氣啟動(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安裝在紐約市5號(hào)大街的一座高塔上，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

27、的紅綠燈一種是把壓力探測(cè)器安在地下當(dāng)車輛接近時(shí),紅燈便變?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)按一下喇叭就使紅燈變?yōu)榫G燈，紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路，紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間推遲汽車放行以免發(fā)生交通事故，信號(hào)燈的出現(xiàn)使交通得以有效管制對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力減少交通事故有明顯效果。1968</p><p><b>　　第1章 緒

28、論</b></p><p>　　1.1 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的及意義</p><p>　　城市道路交通自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展是以城市交通信號(hào)控制技術(shù)為前導(dǎo)，與汽車工業(yè)并行發(fā)展的。在其各個(gè)發(fā)展階段，由于交通的各種矛盾不斷出現(xiàn)，人們總是盡可能地把各個(gè)歷史階段當(dāng)時(shí)的最新科技成果應(yīng)用到交通自動(dòng)控制中來(lái)，從而促進(jìn)了交通自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展。早在1850年，城市交叉口處不斷增長(zhǎng)

29、的交通就引發(fā)了人們對(duì)安全和擁堵的關(guān)注。世界上第一臺(tái)交通自動(dòng)信號(hào)燈的誕生，拉開(kāi)了城市交通控制的序幕，1868年，英國(guó)工程師納伊特在倫敦威斯特敏斯特街口安裝了一臺(tái)紅綠兩色的煤氣照明燈，用來(lái)控制交叉路口馬車的通行，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號(hào)燈幾乎銷聲匿跡了近半個(gè)世紀(jì)。1914年及稍晚一些時(shí)候，美國(guó)的克利夫蘭、紐約和芝加哥才重新出現(xiàn)了交通信號(hào)燈，它們采用電力驅(qū)動(dòng)，與現(xiàn)在意義上的信號(hào)燈已經(jīng)相差無(wú)幾。1926年英國(guó)人第一次安裝和使用自動(dòng)化的

30、控制來(lái)控制交通信號(hào)燈，這是城市交通自動(dòng)控制的起點(diǎn)。早期的交通信號(hào)燈使用“固定配時(shí)”方式實(shí)行自動(dòng)控制，這種方式對(duì)于早期交通流量不大的情況曾起過(guò)一定的作用。但隨著汽車工業(yè)的發(fā)展、交通流量增加、隨機(jī)變化增強(qiáng)，采用以往那種單一模式的“固定配時(shí)”方式已不能滿足客觀需要，于是一種多時(shí)段多方案的信</p><p>　　1.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　現(xiàn)在可以說(shuō)單片機(jī)是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的時(shí)

31、期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有：</p><p>　　(1) 低功耗CMOS化</p><p>　　MCS-51系列的8031推出時(shí)的功耗達(dá)630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100

32、mW左右，隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來(lái)越低，現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)和CHMOS(互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。</p>

33、;<p><b>　　(2) 微型單片化</b></p><p>　　現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(RAM)、只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW(脈寬調(diào)制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機(jī)將LCD(液晶)驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這

34、樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中SMD(表面封裝)越來(lái)越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。</p><p>　　(3) 主流與多品種共存</p><p>

35、　　現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機(jī)占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產(chǎn)品，ATMEL公司的產(chǎn)品和中國(guó)臺(tái)灣的Winbond列單片機(jī)。所以C8051為核心的單片機(jī)占據(jù)了半壁江山。而Microchip公司的PIC精簡(jiǎn)指令集(RISC)也有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，中國(guó)臺(tái)灣的HOLTEK公司近年的單片機(jī)產(chǎn)量與日俱增，與其低價(jià)質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)一定的市場(chǎng)分額。此外還有MOTOROLA公司的產(chǎn)品，日本幾大

36、公司的專用單片機(jī)。在一定的時(shí)期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個(gè)單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)，相輔相成、共同發(fā)展的道路。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。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)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)

37、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。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的</p><p>　　(1) 在智能儀器儀表上的應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元

38、素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。</p><p>　　(2) 在工業(yè)控制中的應(yīng)用</p><p>　　用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。</p>

39、<p>　　(3) 在家用電器中的應(yīng)用</p><p>　　可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無(wú)所不在。</p><p>　　(4) 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用</p><p>　　現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，

40、為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。</p><p>　　(5) 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)

41、備及病床呼叫系統(tǒng)等等。此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。</p><p>　　1.3 論文的主要內(nèi)容</p><p>　　基于整個(gè)交通控制系統(tǒng)的發(fā)展情況，本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行如下方面的研究：用智能，集成，且功能強(qiáng)大的單片機(jī)芯片為控制中心，設(shè)計(jì)出一套十字路口的交通控制系統(tǒng)，以指揮該路口的實(shí)時(shí)通行狀態(tài)。本設(shè)計(jì)主要做了如下幾方面的工作：</p>

