單片機課程設(shè)計---led交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　單片機及應(yīng)用課程設(shè)計說明書（論文）</p><p>　　設(shè)計題目： LED交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　所屬學(xué)院： 電氣信息技術(shù)學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 應(yīng)用電子班 </p><p>　　姓 名：

2、</p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　班 級： 應(yīng)用電子班 </p><p>　　起訖時間： 2011.12.26-2011.12.31 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><

3、p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體的硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。</

4、p><p>　　本單片機課程設(shè)計師仿十字路口交通燈功能，要求東西向綠燈亮若干秒后，黃燈閃爍，閃爍5秒后亮紅燈，紅燈亮后南北向由紅燈變?yōu)榫G燈，若干秒后南北向黃燈閃爍，閃爍5次后亮紅燈，東西向綠燈亮，如此往復(fù)。</p><p><b>　　單片的概述</b></p><p>　　隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機技術(shù)也得到迅速發(fā)展，并且由于芯片的集成度的

5、提高而使計算機微型化，出現(xiàn)了單片微型計算機（Single Chip Computer），簡稱單片機，也可稱為微控制器MCU（Micro controller Unit）。單片機，即集成在一塊芯片上的計算機，集成了中央處理器CPU（Central Processing Unit）、隨機存儲器RAM（Random Access Memory）、只讀存儲器（Read Only Memory）、定時器/計數(shù)器以及I/O接口電路等主要計算機部件。

6、</p><p>　　單片機具有功能強，體積小，成本低，功耗小，配置靈活等特點，使其在工業(yè)控制、智能儀表、技術(shù)改造、通信系統(tǒng)、信號處理等領(lǐng)域以及家用電器、高級玩具、辦公自動化設(shè)備等方面均得到應(yīng)用。</p><p>　　從1976年9月Intel公司推出MCS—48系列單片機以來，世界上的一些著名的器件公司都紛紛推出各自系列的單片機產(chǎn)品。主要有Intel公司的MCS—48，51，96系列單片

7、機；Motorola公司的MC6801，6805系列單片機；Zilog公司的Z8系列單片機；近年有Atmel公司的AT89系列單片機和Microchip公司的PIC系列單片機等。各種系列的單片機由于其內(nèi)部功能、單元組成及指令系統(tǒng)的不盡相同，形成了各具特色的系列產(chǎn)品。其中Intel公司生產(chǎn)的MCS系列單片機目前仍占主導(dǎo)地位。</p><p>　　單片機作為微型計算機的一個分支，與一般的微型計算機沒有本質(zhì)上的區(qū)別，同

8、樣具有快速、精確、記憶功能和邏輯判斷能力等特點。但單片機是集成在一塊芯片上的微型計算機，它與一般的微型計算機相比，在硬件結(jié)構(gòu)和指令設(shè)置上均有獨到之處，主要特點有：</p><p>　　1．體積小，重量輕；價格低，功能強；電源單一，功耗低；可靠性高，抗干擾能力強。這是單片機得到迅速普及和發(fā)展的主要原因。同時由于它的功耗低，使后期投入成本也大大降低。</p><p>　　2．使用方便靈活、通用

9、性強。由于單片機本身就構(gòu)成一個最小系統(tǒng)，只要根據(jù)不同的控制對象作相應(yīng)的改變即可，因而它具有很強的通用性。</p><p>　　3．目前大多數(shù)單片機采用哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)體系。單片機的數(shù)據(jù)存儲器空間和程序存儲器空間相互獨立。單片機主要面向測控對象，通常有大量的控制程序和較少的隨機數(shù)據(jù)，將程序和數(shù)據(jù)分開，使用較大容量的程序存儲器來固化程序代碼，使用少量的數(shù)據(jù)存儲器來存取隨機數(shù)據(jù)。程序在只讀存儲器ROM中運行，

10、不易受外界侵害，可靠性高。</p><p>　　4．突出控制功能的指令系統(tǒng)。單片機的指令系統(tǒng)中有大量的單字節(jié)指令，以提高指令運行速度和操作效率；有豐富的位操作指令，滿足了對開關(guān)量控制的要求；有豐富的轉(zhuǎn)移指令，包括有無條件轉(zhuǎn)移指令和條件轉(zhuǎn)移指令。</p><p>　　5．較低的處理速度和較小的存儲容量。因為單片機是一種小而全的微型機系統(tǒng)，它是犧牲運算速度和存儲容量來換取其體積小、功耗低等特色

