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1、单片机课程设计指导,设计内容：交通灯控制系统,目 录,一、设计内容 二、进度安排 三、基本要求 四、设计过程 1、设计要求 2、设计要点 3、硬件设计 4、软件设计 五、设计报告 六、考核方法,一、设计内容,十字路口交通灯控制系统的设计 利用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红绿黄灯交替点亮和熄灭，并且用4只LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。要求系统的工作符合一般交通灯控制要求。,回目录,二、进度安排,单片机课程设计共安排32学时，具体分配如下： 实习动员及准备工作： 3学时 总体方案设计： 6学时 硬件设计： 9学时 软件设计： 9学时 撰写设计报告： 3学时 答辩与总结：
2、2学时,回目录,三、基本要求,1、课程设计的基本要求 单片机课程设计的主要内容包括：理论设计撰写设计报告等。其中理论设计又包括选择总体方案，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图。程序设计是课程设计的关键环节。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把理论设计内容进行全面的总结，把实践内容上升到理论高度。,回目录,四、设计过程 1、设计要求,十字交叉路口的 交通灯控制系统的结 构如图1.1所示。,南,北,东,西,图1.1 十字路口交通灯控制示意图,回目录,往南和往北的信号一致，即红灯（绿灯或黄灯）同时亮或同时熄灭。用两个
3、数码管来显示被点亮的指示灯还将点亮多久。 往东和往西方向的信号一致，其工作方式与南北方向一样，也采用两个数码管来倒计时。当南北方向为绿灯和黄灯时，东西向的红灯点亮禁止通行；而东西方向为绿灯和黄灯时，南北向的红灯点亮禁止通行。,回目录,假设南北方向为主干道，通行时间为60秒，东西方向是次干道，通行时间为30秒，黄灯点亮的时间均为4秒，则其工作方式如表1.1所示循环点亮信号灯。,表1.1 交通信号灯工作模式,绿灯亮40秒,黄灯亮5秒,红灯亮45秒,红灯亮45秒,绿灯亮40秒,黄灯亮5秒,回目录,具体设计要求如下： 设计一交通灯控制系统，其结构如图1所示，工作方式满足上述要求。,回目录,2、设计要点
4、,(1) 硬件设计： 1）单片机建议选用AT89C51，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASH ROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。 2）LED显示系统：南北向和东西向各采用2个数码管计时，对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时，最长计时范围为99秒。设计时可利用单片机的P0口和P1口作为字段和片选信号输出，经驱动芯片后驱动数码管显示倒计时时间，数码管采用动态扫描方式显示。,回目录,3）键盘系统：一个非程序按键：系统复位键。 4）电源供电系统：本系统采用220V电源供电，应设计相应的稳压电源电路。但课程设计受时间限制，也可采用现成的5V直流稳压电源
5、供电，这样可以节约设计时间、简化设计过程。,回目录,(2) 本系统的工作流程： 1）接通电源时或系统复位后，系统按程序给定的时间工作，即南北向通行40秒，东西向通行40秒，黄灯亮5秒，工作模式如表1.1所示。首先南北向通行，然后东西向通行，如此循环。,回目录,显示程序模块：完成12个发光二极管（实际上只需驱动6个）和4个LED数码管的显示驱动。 键盘扫描程序模块：判断是否有键按下，并求取键号。,回目录,3、硬件设计,根据设计要求，交通灯控制系统的硬件由8位单片 机、4个数码管及其驱动电路、12个三色LED指示灯及其 驱动电路、键盘、电源电路等组成。可 以参照图1.2所示的方框图进行设计。 硬件
6、设计的要求：,回目录,（1）确定元器件的型号及参数。,（2）用PROTEL画出完整的原理图。,（3）列出元器件清单。,回目录,3色LED 指示灯,图1.2 交通灯控制系统组成方框图,4、软件设计,根据设计要点，软件设计首先应对系统资源进行进行分配和说明。 为了增加程序的可读性，理清程序的编写思路，建 议程序采用模块化结构，可按以下9个模块编写程序：,回目录, 主程序模块：主要完成RAM清零，T0定时器的设置，绿、黄灯的初值设定，键盘查询以及各子程序的调用。, 定时中断服务程序模块：产生0.1秒和1秒的定时信号，每到了1秒钟，使南北绿灯(20H)，南北黄灯(21H)，东西绿灯(22H)，东西黄灯
7、(23H)进行递减计数。 扫描显示子程序：为12位LED动态显示提供驱动信号。P0口和P2口为数码管提供驱动信号，P0口为字段口，低电平有效，P2口为字位码输出口，高电平有效。显示缓冲区30H到34H共4个字节，33H和32H存放南北显示的十位与个位数据；31H和30H存放东西的十位与个位数据。,回目录,软件设计的要求： （1）用MCS-51汇编语言或keilC51进行程序设计。 附：参考程序。,回目录,五、设计报告,设计完成后，必须撰写课程设计报告。设计报 告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、 程序）不少于3000字，图形绘制规范。设计报告的 格式如下：,回目录,1、封面 2、内容
8、提要 3、目录 4、正文,(1) 所作题目的意义、本人所做的工作及系统的 主要功能； (2) 硬件电路设计及描述； (3) 软件设计流程及描述； (4) 源程序代码（要有注释）； 5、心得体会 6、参考文献,回目录,六、考核方法,单片机课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。 考核分三个方面进行：设计制作 40%；设计报告 30%；设计答辩 30%。表1.3是单片机课程设计的考核成绩记录表。,回目录,1、设计制作：40分,回目录,（1）创新设
9、计：50% 包括总体设计方案、硬件系统的设计、软件系统的设计、程序的调试等。考核时要查看原始设计资料和相关记录，分段进行考核。,（2）设计质量：50% 包括硬件的连接、程序固化、硬件调试与仿真。要求元器件布局合理，连线规范、整洁、牢固，硬件仿真符合设计要求，系统运行稳定可靠。,2、设计报告：30分,回目录,（1）设计报告的完成质量：70% 设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于3000字，图形绘制规范。,（2）平时成绩：30% 主要考核学生在实训期间的表现，包括考勤、课堂纪律、学习态度、工作作风等方面。,3、课题答辩：30分 主要回答老师和同学提出的问题，要求思路清晰，语言准确、精练。对于课程设计中的基本问题、相关的基本知识能够进行解答。其中对课题内容的熟练程度占80%，答辩中的个人素质占20%。,回目录,有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理：,回目录,、实训期间累计旷课达6课时；,、设计报告雷同率超过50%；,、不能完成设计任务，达不到设计要求。,