42、<p>　　(1) 是確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計(jì)，包括，十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項(xiàng)功能，在這里，本設(shè)計(jì)除了有信號(hào)燈狀態(tài)控制能實(shí)現(xiàn)基本的交通功能，還增加了倒計(jì)時(shí)顯示提示 ，詳細(xì)功能為：在白天正常東西方向和南北方向通車，通車時(shí)間均為45秒。正常通車情況下，可以對(duì)通車的時(shí)間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，并通過(guò)顯示器顯示出來(lái)。如果遇到特殊情況，在處理特殊事件時(shí)，可使整個(gè)十字路口禁止通車。強(qiáng)制東西通行，適用某些需要只進(jìn)行東西

43、通車的情況。強(qiáng)制南北通行，適用某些需要只進(jìn)行南北通車的情況。在夜間車流量較少的情況下，正常東西方向和南北方向通車，通車時(shí)間均為10秒，相對(duì)與白天通行模式，車輛等待時(shí)間減少，提高了通行效率。</p><p>　　(2) 是進(jìn)行智能傳感器的硬件電路，顯示電路等的設(shè)計(jì)對(duì)各器件的選擇及連接，大體分配各個(gè)器件及模塊的基本功能要求。</p><p>　　(3) 是進(jìn)行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)本系統(tǒng)，本人采用單

44、片機(jī)匯編語(yǔ)言編寫，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，了解定時(shí)器，中斷以及延時(shí)原理，總體上完成了軟件的編寫。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)是一個(gè)針對(duì)十字路口設(shè)計(jì)的交通信號(hào)燈控制。通過(guò)利用單片機(jī)AT89C51控制LED燈和數(shù)碼管的顯示，模擬現(xiàn)實(shí)生活中的交通燈工作情景。用數(shù)碼管來(lái)顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間，每個(gè)方向都有紅燈、黃燈、綠燈各一組，指揮車輛和行人

45、安全通行。紅燈亮?xí)r禁止行人和車輛通行，當(dāng)綠燈亮才允許行人和車輛通行。當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)完成時(shí)，此時(shí)綠燈開(kāi)始閃爍用來(lái)提示行人和車輛紅綠燈的狀態(tài)即將切換，注意通行。</p><p>　　交通燈的控制可以分為自動(dòng)控制和人工控制兩種方式：正常啟動(dòng)的情況下，交通燈處于自動(dòng)控制方式，此時(shí)東西方向和南北方向的交通燈輪流導(dǎo)通；遇到特殊情況，可以通過(guò)人工控制來(lái)啟動(dòng)緊急按鈕，然后通過(guò)按鍵強(qiáng)制南北方向或強(qiáng)制東西方向交通導(dǎo)通的來(lái)改變交通，在夜間，

46、車流量相對(duì)減小，這時(shí)候我們可以啟動(dòng)夜間模式，把時(shí)間紅綠燈轉(zhuǎn)換的時(shí)間縮短，這樣就可以減小車輛夜間在路口等候的時(shí)間，最大程度的利用路口的資源。</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的正常模式</p><p>　　在正常通電后，系統(tǒng)處于正常模式，此時(shí)南北方向交通燈首先導(dǎo)通，東西方向禁止通行，情況如下所示:</p><p>　　(1) 首先是南北方向交通導(dǎo)通，東西方向交通停止，

47、此時(shí)南面LED1為綠燈、東面LED2為紅燈、北面LED3為綠燈、西面LED4為紅燈，四個(gè)方向的數(shù)碼管都從45秒開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，每隔1秒減1；</p><p>　　(2) 當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)完成時(shí)，南北方向的綠燈(LED1和LED3)開(kāi)始閃爍，閃爍時(shí)間為1S，閃爍間隔設(shè)置為0.5秒；</p><p>　　(3) 當(dāng)閃爍結(jié)束之后，東西方向交通導(dǎo)通，南北方向的交通停止，此時(shí)南面LED1為紅燈、東面LED2為綠

48、燈、北面LED3為紅燈、西面LED4為綠燈，各個(gè)方向的數(shù)碼管重新開(kāi)始從45秒倒計(jì)時(shí)，每隔1秒減1；</p><p>　　(4) 當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)完成后，東西方向綠燈(LED2和LED4)開(kāi)始閃爍，閃爍時(shí)間為1S，閃爍間隔設(shè)置為0.5秒；</p><p>　　(5) 當(dāng)閃爍結(jié)束后，再次執(zhí)行步驟1的操作。</p><p><b>　　其控制流程如下：</b>

49、;</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)的正常模式</p><p>　　2.2 系統(tǒng)的緊急模式</p><p>　　由于十字路口的車流量、人流量往往較大，在這樣的情況下，往往會(huì)發(fā)生一些突發(fā)事件，此時(shí)我們就需要通過(guò)一些特殊手段，來(lái)強(qiáng)制控制路口的導(dǎo)通情況，使路口在一定的時(shí)間段中只有南北方向?qū)?、或者是東西方向?qū)?，因此我們?cè)O(shè)置了緊急模式按鈕。</p>&l

