《嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)--交通燈

1、<p>　　《嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 交通燈 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　成 績(jī)： </p><p>　　2011 年 6 月 20 日</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交

3、通燈控制電路，要求東西方向（主干道）車道和南北方向（從干道）車道兩條交叉道路上的車輛交替運(yùn)行，時(shí)間可設(shè)置修改。</p><p>　　2、在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時(shí)，要求黃燈閃爍，才能變換運(yùn)行車道3、黃燈亮?xí)r，要求每秒閃亮一次。</p><p>　　4、緊急情況發(fā)生，如消防車、救護(hù)車等緊急車輛通過(guò)時(shí)，要求四個(gè)路口同時(shí)加亮黃燈閃爍，并且倒計(jì)時(shí)顯示裝置關(guān)閉，四個(gè)路口的信號(hào)燈全部變成紅燈。</p>

4、;<p>　　5當(dāng)東西或南北方向車流量大時(shí)，四個(gè)路口同時(shí)加亮黃燈進(jìn)行閃爍，并且倒計(jì)時(shí)顯示裝置關(guān)閉，黃燈閃爍5秒后，只允許東西或南北方向車輛通行。</p><p>　　交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的定時(shí)器定時(shí)，令十字路口的紅綠燈交替點(diǎn)亮和熄滅。用8051做輸出口，控制十二個(gè)發(fā)光二極管燃滅，模擬交通燈管理。在一個(gè)交通十字路口有一條主干道（東西方向），一條從干道（南北方向），如圖所示:</p

5、><p><b>　　2 電路原理圖.</b></p><p>　　1總體設(shè)計(jì)電路如圖所示</p><p><b>　　2 交通燈電路</b></p><p>　　為了方便實(shí)驗(yàn)，可以用發(fā)光二極管作為交通燈來(lái)使用，單片機(jī)的I/O接口直接和交通燈（發(fā)光二極管）連接。在十字路口的四組紅、黃、綠三色交通燈中，東

6、西方向道路上的兩組同色燈連接在一起，南北方向道路上的兩組同色的燈也彼此連接在，受單片機(jī)P1.0~P1.5控制。單片機(jī)的I/O接口與交通燈電路的具體連接方式為：P1.0~P1.2分別接?xùn)|西方向的紅、黃、綠共6個(gè)放光二極管，P1.3~P1.5分別接南北方向的紅、黃、綠共6個(gè)發(fā)光二極管。12個(gè)發(fā)光二極管采用了共陽(yáng)極的連接方式，因此I/O口輸出低電平時(shí)，與之相連的發(fā)光二極管會(huì)亮，I/O口輸出高電平時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管會(huì)滅。交通燈電路如圖所示。&

7、lt;/p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　倒計(jì)時(shí)顯示電路</b></p><p>　　3 該交通燈控制系統(tǒng)在正常情況下，每60s循環(huán)一次，為方便提示路上行人及車輛交通燈轉(zhuǎn)換的剩余時(shí)間，專門為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)倒計(jì)時(shí)顯示裝置。該顯示裝置選用七段數(shù)碼管來(lái)顯示交通燈轉(zhuǎn)換的剩余時(shí)間，根據(jù)控制要求，每個(gè)路口

8、需要兩個(gè)數(shù)碼管，這樣四個(gè)路口就要求八個(gè)數(shù)碼管。有序AT89C51單片機(jī)的I/O作為輸出時(shí)，具有較強(qiáng)吸收電流能力，因此我們可以選用共陽(yáng)型數(shù)碼管，這樣由單片機(jī)的I/O就可以直接驅(qū)動(dòng)，從而簡(jiǎn)化硬件電路的設(shè)計(jì)。四個(gè)路口倒計(jì)時(shí)顯示被置在同一時(shí)刻顯示相同的數(shù)字，期中P0口用來(lái)顯示時(shí)間的十位，P2口用來(lái)顯示時(shí)間的個(gè)位；東西南北四個(gè)方向共四個(gè)路口，令DS1和DS2是一組，DS3和DS4是一組，DS5和DS6是一組，DS7和DS8是一組?？紤]到AT89C