11、。</p><p><b>　　二、任務(wù)分析</b></p><p>　　模擬交通控制器就是使用單片機來控制一些LED燈，模擬真實的交通燈功能，紅、黃、綠交替閃亮，用于治理十字路口的車輛及行人的交通。本次設(shè)計共用12只LED分成東西向和南北向兩組，各組指示燈均有相向的2只紅色LED，2只黃色LED與2只綠色LED，程序運行時模擬了十字路口交通信號燈的紅綠燈的切換顯示及

12、黃燈閃爍顯示效果。</p><p>　　單片選用ATMEGA16，功能強大，為設(shè)計和調(diào)試帶來極大地方便。電路只有單片機最小系統(tǒng)，和指示燈系統(tǒng)組成,硬件較為簡單。</p><p>　　本次設(shè)計交通指示燈切換時間設(shè)置得較短，這樣可在調(diào)試的時候快速觀察到運行結(jié)果。</p><p><b>　　三、電路原理圖</b></p><p&

13、gt;<b>　　四、源程序代碼</b></p><p>　　#include<iom16v.h></p><p>　　#include<delay.h></p><p>　　#define int8u unsigned char</p><p>　　#define int16u unsigned

14、 int</p><p>　　#define RED_EW_ON() PORTC&=~_BV(PC0)</p><p>　　#define YELLOW_EW_ON() PORTC&=~_BV(PC1)</p><p>　　#define GREEN_EW_ON() PORTC&=~_BV(PC2)</p><p>　

15、　#define RED_EW_OFF() PORTC|=_BV(PC0)</p><p>　　#define YELLOW_EW_OFF() PORTC|=_BV(PC1)</p><p>　　#define GREEN_EW_OFF() PORTC|=_BV(PC2)</p><p>　　#define RED_SN_ON() PORTC&=~_BV(P

16、C3)</p><p>　　#define YELLOW_SN_ON() PORTC&=~_BV(PC4)</p><p>　　#define GREEN_SN_ON() PORTC&=~_BV(PC5)</p><p>　　#define RED_SN_OFF() PORTC|=_BV(PC3)</p><p>　　#def

17、ine YELLOW_SN_OFF() PORTC|=_BV(PC4)</p><p>　　#define GREEN_SN_OFF() PORTC|=_BV(PC5)</p><p>　　#define YELLOW_EW_BLINK() PORTC^=_BV(PC1)</p><p>　　#define YELLOW_SN_BLINK() PORTC^=_BV(

18、PC4)</p><p>　　int8u Flash_Count=0,Operation_type=1;</p><p>　　void Traffic_light()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Switch(Operation_type)</p><p><

19、b>　　{</b></p><p><b>　　Case1:</b></p><p>　　RED_EW_OFF();YELLLOW_EW_OFF();GREEN_EW_ON();</p><p>　　RED_SN_ON();YELLOW_SN_OFF();GREEN_SN_OFF();</p><p>

20、　　_delay_ms(300);</p><p>　　Operation_type=2;</p><p><b>　　Break;</b></p><p><b>　　Case2:</b></p><p>　　_delay_ms(300);</p><p>　　YELLOW

21、_EW_BLINK();</p><p>　　GREEN_EW_OFF();</p><p>　　If(++Flash_Count!=100) return;</p><p>　　Flash_Count=0;</p><p>　　Operation_type=3;</p><p><b>　　Break;&l

22、t;/b></p><p>　　Case3: RED_EW_ON();YELLLOW_EW_OFF();GREEN_EW_OFF();</p><p>　　RED_SN_OFF();YELLOW_SN_OFF();GREEN_SN_ON();</p><p>　　_delay_ms(300);</p><p&g

23、t;　　Operation_type=4;</p><p><b>　　Break;</b></p><p><b>　　Case4: </b></p><p>　　_delay_ms(300);</p><p>　　YELLOW_SN_BLINK();</p><p>　　