50、t;p>　　在緊急模式啟動(dòng)時(shí)，數(shù)碼管顯示的時(shí)間為59秒，在沒(méi)有任何動(dòng)作的情況下，每隔10秒紅燈就會(huì)閃爍幾次，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)判斷有沒(méi)有按鍵被按下，如果有按鍵被按下如：</p><p>　　(1) 當(dāng)強(qiáng)制東西導(dǎo)通按鍵被按下時(shí)，東西方向的交通燈變?yōu)榫G色，南北方向的交通燈任然為紅色，數(shù)碼管顯示的時(shí)間為59秒，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)判斷正常模式有沒(méi)有啟動(dòng)，如果正常模式?jīng)]有啟動(dòng)，系統(tǒng)將自動(dòng)返回，繼續(xù)執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作。</p>

51、<p>　　(2) 當(dāng)強(qiáng)制南北導(dǎo)通按鍵被按下時(shí)，南北方向的交通燈變?yōu)榫G色，東西方向的交通燈變?yōu)榧t色，數(shù)碼管顯示的時(shí)間為59秒，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)判斷正常模式有沒(méi)有啟動(dòng)，如果正常模式?jīng)]有啟動(dòng)，系統(tǒng)將自動(dòng)返回，繼續(xù)執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作。</p><p>　　其流程控制圖如下所示：</p><p>　　圖2-2 系統(tǒng)的緊急模式</p><p>　　2.3 系統(tǒng)的夜間模式&l

52、t;/p><p>　　在夜間十字路口的車流量相對(duì)與白天有所減緩，此時(shí)我們可以縮短其導(dǎo)通時(shí)間來(lái)節(jié)省車輛與行人在夜間的等候時(shí)間，最大的方便行人與車輛通行。</p><p>　　其控制流程如下所示：</p><p>　　圖2-3 系統(tǒng)的夜間模式</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)上面的功能要求

53、,硬件系統(tǒng)主要模塊有單片機(jī)模塊﹑顯示模塊﹑按鍵模塊，其硬件總電路圖如附錄二所示。</p><p><b>　　3.1 單片機(jī)模塊</b></p><p>　　MCS-51單片機(jī)是Intel公司在1980年繼MCS-48系列8位單片機(jī)之后推出的高檔8位單片機(jī)。MCS-51單片機(jī)在性能和片內(nèi)功能方面大大優(yōu)于MCS-48系列單片機(jī)。</p><p>

54、　　MCS-51的典型產(chǎn)品有：8051、8031、8751、80C51、80C31、87C51等，8051內(nèi)部有4kB ROM，8751內(nèi)部有4kB EPROM，8031片內(nèi)無(wú)ROM。除此之外，三者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳完全相同。單片機(jī)的主要特點(diǎn)有：</p><p>　　（1）具有優(yōu)異的性能價(jià)格比。</p><p>　?。?）集成度高、體積小、可靠性高。</p><p>

55、<b>　?。?）控制功能強(qiáng)。</b></p><p>　?。?）低電壓，低功耗。</p><p>　　單片機(jī)是應(yīng)工業(yè)測(cè)控需要而產(chǎn)生的，最能反映其功能及形態(tài)的名稱是在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中，Single-chip Micro-controller。按照測(cè)控系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求，單片機(jī)的應(yīng)用可分為單機(jī)應(yīng)用和多機(jī)應(yīng)用兩大類。我們這次要完成的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)就是它的單機(jī)應(yīng)用，下面在介紹一

56、下單片機(jī)在單機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的主要內(nèi)容。</p><p><b>　?。?）智能產(chǎn)品</b></p><p>　　單片機(jī)與傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合，使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，控制智能化，購(gòu)成新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品。目前，利用單片機(jī)構(gòu)成的智能產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于家用電器、辦公設(shè)備、數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械、工業(yè)設(shè)備等行業(yè)。</p><p><b>　　（2）智

57、能儀表</b></p><p>　　目前，各種傳感器、變送器、控制儀表已普遍采用單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。它集測(cè)量、處理、控制功能于一體，具有各種智能化功能，如存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、查找、判斷、聯(lián)網(wǎng)和語(yǔ)音等功能。</p><p>　　單片機(jī)構(gòu)成的智能儀表，能使儀表具有數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化等優(yōu)點(diǎn)，賦予測(cè)量?jī)x表以嶄新的面貌，使傳統(tǒng)的儀器、儀表發(fā)生根本性的變革，它代表了儀器儀表的

58、發(fā)展趨勢(shì)。</p><p><b>　?。?）測(cè)控技術(shù)</b></p><p>　　用單片機(jī)構(gòu)成的各種工業(yè)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，如爐溫恒溫控制系統(tǒng)、電鍍生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)等。</p><p><b>　?。?）智能接口</b></p><p>　　在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，