9、51單片機(jī)所能提供I/O接口的數(shù)量以及該控制系統(tǒng)所需要的I/O的個(gè)數(shù)并結(jié)合我們的實(shí)際能力，數(shù)碼管在本系統(tǒng)采用的是靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的數(shù)碼管恒定地導(dǎo)通或截止。采用靜態(tài)顯示時(shí)。占用CPU的資源較少，單片機(jī)只要把要顯示的字符代碼發(fā)送到接口電路即可，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼。倒計(jì)時(shí)顯示電路如圖所示。</p><p><b>　　4 緊急通行電路</b

10、></p><p>　　該系統(tǒng)的K1、K2、K3三個(gè)按鍵分別于單片機(jī)的P3.0、P3.1、P3.6相接，它們可以在特殊的交通情況下使用。例如，當(dāng)有緊急情況發(fā)生時(shí)，如消防車、救護(hù)車等緊急車輛通過(guò)時(shí)，按下K1鍵，四個(gè)路口同時(shí)加亮黃色信號(hào)燈并進(jìn)行閃爍（閃爍時(shí)間為5秒）。并且倒計(jì)時(shí)顯示裝置關(guān)閉，黃燈5s閃爍完成后，四個(gè)路口的信號(hào)燈全部變成紅燈，從而保證緊急車輛的及時(shí)通過(guò)，待緊急車輛通過(guò)后，松開(kāi)K1鍵，緊急情況消除，

11、交通燈控制系統(tǒng)恢復(fù)正常工作；按下K2鍵，四個(gè)路口同時(shí)加亮黃色信號(hào)燈并進(jìn)行閃爍（閃爍時(shí)間為5秒），并且倒計(jì)時(shí)顯示裝置關(guān)閉，黃色等5s閃爍完成后，只允許東西方向車輛準(zhǔn)行、南北方向車輛禁行，松開(kāi)K2鍵，交通燈控制系統(tǒng)又開(kāi)始正常工作；按下K3鍵，四個(gè)路口同時(shí)加亮黃色信號(hào)燈并進(jìn)行閃爍（閃爍時(shí)間為5秒），并且倒計(jì)時(shí)顯示裝置關(guān)閉，黃色等5s閃爍完成后，只允許南北方向車輛準(zhǔn)行、東西方向車輛禁行，松開(kāi)K3鍵，交通燈控制系統(tǒng)又開(kāi)始正常工作。</p&g

12、t;<p><b>　　5 主程序流程圖</b></p><p>　　6 按鍵子程序流程圖</p><p>　　3 AT89S51功能介紹</p><p>　　1）串口通信接口。與計(jì)算機(jī)通訊，也可作為STC系列單片機(jī)下載程序及仿真調(diào)試接口。</p><p>　　2）1602液晶插座。做普通常用液晶1602

13、顯示實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　3）ISP下載線接口。在線下載程序到單片機(jī)，不需要編程器。</p><p><b>　　4）四位數(shù)碼管 </b></p><p>　　5）8位發(fā)光二極管。流水燈實(shí)驗(yàn)，以及其它指示使用。</p><p>　　6）擴(kuò)展地（GND）插針。需要擴(kuò)展單片機(jī)外圍器件，對(duì)外圍元件供電。<

14、/p><p>　　7）12864液晶數(shù)據(jù)傳送方式選用接口。</p><p>　　8）液晶背燈光亮度調(diào)節(jié)。</p><p>　　9）DS1302時(shí)鐘模塊接口。精確時(shí)鐘DS1302實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　10）擴(kuò)展電源（VCC）插針。需要擴(kuò)展單片機(jī)外圍器件時(shí)，對(duì)外圍元件的供電。</p><p>　　11）電源開(kāi)關(guān)。很方便的

15、接通與關(guān)閉電源。</p><p>　　12）AT24C02外部EEPROM芯片 。模擬IIC通信實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　13）一體化紅外接收頭，紅外發(fā)射管。紅外線解碼，紅外線遙控器。</p><p>　　14）蜂鳴器。警示鳴叫指示。</p><p>　　15）5個(gè)功能按鈕。其中有兩個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)兩個(gè)外部中斷，很方便做外部中斷觸發(fā)。&