24、GREEN_SN_OFF();</p><p>　　If(++Flash_Count!=100) return;</p><p>　　Flash_Count=0;</p><p>　　Operation_type=1;</p><p>　　Break;</p><p><b>　　}</b>

25、;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　int main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DDRC=0xff;PORTC=0xff;</p><p>　　While(1) Traaffic_Light();</p&

26、gt;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　五、設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計充分利用了ATMEGA單片機的基礎(chǔ)知識，驗證了學(xué)習(xí)中的理論知識，并加以小小的利用，成效顯著，通過本次對LED交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計，我還深刻認識到了“理論聯(lián)系實際”的這句話的重要性與真實性。而且通過對此課程的設(shè)計，我不但

27、知道了以前不知道的理論知識，而且也鞏固了以前知道的知識。最重要的是在實踐中理解了書本上的知識，明白了學(xué)以致用的真諦。也明白老師為什么要求我們做好這個課程設(shè)計的原因。他是為了教會我們?nèi)绾芜\用所學(xué)的知識去解決實際的問題，提高我們的動手能力。</p><p><b>　　六、心得體會</b></p><p>　　單片機作為我們的主要專業(yè)課之一，雖然在大二開學(xué)初我對這門課并沒

28、有什么興趣，覺得那些程序枯燥乏味，但在這次課程設(shè)計后我發(fā)現(xiàn)自己在一點一滴的努力中對單片機的興趣也在逐漸增加。</p><p>　　這次單片機課程設(shè)計我們歷時一個星期但，過這一個星期的實踐和體驗下來，對我來說學(xué)到的不僅是那些知識，更多的是團隊和合作?，F(xiàn)在想來，也許學(xué)校安排的課程設(shè)計有著它更深層的意義吧，它不僅僅讓我們綜合那些理論知識來運用到設(shè)計和創(chuàng)新，還讓我們知道了一個團隊凝聚在一起時所能發(fā)揮出的巨大潛能!<

29、/p><p>　　一個星期前我還在為到底選那個課題而發(fā)生分歧，但是隨之而來的問題卻遠比我們想想的要困難的多，我沒想到這項看起來不需要多少技術(shù)的工作卻是非常需要耐心和精力在一個星期后的今天我已明白課程設(shè)計對我來說的意義，它不僅僅是讓我們把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力，更重要的是同學(xué)間的團結(jié)，雖然我這次感覺自己的課程設(shè)計還有很多不足，但我相信我們得到的也會更多! </p

30、><p>　　作為一名應(yīng)用電子專業(yè)的大二學(xué)生，我覺得做單片機課程設(shè)計是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過的大學(xué)時間里，我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識，如何去鍛煉我們的實踐能力？如何把我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識運用到實踐中去呢？我想做類似的課程設(shè)計就為我們提供了良好的實踐平臺。</p><p>　　在做本次課程設(shè)計的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)

31、計資料了。為了讓自己的設(shè)計更加完善，查閱這方面的設(shè)計資料是十分必要的，同時也是必不可少的。我們是在做單片機課程設(shè)計，但我們不是藝術(shù)家，他們可以拋開實際盡情在幻想的世界里翱翔，而我們一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實際的構(gòu)想永遠只能是構(gòu)想，永遠無法升級為設(shè)計。</p><p>　　其次，在這次課程設(shè)計中，我們運用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識，如：protel制圖、protues仿真、c語言、模擬和數(shù)字電路知識等。雖然過

32、去從未獨立應(yīng)用過它們，但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計的又一收獲。要做好一個課程設(shè)計，就必須做到：在設(shè)計程序之前，對所用單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機內(nèi)有哪些資源；要有一個清晰的思路和一個完整的的軟件流程圖；在設(shè)計程序時，不能妄想一次就將整個程序設(shè)計好，反復(fù)修改、不斷改進是程序設(shè)計的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個程序的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也

33、為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計課程過程中遇到問題是很正常德，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題的課程設(shè)計結(jié)束了，但是從中學(xué)到的知識會讓我受益終身。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都會受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。設(shè)計過程，好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，但畢竟這是第一次做，難免會遇到各種各樣的問題。在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識</p&g