59、特別是較大型的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中，除通用外部設(shè)備外，還由許多外部通信、采集、多路分配管理、驅(qū)動(dòng)控制等接口。這些外部設(shè)備與接口如果完全由主機(jī)進(jìn)行管理，勢(shì)必會(huì)造成主機(jī)負(fù)擔(dān)過(guò)重，運(yùn)行速度降低，接口的管理水平也不可能提高。如果用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，單片機(jī)與主機(jī)可并行加工處理，可以大量降低接口的通信密度，極大的提高了接口控制管理水平。在一些通用計(jì)算機(jī)外部設(shè)備上，已實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的鍵盤管理、打印機(jī)控制、繪圖儀控制、硬盤驅(qū)動(dòng)控制等。</p&g

60、t;<p>　　單片機(jī)的部分功能介紹</p><p>　　AT89C51單片機(jī)把作為控制應(yīng)用所必需的基本功能部件都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。它包含有8位微處理器（CPU）、128B RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、4KB Flash ROM程序存儲(chǔ)器、4個(gè)8位可編程并行I/O口、一個(gè)全雙工異步串行口、2個(gè)可編程16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和看門狗定時(shí)器等等。</p><p>　　(1)

61、中央處理器（CPU）</p><p>　　CPU是單片機(jī)的核心部件，根據(jù)CPU字長(zhǎng)可分為1位機(jī)、4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)以及32位機(jī)，CPU的運(yùn)算速度、處理數(shù)據(jù)能力、實(shí)施控制功能等性能都與CPU的字長(zhǎng)有關(guān)，因此，字長(zhǎng)是衡量CPU功能的主要指標(biāo)。</p><p>　　AT89C51單片機(jī)的CPU是由運(yùn)算器和控制器構(gòu)成的。運(yùn)算器主要用來(lái)對(duì)操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)、邏輯和位操作運(yùn)算。主要包括算術(shù)邏輯運(yùn)算單

62、元ALU、累加器A、程序狀態(tài)寄存器PSW、位處理器及兩個(gè)暫存器?？刂破鞯闹饕蝿?wù)是識(shí)別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保證單片機(jī)各部分能自動(dòng)協(xié)調(diào)地工作?？刂破髦饕ǔ绦虼鎯?chǔ)器、指令寄存器、指令譯碼器、定時(shí)及控制邏輯電路等。其功能是控制指令的讀入、譯碼和執(zhí)行，從而對(duì)單片機(jī)的各功能部件進(jìn)行定時(shí)和邏輯控制。</p><p>　　(2) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）</p><p>　　

63、單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量片內(nèi)為128B，片外最多可外擴(kuò)64KB。片內(nèi)128B的RAM以高速RAM的形式集成在單片機(jī)內(nèi)，可以加快單片機(jī)的運(yùn)行速度，而且這種結(jié)構(gòu)的RAM還可以降低功耗。還有少數(shù)單片機(jī)內(nèi)采用EEPROM作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可分為工作寄存器、堆棧，位標(biāo)志和數(shù)據(jù)緩沖器使用。</p><p>　　(3) 程序存儲(chǔ)器(Flash ROM)</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器容量

64、一般為1KB~64KB,通常采用只讀存儲(chǔ)器（ROM）。采用只讀存儲(chǔ)器作為程序存儲(chǔ)器，不僅提高了可靠性，而且由于只讀存儲(chǔ)器的集成度較高、價(jià)格較低，降低了成本。</p><p>　　(4) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p>　　片內(nèi)有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，增強(qiáng)型的52子系列有3個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，它具有4中工作方式。</p><p>　　(5) I/O接口及特

65、殊功能部件</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部有數(shù)量不等的并行接口，可以作為外界無(wú)輸入/輸出設(shè)備，通常也包含1~2個(gè)串行口，用于實(shí)現(xiàn)異步串行通信。特殊功能部件通常包括定時(shí)/計(jì)數(shù)器，其他例如A/D、PWM、DMA等根據(jù)不同類型的單片機(jī)，其配置不同。</p><p><b>　　單片機(jī)的引腳功能</b></p><p>　　目前AT89C51單片機(jī)多采

66、用40引腳的雙列直插封裝方式</p><p>　　其引腳按其功能可以分為3類:</p><p>　　(1) 電源及時(shí)鐘引腳</p><p>　　電源引腳為接入單片機(jī)的工作電源，其中Vcc（40腳）接+5V電源、Vss（20腳）接數(shù)字地。</p><p>　　時(shí)鐘引腳中XTAL1（19腳）為片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。當(dāng)使用片內(nèi)振

67、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)鐘源時(shí)，該引腳接外部時(shí)鐘振蕩器的信號(hào)。另一個(gè)XTAL2（18腳）為片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端，當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí)，引腳接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)采用外部時(shí)鐘源時(shí)，引腳懸空。</p><p><b>　?。?）控制引腳</b></p><p>　　此類引腳提供復(fù)位信號(hào)，有的還具有復(fù)用功能。它包括RST（9腳）、EA

68、／VPP（31腳）、ALE／PROG（30腳）和PSEN（29腳）。</p><p>　　RST：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效，在此引腳加上持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可以使單片機(jī)復(fù)位。正常工作時(shí)此引腳應(yīng)為<=0.5V的低電平。</p><p>　　EA／VPP：其中EA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。接高電平時(shí)，當(dāng)PC值不超過(guò)0FFFH時(shí)，單片機(jī)讀片內(nèi)程序