16、lt;/p><p><b>　　16）復(fù)位按鈕</b></p><p><b>　　4 源程序</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　LJMP MAIN</p><p>　　ORG 001BH ;定時(shí)器T1中斷入口</p&g

17、t;<p>　　LJMP IINT1 </p><p>　　ORG 0100H ;主程序入口</p><p>　　;********;</p><p><b>　　;*主程序*;</b></p><p>　　;********;</p><p><b>

18、　　MAIN:</b></p><p>　　MOV SP,#60H </p><p>　　MOV TMOD,#10H ;定時(shí)器T1工作在方式1</p><p>　　MOV TH1,#9EH ;給定時(shí)器T1賦初值</p><p>　　MOV TL1,#58H</p><p>

19、　　SETB EA;開(kāi)中斷系統(tǒng)總開(kāi)關(guān)</p><p>　　SETB ET1;開(kāi)定時(shí)器T1中斷開(kāi)關(guān)</p><p>　　SETB TR1;啟動(dòng)定時(shí)器T1</p><p><b>　　HERE:</b></p><p>　　MOV 88H,#15H;設(shè)置中斷循環(huán)次

20、數(shù)</p><p>　　MOV 33H,#3DH;設(shè)置倒計(jì)時(shí)顯示數(shù)值</p><p>　　MOV P1,#0F3H;使交通燈東西綠，南北紅</p><p>　　MOV R7,#37H</p><p><b>　　MM:</b></p><p>　　LCALL DISP&

21、lt;/p><p>　　MOV A,P3;鍵盤掃描</p><p>　　CJNE A,#0FFH,READKEY</p><p>　　DJNZ R7,MM</p><p>　　MOV P1,#0E1H;交通燈東西綠，南北紅同時(shí)加亮黃燈</p><p>　　MOV 20H,#02H</p>

22、;<p><b>　　NN:</b></p><p><b>　　MOV A,P3</b></p><p>　　CJNE A,#0FFH,READKEY</p><p>　　SETB P1.1;黃燈進(jìn)行5秒閃爍</p><p>　　SETB P1.4 </p>

23、<p>　　LCALL DISP </p><p><b>　　CLR P1.1</b></p><p><b>　　CLR P1.4 </b></p><p>　　LCALL DISP;調(diào)顯示子程序</p><p>　　DJNZ 20H,NN</p>&l

24、t;p><b>　　SETB P1.1</b></p><p>　　SETB P1.4 </p><p>　　LCALL DISP </p><p>　　MOV P1,#0DEH;交通燈南北綠，東西紅</p><p>　　MOV R7,#37H</p><p><b>

25、　　PP:</b></p><p>　　LCALL DISP</p><p><b>　　MOV A,P3</b></p><p>　　CJNE A,#0FFH,READKEY</p><p>　　DJNZ R7,PP</p><p>　　MOV P1,#0CCH;交通燈南

26、北綠，東西紅同時(shí)加亮黃燈</p><p>　　MOV 20H,#02H</p><p><b>　　QQ:</b></p><p>　　MOV A,P3;掃描P3口</p><p>　　CJNE A,#0FFH,READKEY</p><p><b>　　SETB P1.1

27、</b></p><p>　　SETB P1.4 </p><p>　　LCALL DISP</p><p><b>　　CLR P1.1</b></p><p><b>　　CLR P1.4 </b></p><p>　　LCALL DISP</p>

28、<p>　　DJNZ 20H,QQ</p><p><b>　　SETB P1.1</b></p><p>　　SETB P1.4 </p><p>　　LCALL DISP </p><p><b>　　LCALL QW</b></p><p><b&g

29、t;　　QW:</b></p><p><b>　　SJMP HERE</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;****************;</p><p>　　;*1秒延時(shí)子程序*;</p><p>　　;********

30、********;</p><p>　　DELAY:MOV R1,#0AH </p><p>　　DELAY0:MOV R2,#0C8H</p><p>　　DELAY1:MOV R3,#0F8H</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DELAY2:DJNZ R3,DE

