毕业论文格式模板word.pdf

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1、毕业论文格式模板word 论文封面 编号 北京手机调查报告学院 毕 业 调 查 报 告 题目 基于单片机的交通灯控制系统 系 别 班 级 姓 名 学 号 指导教师 2019 年 07 月 01 日 开题报告 编号 系 专业 班级 学生姓名 学 号 指导教师 课题名称 一 课题概况 选题的背景和意义 二 课题内容 选题想说明什么主要问题 结论是什么 在开题报告 中要作为研究的基本内容给予粗略的 但必须是清楚的介绍 研究基 本内容可以分几部分介绍 三 课题工作进度安排 课题研究工作的步骤和进度也就是课题研究 在时间和顺序上的安排 四 参考文献资料 要求至少查阅6 篇以上正式刊物的文献资料 五 指导

2、教师意见 论文任务 编号 北京手机市场调查报告学院 毕业设计 论文 任务书 课题名称 浅谈基于单片机控制的交通灯系统 系 别 专 业 教 研 室 指导教师 学生姓名 学 号 2019 年 07 月 01 日 一 设计 论文 内容 二 设计 论文 的主要技术指标 三 具体要求 四 主要参考文献的范围 五 其他需要说明的事项 论文正文 目录 第一章前言 3 第二章单片机概述 4 2 1 单片机的定义 4 2 2 单片机的发展方向 5 2 3 单片机的应用 5 2 4 MCS 51简介 6 第三章单片机交通灯控制 7 3 1 硬件电路 7 3 1 1 芯片选用 7 3 1 2 硬件电路图 7 3 1

3、 3 系统工作原理 7 3 2 软件设计 8 3 2 1 每秒钟的设定 8 3 2 2 计数器初值计算 8 3 2 3 综合计算 8 3 2 4 设定一秒的方法 8 3 2 5 程序设计 8 3 3 软件延时 9 3 4 时间及信号灯显示 9 3 5 程序 13 第四章总结 12 参考文献 13 致谢 14 第一章前言 城市交通是保持城市活力最主要的基础设施 是城市生活的动脉 制约着城市经济的发 展 展望 21 世纪的城市交通事业 给我们提出了更高要求 发展多层次 立体化 智能化 的交通体系 将是城市建设发展中普遍追求的目标 而发展大 中 低客运量相互匹配的多 种形式相结合的客运交通工具 将是

4、实现上述远景目标的一项重大技术决策措施 自改革开放以来 我国的城市规模和经济建设都有了飞速的发展7 城市化进程在逐步 加快 城市人口在急剧增加 大量流动人口涌进城市 人员出行和物资交流频繁 使城市交 通面临着严峻的局势 当前 全国大中城市普遍存在着道路拥挤 车辆堵塞 交通秩序混乱 的现象 如何解决城市交通问题已成为全社会关注的焦点和大众的迫切呼声 当今 红绿灯安装在各个交通要道上已经成为了缓解交通问题最常见 最根本 最有效 的方法 交通灯的出现使交通得以有效管制 对于疏导交通流量 提高道路通行能力 减少 交通事故有明显的效果 单片机是一种集成的微型计算机 与微处理器相比 它可单独地完成现代工业

5、控制所要 求的智能化控制功能 它有唯一的 专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统 红绿 灯的控制有PLC 控制 单片机控制等方法 随着近年来单片机控制交通灯技术的成熟 单 片机给交通带来了很大的便利 第二章单片机概述 二十世纪七十年代 微电子技术正处于发展阶段 集成电路属于中规模发展时期 各种 新材料新工艺尚未成熟 单片机仍处在初级的发展阶段 1974 年 美国研制出了世界第一 台单片微型计算机F8 深受家用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视 从此拉开了研制单片 机的序幕 2 1 单片机的定义 所谓单片机 即把组成微型计算机 的各个功能部件 如中央处理器 CPU 随机存 储器 RAM 只读存储