69、存儲(chǔ)器（4KB）中的程序；當(dāng)PC值超出時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向讀取片外60KB程序存儲(chǔ)器中的程序。接低電平時(shí)，只讀取外部程序存儲(chǔ)器0000H—FFFFH中的內(nèi)容。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：ALE為CPU訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或者是外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器提供一個(gè)地址鎖存信號(hào)，將低8位地址鎖存在片外的地址鎖存器中。PROG為該引腳的第二功能，即

70、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:片外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，低電平有效。PSEN程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89S51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的PSEN信號(hào)。</p><p>　　(3) 并行I/O口引腳

71、</p><p>　　P0口：8位，漏極開(kāi)路的雙向I/O口。當(dāng)單片機(jī)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器及I/O接口芯片時(shí)，P0口作為地址總線及數(shù)據(jù)總線的分時(shí)復(fù)用端口。P0口作通用I/O口時(shí)，需加上拉電阻，這時(shí)為準(zhǔn)雙向口。作通用I/O口的輸入時(shí)，應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫入1.可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。</p><p>　　P1口：8位，準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。是專為用戶使用的準(zhǔn)雙向I/O口，作為通用的

72、I/O口輸入時(shí)，應(yīng)先向端口鎖存器寫入1。P可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。</p><p>　　P2口：8位，準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。當(dāng)單片機(jī)擴(kuò)展外部存儲(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?？勺鳛槠胀ǖ腎/O口使用，作為通用的I/O口輸入時(shí)，應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫入1.可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。</p><p>　　P3口：8位，準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉

73、電阻。可作為通用I/O口使用，作通用I/O口輸入時(shí)，應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫入1.可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載單片機(jī)與其他模塊的單片機(jī)與其他模塊的連接如下圖1所示</p><p>　　圖3-1 單片機(jī)與其它模塊的連接</p><p><b>　　3.2 顯示模塊</b></p><p>　　傳統(tǒng)的共陽(yáng)極或共陰極的數(shù)碼管其顯示輸入需要為段碼，這樣就

74、使得電路相對(duì)復(fù)雜和繁瑣。對(duì)于相同的功能在成本相差不大的情況下，此處運(yùn)用了帶BCD譯碼電路的LED顯示器。這樣既可使線路簡(jiǎn)化，又可使可靠性提高。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中使用的自帶BCD譯碼電路的LED顯示器，其主要特點(diǎn)是采用四線BCD碼輸入，可顯示0-F十六進(jìn)制數(shù)。使用時(shí)直接輸入BCD碼 即可顯示相應(yīng)的數(shù)字，使得電路大大簡(jiǎn)化。設(shè)計(jì)時(shí)，把P1.0~P1.7當(dāng)做BCD碼輸出端口，連接到LED顯示器上，這樣可把BC

75、D碼直接轉(zhuǎn)換成可顯示的數(shù)字，顯示模塊的連接如圖2所示：</p><p>　　圖3-2 顯示模塊</p><p><b>　　3.3 按鍵模塊</b></p><p>　　在此系統(tǒng)中，按鍵模塊是實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的關(guān)鍵，按鍵通過(guò)電阻與單片機(jī)相連接，可以對(duì)單片機(jī)進(jìn)行控制，低電平信號(hào)對(duì)相應(yīng)的單片機(jī)引腳有效，可使按鍵的另一端接地。本設(shè)計(jì)中有強(qiáng)制東西通行按鍵

76、﹑強(qiáng)制南北通行按鍵﹑夜間模式按鍵﹑正常模式按鍵﹑緊急模式按鍵五個(gè)按鍵，分別對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的子模式。如圖3所示：</p><p>　　圖3-3 按鍵模塊</p><p>　　各按鍵與單片機(jī)相對(duì)應(yīng)的接口見(jiàn)上面的單片機(jī)模塊。</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)前面的要求以及硬件的設(shè)置情況，本系統(tǒng)的軟件部分需要進(jìn)行中斷

77、設(shè)置。為了實(shí)現(xiàn)上述要求，軟件部分應(yīng)包括正常模式﹑夜間模式﹑緊急模式﹑強(qiáng)制序。主程序流圖如圖4所示：</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p>　　開(kāi)機(jī)上電處于正常模式下，交通燈每45秒改變一次通行方向，使得南北和東西交替通行。而顯示系統(tǒng)則顯示到下一次改變所剩的時(shí)間，利于司機(jī)調(diào)整車輛狀況。每到同行方向轉(zhuǎn)換時(shí)，綠燈閃爍，變?yōu)辄S燈。提醒司機(jī)注意通行方向的改變，避免不必要的危險(xiǎn)

78、。</p><p>　　在設(shè)計(jì)運(yùn)用了單片機(jī)的外部中斷，系統(tǒng)的緊急和夜間模式的切換采用中斷系統(tǒng)完成。這樣在任何通行情況下都可進(jìn)入以上兩種模式。在設(shè)計(jì)中，設(shè)置外部中斷0為夜間模式觸發(fā)按鈕，由電平觸發(fā)完成，設(shè)置為低優(yōu)先級(jí)，設(shè)置外部中斷1為緊急模式觸發(fā)按鈕，由電平觸發(fā)完成，設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)。此時(shí)無(wú)論緊急狀況（如車禍等）發(fā)生在何時(shí)都可以直接進(jìn)入緊急模式以便于交通管理人員處理問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)在緊急模式下軟件檢測(cè)p3.7和p3.