31、LAY2</p><p>　　DJNZ R2,DELAY1</p><p>　　DJNZ R1,DELAY0</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;***************;</p><p><b>　　;鍵盤掃描子程序;</b></p

32、><p>　　;***************;</p><p><b>　　READKEY: </b></p><p>　　MOV A,#0FFH</p><p><b>　　MOV P3,A</b></p><p><b>　　MOV A,P3</b&g

33、t;</p><p>　　JNB ACC.0,K1;判斷K1鍵是否按下</p><p>　　JNB ACC.1,K2 ;判斷K2鍵是否按下</p><p>　　JNB ACC.3,K3 ;判斷K3鍵是否按下</p><p><b>　　RET </b></p><p

34、><b>　　K1:</b></p><p>　　MOV P0,#0FFH;關(guān)斷倒計(jì)時(shí)顯示裝置</p><p>　　MOV P2,#0FFH</p><p><b>　　LCALL XX</b></p><p><b>　　LCALL YY</b><

35、/p><p>　　SJMP READKEY</p><p><b>　　K2:</b></p><p>　　MOV P0,#0FFH;關(guān)斷倒計(jì)時(shí)顯示裝置</p><p>　　MOV P2,#0FFH</p><p><b>　　LCALL XX</b></p

36、><p><b>　　LCALL YY1</b></p><p>　　SJMP READKEY</p><p><b>　　K3:</b></p><p>　　MOV P0,#0FFH;關(guān)斷倒計(jì)時(shí)顯示裝置</p><p>　　MOV P2,#0FFH</p&

37、gt;<p><b>　　LCALL XX</b></p><p><b>　　LCALL YY2</b></p><p>　　SJMP READKEY</p><p><b>　　XX:</b></p><p>　　MOV 20H,#03H</p>

38、<p><b>　　LCALL BB</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;******************;</p><p>　　;*黃燈進(jìn)行5秒閃爍*;</p><p>　　;******************;</p><

39、;p><b>　　BB: </b></p><p><b>　　SETB P1.1</b></p><p>　　SETB P1.4 </p><p>　　LCALL DELAY </p><p><b>　　CLR P1.1</b></p><p>

40、;<b>　　CLR P1.4 </b></p><p>　　LCALL DELAY </p><p>　　DJNZ 20H,BB</p><p><b>　　RET </b></p><p><b>　　YY:</b></p><p>　　MOV P1

41、,#0F6H;四個(gè)路后均變成紅燈</p><p>　　MOV A,#0FFH</p><p><b>　　MOV P3,A</b></p><p><b>　　MOV A,P3</b></p><p>　　JNB ACC.0,YY;判斷K1鍵是否仍然按下</p&g

42、t;<p><b>　　LCALL QW</b></p><p><b>　　YY1:</b></p><p>　　MOV P1,#0F3H;東西方向亮綠燈，南北方向亮紅燈</p><p>　　MOV A,#0FFH</p><p><b>　　MOV P3,

43、A</b></p><p><b>　　MOV A,P3</b></p><p>　　JNB ACC.1,YY1;判斷K2鍵是否仍然按下</p><p><b>　　LCALL QW</b></p><p><b>　　YY2:</b></p&

44、gt;<p>　　MOV P1,#0DEH;南北方向亮綠燈，東西方向亮紅燈</p><p>　　MOV A,#0FFH</p><p><b>　　MOV P3,A</b></p><p><b>　　MOV A,P3</b></p><p>　　JNB ACC.3

45、,YY2;判斷K3鍵是否仍然按下</p><p><b>　　LCALL QW</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;****************;</p><p>　　;*中斷處理程序*;</p><p>　　;*****

46、***********;</p><p>　　ORG 0200H ;中斷程序入口地址</p><p><b>　　Liu:</b></p><p><b>　　DEC 88H</b></p><p><b>　　MOV A,88H</b></p>&