6、器 ROM 输入 输出接口电路 I O 口 定时 计数器以及串 行通信接口等集成在一块芯片中 构成一个完整的微型计算机 这些电路能在软件的控制下 准确 迅速 高效地完成程序设计者事先规定的任务 与微处理器相比 它可单独地完成现 代工业控制所要求的智能化控制功能 它有唯一的 专门为嵌入式应用而设计的体系结构和 指令系统这是单片机最大的特征 现代单片机加上了中端单元 定时单元及A D 转换电路等更复杂 更完善的电路 使 得单片机的功能越来越强大 应用更广泛 因此可以把单片机理解为一个单芯片形态的微控 制器 单片机是单芯片形态作为嵌入式应用的计算机 它有唯一的 专门为嵌入式应用而设计 的体系结构和指

7、令系统 加上它的芯片级体积的优点和在现场环境下可高速可靠地运行的特 点 因此单片机又称为嵌入式微控制器 2 2 单片机的发展方向 单片机的发展趋势将是向着高性能化 大容量 小容量 低价格化及外围电路内装化等 几个方面发展 1 单片机的高性能化 主要是指进一步改进CPU 的性能 加快指令运算的速度和 提高系统控制的可靠性 并加强了位处理功能 中断和定时控制功能 采用流水线结构 指 令以队列形式出现在CPU 中 从而有很高的运算速度 2 片内存储器大容量化 以往单片机的片内ROM 为 1 到 4KB RAM 为 64 到 128B 因此在一些较复杂的应用系统中 存储器容量就显得不够 不得不外扩存储

8、器 为了适应这 种领域的要求 利用新工艺 将片内存储器的容量大幅度增加 不得不外扩存储器 为了适 应这种领域的要求 利用新工艺 将片内存储器的容量大幅度增加 片内ROM 可以达到 12KB 3 小容量 低价格化 与上述相反 小容量 低价格化的4 位 8 位单片机也是发 展方向之一 这类单片机主要用于儿童玩具等较小规模的控制系统 4 外围电路内装化 随着集成度的不断提高 有可能把众多的各种外围功能器件集 成在片内 除了一般必须具备的CPU RAM ROM 定时 计数器等之外 片内集成的部 件还有 A D D A 转换器 DMA 控制器 声音发生器 监视定时器 液晶显示驱动器 彩 色电视机和录像机

9、用的锁相电路等 5 增强 I O 接口功能 为了减少外部驱动芯片 进一步增加单片机并行口的驱动能 力 现在有些单片机可直接输入大电流和高电压 以便直接驱动显示器 6 加快 I O 接口的传输速度 有些单片机设置了高速I O 接口 以便能以更快的速 度触发外围设备 以更快的速度读取数据 2 3 单片机的应用 单片机广泛应用于仪器仪表 家用电器 医用设备 航空航天 专用设备的智能化管理 及过程控制等领域 大致可分为如下几个 1 在计算机网络和通信领域中的应用 2 在工业控制中的营运 3 在家用电器中的应用 4 在智能仪器仪表上的应用 5 在医用设备领域的应用 2 4 MCS 51简介 MCS 51

10、 系列单片机在结构上基本相同 只是在个别模块和功能上有些区别 MCS 51 单片机是在一块芯片中集成了一个8 位 CPU 128B RAM 4KB ROM 两个 16 位定时 计 数器 32 个可编程I O 口和一个可编程的全双工串行接口 五个中断源 一个片内振荡器 等 1 中央处理器 CPU 中央处理器是单片机的核心部分 是一个 8 位的中央处理单元 它对数据的处理是以字节为单位进行的 CPU 主要由运算器 控制器和寄存器阵列组成 2 数据存储器 片内RAM 数据存储器用于存放变化的数据 在8051 单片机中 通 常把控制与管理寄存器 简称为 专用寄存器 在逻辑上划分在片内RAM 中 因为其

11、地址 与 RAM 是连续的 8051 单片机数据存储器的地址空间为256 个 RAM 单元 但其中能作 为数据存储器供用户使用的仅有前面128 个 后 128 个被专用寄存器占用 3 程序存储器 片内ROM 程序存储器用于存放程序和固定不变的常数 表格等 通常采用只读存储器 且其有多种类型 4 定时 计数器 定时 计数器用于实现定时和计数功能 8051 单片机共有两个16 位定 时 计数器 8052 单片机共有三个16 位定时 计数器 5 并行 I O 口 8051 单片机共有四个8 位的并行I O P0 P1 P2 P3 每个口都由 一个锁存器和一个驱动器组成 并行I O 口主要是用于实现与