79、6是否不為1來(lái)觸發(fā)東西及南北強(qiáng)制通行模式，以彌補(bǔ)外部中斷的不足，實(shí)現(xiàn)更多的功能。</p><p><b>　　總程序見(jiàn)附錄一。</b></p><p>　　4.1 正常工作模式子程序</p><p>　　正常模式下，交通燈每45秒改變一次通行方向，使得南北和東西交替通行，其流程圖如圖5所示。</p><p><b&

80、gt;　　其主要程序?yàn)椋?lt;/b></p><p>　　MOVR6,#03H；綠燈閃爍次數(shù)</p><p>　　MOVR0,#00H；</p><p>　　MOVP2,R0；燈全滅</p><p>　　SETBP2.7；南北綠燈亮</p><p>　　SETBP2

81、.1；東西紅燈亮</p><p>　　ACALLDISPLAY；顯示倒計(jì)時(shí)</p><p>　　ACALLFLASHN；南北方向綠燈閃爍</p><p>　　CLRP2.7；南北綠燈滅</p><p>　　SETBp2.6；南北黃燈亮</p><p>　　ACALLDE

82、LAY2；短延時(shí)2</p><p>　　CLRP2.6；南北黃燈滅</p><p>　　CLRP2.1；東西紅燈滅</p><p>　　SETBP2.3；東西綠燈亮</p><p>　　SETBP2.5；南北紅燈亮</p><p>　　ACALLDISPLAY

83、；顯示倒計(jì)時(shí)</p><p>　　ACALLFLASHS；東西方向綠燈閃爍</p><p>　　CLRP2.3；東西綠燈滅</p><p>　　SETBP2.2；東西黃燈亮</p><p>　　ACALLDELAY2；短延時(shí)2</p><p>　　CLR P2.2

84、；東西黃燈滅</p><p>　　圖4-2 正常工作模式流程圖</p><p><b>　　4.2 延時(shí)子程序</b></p><p>　　設(shè)計(jì)中通過(guò)對(duì)指令運(yùn)行的次數(shù)進(jìn)行循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件延時(shí)。當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí)每個(gè)機(jī)器周期是1微秒，一條NOP指令是一個(gè)機(jī)器周期，一條DJNZ指令是兩個(gè)機(jī)器周期，所以可寫出如下的1秒延時(shí)子程序：</p&

85、gt;<p>　　DELAY:MOV R2, #33</p><p>　　DEL3:MOV R3, #100</p><p>　　DEL2:MOV R4, #75</p><p><b>　　DEL1:NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p

86、><p>　　DJNZ R4, DEL1</p><p>　　DJNZ R3, DEL2</p><p>　　DJNZ R2, DEL3</p><p>　　圖4-3 １秒延時(shí)子程序流程圖</p><p>　　4.3 顯示倒計(jì)時(shí)子程序</p><p>　　通過(guò)LED顯示器顯示距離換向時(shí)間還剩

87、多少，利于司機(jī)調(diào)整車輛狀況，其程序?yàn)椋?lt;/p><p><b>　　其主要程序?yàn)椋?lt;/b></p><p>　　DISPLAY:MOVR0,#44；顯示子程序</p><p>　　MOVR7,#45；循環(huán)次數(shù)</p><p>　　L1:MOVDPTR,#TABLE；表地址送DPTR<

88、;/p><p>　　MOVA,R0；秒數(shù)送A</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR；查表</p><p>　　MOVP1,A；查表得BCD送P1</p><p>　　DECR0；秒數(shù)減一</p><p>　　ACALLDELAY；延時(shí)一秒</

89、p><p>　　DJNZR7,L1；循環(huán)</p><p>　　RET；返回</p><p>　　此程序是通過(guò)循環(huán)查表來(lái)實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)顯示的，其流程圖如圖所示</p><p>　　圖4-4 顯示倒計(jì)時(shí)子程序流程圖</p><p>　　4.4 夜間模式子程序</p><p>　

90、　系統(tǒng)在主程序中已經(jīng)完成中斷初始化，在正常模式下，其隨時(shí)可通過(guò)中斷0進(jìn)入夜間模式，不受當(dāng)時(shí)通行方向的影響。夜間模式中，交通燈每45秒改變一次通行方向，使得南北和東西交替通行。其流程圖如圖7。其程序?yàn)椋?lt;/p><p>　　YEJIAN: MOV R0,#00H ；夜間模式</p><p>　　MOV P2,R0 ；燈全滅</p&