47、lt;p>　　CJNE A,#01H,BN;判斷循環(huán)次數(shù)是否為1</p><p>　　MOV 88H,#15H;重新給循環(huán)次數(shù)賦值</p><p>　　LCALL DISP</p><p><b>　　BN:</b></p><p>　　MOV TH1,#9EH;重新給定時(shí)器T

48、1賦初值</p><p>　　MOV TL1,#58H</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　;************;</p><p><b>　　;*顯示子程序*;</b></p><p>　　;************;</p>

49、;<p><b>　　DISP: </b></p><p><b>　　DEC 33H</b></p><p><b>　　MOV A,33H</b></p><p>　　CJNE A,#01H,DIR1</p><p>　　MOV 33H,#3DH

50、;重新給倒計(jì)時(shí)數(shù)賦初值</p><p><b>　　DIR1:</b></p><p>　　MOV B,#0AH</p><p>　　DIV AB;提取出倒計(jì)時(shí)數(shù)值的十位數(shù)和個(gè)位數(shù)</p><p>　　MOV DPTR,#TAB;字形表的入口地址</p><p>　　M

51、OVC A,@A+DPTR;查表獲取十位數(shù)的字型碼</p><p><b>　　MOV 30H,A</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR;查表獲取個(gè)位數(shù)的字型碼</p><p><b>　　MOV

52、31H,A</b></p><p><b>　　MOV A,30H</b></p><p>　　MOV P0,A;將十位數(shù)字型碼送到P0口</p><p><b>　　MOV A,31H</b></p><p>　　MOV P2,A;將個(gè)位數(shù)字型碼送到P2口

53、</p><p>　　LCALL DELAY</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H,092H,082H,0F8H,080H,090H;字形表</p><p><b>　　END</b></p>&

54、lt;p><b>　　5 調(diào)試過(guò)程</b></p><p><b>　　1 硬件檢測(cè)</b></p><p>　　第一步：目測(cè)，檢查外部的各種元件或則電路是否有斷點(diǎn)； </p><p>　　第二步：用萬(wàn)用表測(cè)試。先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)中有疑問(wèn)的連接點(diǎn)，再檢測(cè)各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象；</p>&l

55、t;p>　　第三步：加電檢測(cè)。給板加電，檢測(cè)所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值； </p><p>　　第四步：是聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏脝纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試。</p><p><b>　　軟件調(diào)試：</b></p><p>　　軟件調(diào)試是通過(guò)對(duì)用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來(lái)發(fā)現(xiàn)程序中存在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除

56、糾正的過(guò)程。程序后，編輯，查看程序是否有邏輯的錯(cuò)誤</p><p><b>　　6 總結(jié)</b></p><p>　　這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)我選做了交通燈，因?yàn)槲矣X(jué)得交通燈在現(xiàn)實(shí)生活中非常常見(jiàn)并且對(duì)交通燈的工作原理非常好奇，于是便選擇了這個(gè)題目。認(rèn)真分析課題要求，研究我們的方案，包括功能的實(shí)現(xiàn)原理，硬件的安排、布線、器件的型號(hào)功能和參數(shù)、程序的編寫、調(diào)試等等。然后去圖書館

57、和網(wǎng)上去查找相關(guān)資料，經(jīng)過(guò)比較充分的時(shí)間準(zhǔn)備之后我們終于設(shè)計(jì)出了自己的課設(shè)方案，經(jīng)過(guò)調(diào)試之后交通燈便做好了。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多知識(shí)，就是自己以前只知道理論知識(shí)，對(duì)其如何在實(shí)踐中應(yīng)用并不了解，這次課程設(shè)計(jì)很好的將理論和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)讓我收獲很多。我也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，比如在編程時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)是那么的薄弱，靠翻課本、查資料才行，對(duì)單片機(jī)各個(gè)接口的功能和結(jié)構(gòu)的理解并不是非常深入。經(jīng)過(guò)

58、這次實(shí)驗(yàn)我的編程技巧和對(duì)單片機(jī)的理解都有所增加。</p><p>　　這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作都會(huì)有很大的幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 柴鈺.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 西安電子科技大學(xué)出版社.</p><p>　　[2] 李海濱,片春媛,許瑞雪.單片機(jī)技術(shù)