12、外部设备中数据的并行输入 输出 有些I O 口还具有其他功能 6 串行口 8051 单片机有一个全双工异步串行口 用以实现单片机和其他具有相应接 口的设备之间的异步串行数据传送 7 时钟电路 时钟电路的作用是产生单片机工作所需要的时钟脉冲序列 8 中断系统 中断系统的主要作用是对外部或内部的中断请求进行管理与处理 8051 单片机的中断系统可以满足一般控制应用的需要 共有五个中断源 其中有两个外部中断源 INT0 和 INT1 三个内部中断源 两个定时 计数器中断和一个串行口中断 此外 8052 单片机还增加了一个定时器2 的中断源 第三章交通灯单片机控制 3 1 硬件电路 3 1 1 芯片选

13、用 选用设备 8031 单片机一片 8255 并行通用接口芯片一片 74LS07 MAX692 看门狗 一片 共阴极的七段数码管两个 双向晶闸管若干 7805 三端稳压电源一个 红 黄 绿 交通灯各两个 开关键盘 连线若干 3 1 2 硬件电路图 3 1 3 系统工作原理 1 开关键盘输入交通灯初始时间 通过8051 单片机 P1 输入到系统 2 由 8051 单片机的定时器每秒钟通过P0 口向 8255 的数据口传送信息 由8255 的 PA 口显示红 绿 黄等的燃亮情况 由8255 的 PC 口显示每个灯的燃亮时间 3 8051 通过设置各个信号等的燃亮时间 通过8031 设置 绿 红时间

14、分别为60 秒 80 秒循环由8051 的 P0 口向 8255 的数据口输出 4 通过 8051 单片机的P3 0 位来控制系统的工作或设置初值 当牌位0 就对系统进行 初始化 为1 系统就开始工作 5 红灯倒计时时间 当有车辆闯红灯时 启动蜂鸣器进行报警 3S 后恢复正常 6 增加每次绿灯时间车流量检测 的功能 并且通过查询P2 0 端口的电平是否为低 开 关按下为低电平 双位数码管显示车流量 直到下一次绿灯时间重新记入 7 绿灯时间倒计时完毕 重新循环 3 2 软件设计 3 2 1 每秒钟的设定 利用 MCS 51 内部定时器材溢出中断来确定1 秒的时间 3 2 2 计数器初值计算 定时

15、器工作时必须给计数器送计数器初值 这个值是送到TH 和 TL 中的 他是以加法 计数的 并能从全1 到全 0 时自动产生溢出中断请求 因此 我们可以把计数器记满为零 所需的计数值设定为C 和计数初值设定为TC 即 TC M C 式中 M 为计数器模值 该值和计数器工作方式有关 在方式 0 时 M 为 213 在方式 1 时 M 的值为 216 在方式2 和 3 时为 28 3 2 3 综合计算 T M TC T1 或者TC M T T1 式中 T1 是单片机时钟周期的12 倍 TC 为定时初 值 这种方法在使用后悔超过计数器的最大定时间 所以再采用定时器和软件相结合的办法 3 2 4 设定一秒

16、的方法 我们采用在主程序中设定一个初值为20 的软件计数器和使T0 定时 50 毫秒 这样每当 T0 到 50 毫秒时 CPU 就响应它的溢出中断请求 进入他的中断服务子程序 在中断子程序中 CPU 先使软件计数器减1 然后判断它是否为零 为零表示1 秒已到可以返回到输出时间 显示程序 3 2 5 程序设计 1 主程序 定时器定时50 毫秒 故T0 工作于方式1 初值 TC M T T1 216 50ms 1us 3CBOH ORG 1000H START MOV TMOD 01H 令 T0 为定时器方式1 MOV TH0 3CH 装入定时器初值 MOV TL0 BOH MOV IE 82H 开 T0 中断 SEBT TR0 启动 T0 计数器 MOV R0 14H 软件计数器赋初值 LOOP SJMP S 等待中断 2 中断服务子程序 ORG 000BH AJMP BRT0 ORG 00BH BRT0 DJNZ R0 NEXT AJMP TIME 跳转到时间及信号灯显示子程序 DJNZ MOV R0 14H 恢复 R0 值 MOV TH0 3CH 重装入定时器初值 MOV TL0 B