91、gt;<p>　　SETB P2.7 ； 南北綠燈亮</p><p>　　SETB P2.1 ；東西紅燈亮</p><p>　　ACALL DISPLAY1 ；顯示倒計(jì)時(shí)</p><p>　　ACALL FLASHN ；南北方向綠燈閃爍</p&

92、gt;<p>　　CLR P2.7 ；南北綠燈滅</p><p>　　SETB P2.6 ；南北黃燈亮</p><p>　　ACALL DELAY2 ；短延時(shí)2</p><p>　　CLR P2.6 ；南北黃燈滅</p>

93、<p>　　CLR P2.1 ；東西紅燈滅</p><p>　　SETB P2.3 ；東西綠燈亮</p><p>　　SETB P2.5 ；南北紅燈亮</p><p>　　ACALL DISPLAY1 ；顯示倒計(jì)時(shí)</p><

94、p>　　ACALL FLASHS ；東西方向綠燈閃爍</p><p>　　CLR P2.3 ；東西綠燈滅</p><p>　　SETB P2.2 ；東西黃燈亮</p><p>　　ACALL DELAY2 ；短延時(shí)2</p>&l

95、t;p>　　CLR P2.2 ；東西黃燈滅</p><p>　　LJMP YEJIAN </p><p>　　圖4-5 夜間工作模式</p><p>　　4.5 綠燈閃爍子程序</p><p>　　每到同行方向轉(zhuǎn)換時(shí)，綠燈閃爍，提醒司機(jī)注意通行方向的改變，避免不必要的危險(xiǎn)。綠燈閃爍的程序分南北方向

96、和東西方向，以南北方向?yàn)槔?，流程圖如圖8所示，其程序?yàn)椋?lt;/p><p>　　SETBP2.7；南北方向綠燈閃爍子程序</p><p>　　ACALLDELAY1；短延時(shí)1</p><p>　　CLRP2.7；滅南北方向綠燈</p><p>　　ACALLDELAY1；短延時(shí)1</p&g

97、t;<p>　　DJNZR6,FLASHN；循環(huán)3次</p><p>　　MOVR6,#3；重裝循環(huán)次數(shù)</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　圖4-6 綠燈閃爍子程序流程圖</p><p>　　第5章 系統(tǒng)測(cè)試與實(shí)現(xiàn)</p><p&

98、gt;　　根據(jù)上面的設(shè)計(jì)，此次課程設(shè)計(jì)使用KeiluVision3和Proteus軟件仿真，其中使用軟件匯編源程序，使用Proteus軟件對(duì)硬件電路進(jìn)行模擬。</p><p><b>　　5.1 匯編源程序</b></p><p>　　KeiluVision3中，輸入源程序后，對(duì)源程序進(jìn)行編譯，經(jīng)調(diào)試源程序可以運(yùn)行。匯編結(jié)果如圖所示：</p><p

99、>　　圖5-1 源程序編譯圖</p><p>　　5.2 Proteus仿真</p><p>　　在此次設(shè)計(jì)中，用Proteus對(duì)硬件部分進(jìn)行模式。在Proteus中輸入原理圖后，在單片機(jī)中載入上面匯編的hex文件，運(yùn)行仿真，結(jié)果如下：</p><p>　　按下正常模式按鍵后，系統(tǒng)開(kāi)始工作，南北方向和東西方向交替通行45秒。仿真結(jié)果如圖所示：</p&g

100、t;<p>　　圖5-2 正常工作模式模擬結(jié)果</p><p>　　按下夜間模式按鍵后，系統(tǒng)進(jìn)入夜間工作模式，南北先通行10秒，然后東西通行10秒，如此交替運(yùn)行，模擬結(jié)果如圖所示：</p><p>　　圖5-3 夜間工作模式模擬結(jié)果</p><p>　　無(wú)論系統(tǒng)處于那種工作模式，按下緊急模式鍵后，系統(tǒng)便進(jìn)入緊急工作狀態(tài)，在緊急狀態(tài)下，各方向禁止通行

101、，模擬結(jié)果如圖所示：</p><p>　　圖5-4 緊急工作模式模擬結(jié)果</p><p>　　在緊急工作模式下，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制東西通行或強(qiáng)制南北通行，例如按下強(qiáng)制東西通行后，只可以東西通行，顯示器顯示在45秒，如圖所示：</p><p>　　圖5-5 強(qiáng)制東西通行模式模擬結(jié)果</p><p><b>　　結(jié)論與展望</b&g

102、t;</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在，因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。單片機(jī)作為我們的主要專業(yè)課之一，雖然在開(kāi)始學(xué)習(xí)時(shí)我對(duì)這門課并沒(méi)有什么興趣，覺(jué)得那些程序指令枯燥乏味，但在這次課程設(shè)計(jì)后我發(fā)現(xiàn)自己在一點(diǎn)一滴的努力中對(duì)單片機(jī)的興趣也在逐漸增加。</p><p>　　通過(guò)這

103、次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我更進(jìn)一步了解到單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和強(qiáng)大功能,在查找資料的過(guò)程中,認(rèn)識(shí)到單片機(jī)應(yīng)用的廣泛性。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，我并沒(méi)有局限于普通十字路口交通燈方案，而是根據(jù)實(shí)際情況加入了夜間模式等其他功能。在實(shí)現(xiàn)這些功能的同時(shí)，對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)有了一個(gè)更深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，熟練掌握了匯編語(yǔ)言的編程方法，進(jìn)一步熟悉了外部中斷的使用方法，學(xué)習(xí)了中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置方法。通過(guò)使用仿真軟件Proteus

104、，深化了對(duì)軟硬件聯(lián)合調(diào)試的意義的理解，在仿真的過(guò)程中，但由于我的知識(shí)水平有限，設(shè)計(jì)程中陸老師指點(diǎn)了許多存在的問(wèn)題，使我大大提高了聯(lián)調(diào)的效率。單片機(jī)交通燈系統(tǒng)還是存在一些的缺點(diǎn)和不足，如沒(méi)能實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向信號(hào)燈的設(shè)計(jì)，不能根據(jù)車流量的大小來(lái)控制各方向的通車時(shí)間，希望在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，能夠盡快的解決這些問(wèn)題。</p><p>　　最后，我覺(jué)得作為一名自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)是很有意義的，在這個(gè)過(guò)程中可以學(xué)會(huì)

105、如何把自己平時(shí)所學(xué)的東西應(yīng)用到實(shí)際中。雖然我對(duì)這門課懂的并不多，很多基礎(chǔ)的東西都還沒(méi)有很好的掌握，覺(jué)得有點(diǎn)難，也沒(méi)有很有效的辦法通過(guò)自身去理解，但是靠著不斷的“學(xué)習(xí)”，在同學(xué)的幫助和講解下，自己開(kāi)始主動(dòng)學(xué)習(xí)并逐步從基礎(chǔ)慢慢開(kāi)始弄懂它。我認(rèn)為這個(gè)收獲應(yīng)該說(shuō)是相當(dāng)大的。我覺(jué)得課程設(shè)計(jì)反映的是一個(gè)從理論到實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程對(duì)缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的我們是非常重要的。通過(guò)這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到自身知識(shí)及能力的薄弱，更讓我知道實(shí)踐的重要性。在以

106、后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我會(huì)更加努力學(xué)習(xí)MCU的相關(guān)知識(shí)和應(yīng)用，真正能夠運(yùn)用單片機(jī)組成的微控制系統(tǒng)解決各種實(shí)際的問(wèn)題。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師xx老師的直接指導(dǎo)下完成的，x老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度與良好的科研習(xí)慣為我樹(shù)立了榜樣，畢業(yè)設(shè)計(jì)期間x老師對(duì)我提出的各種問(wèn)題作了耐心而詳細(xì)的解答，我從中受益匪淺。在此，向老師表示衷心的

107、感謝。同時(shí)感謝每一位幫助過(guò)我的老師和同學(xué) 。</p><p>　　隨著我畢業(yè)論文的結(jié)束，我的大學(xué)生活也即將畫上圓滿的句號(hào)。我會(huì)永遠(yuǎn)記住給予幫助的人們</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 周力，陳躍東，江明．城市智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．自動(dòng)化與儀器儀表，2006，（6）：37-40．</p>

108、;<p>　　[2] 楊漢祥，劉良福，鄔喜輝．利用單片機(jī)改進(jìn)交通燈控制系統(tǒng)[J]．北京電子科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，13（4）：68-71．</p><p>　　[3] 李忠國(guó)．單片機(jī)應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)[M]．北京：人民郵電出版社，2006．</p><p>　　[4] 先鋒工作室．單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2003．</p><p>　

109、　[5] 樓然苗．單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007．</p><p>　　[6] 王幸之．AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004．</p><p>　　[7] 李學(xué)海．標(biāo)準(zhǔn)80C51單片機(jī)基礎(chǔ)教程[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006．</p><p>　　[8] 劉樂(lè)善．微型計(jì)算機(jī)接口

110、技術(shù)及應(yīng)用[M]．北京：華中科技大學(xué)出版社，2004．</p><p>　　[9] 李伯成．基于MCS-51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2004．</p><p>　　[10] CaiMeiqin．etc.MSC-51 series single-chip microcomputer system and its application[M]．BEIJING Hi

111、gher Education Press，2004．</p><p>　　[11] Muhammad Ali Mazidi．The 80x86 IBM PC and Compatible Computers[M]．BEIJING Higher Education Press，2003．</p><p>　　附錄A 英文文獻(xiàn)翻譯</p><p><b>　

112、　6.1 英文原文</b></p><p>　　The Description of AT89S51</p><p>　　1.1 General Description</p><p>　　The AT89S51 is a low-power, high-performance CMOS 8-bit microcontroller with 4K byt

113、es of In-System Programmable Flash memory. The device is manufactured using Atmel’s high-density nonvolatile memory technology and is compatible with the industry-standard 80C51 instruction set. The on-chip Flash allows