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1、交通灯控制系统-单片机课程设计姓名： 学号： 专业： 指导老师： 时间： 1目 录1、设计目的2、设计要求及内容第一部分 硬件设计部分一、方案设计与论证二、硬件组成部分及功能第二部分 软件设计部分一、程序流程图二、交通灯控制系统主程序三、安装与调试四、仿真过程与仿真结果五、结论与心得2一、设计目的：通过课程设计的教学实践，进一步学习、掌握单片机应用系统的有关知识，加深了解单片机的工作原理。初步掌握简单单片机应用系统的设计、制作、调试的方法。提高动手实践能力、提高科学的思维能力。二、设计要求及内容：（一）要求：1、基本要求：1）画出系统原理图，完成硬件焊接。2）画出程序流程图，完成程序编写、调试
2、。3）整机调试，可实现手动/自动两种运行方式，且运行正常。2、提高要求：在进行停车等待时，增加 23 秒得倒计时显示，通过两位数码管显示。（二）设计内容：交通灯控制系统设计设计基本要求：根据实际交通灯的变化规律，可通过按键设置手动/自动运行方式。假设一个十字路口为东西南北走向。a、自动运行方式：状态 1：南北绿灯通车，东西红灯，延时 20 秒，转为状态 2。状态 2：南北绿灯闪 3 次转为黄灯亮，东西仍然为红灯，延时 2 秒，再转为状态 3。状态 3：东西绿灯通车，南北红灯，延时 20 秒，转状态 4。状态 4：东西绿灯闪 3 次转为黄灯亮，南北仍然为红灯，延时 2 秒，再转为状态 1。b、手
3、动运行方式：按南北通行键：南北黄灯亮 2 秒转为绿灯通车，东西红灯。按东西通行键：东西黄灯亮 2 秒转为绿灯通车，南北红灯。3第一部分 硬件设计部分1、方案设计与论证显示界面方案：采用数码管和点阵 LED 相结合的方法，因为实际既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实状况，用数码管与 LED 分别显示时间和提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。主控制方案：采用 STC89C51RC 单片机作为控制器，控制通行倒计时及左拐、右拐、直行指示采用单块共阳数码管显示器。这种方案设计占用单片机的端口最少，硬件也少。耗电也最小。 2、硬件组成部分及功能1
4、.时钟电路部分MCS-51 微控制器片内有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1 和 XTAL2 分别是此放大器的输入端和输出端。把这两个引脚与作为反馈器件的晶体或陶瓷谐振器连接，就构成了内部自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。2. 数码管显示部分CPU 向字段输出口送出字形码时，所有显示器接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮，则取决于 COM 端，而这一端是由 I/O 控制的，所以我们就能自行决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的办法，轮流控制各个显示器的 COM 端，使各个显示器轮流点亮。3.通行灯控制部分P1 口接 6 个发光二极管和 6 个小电阻，当 P1
5、 口的对应端子为低电平时，LED 亮，即 P1.0=0 时，D1 亮起。串接电阻是为了限流。当 P1.0 输出为高电平时，输出电压为 5V，则流经 D1 的电流为 0，D1 不发亮。4.复位控制部分复位电路可在微控制器运行出错或进入死循环时，通过复位使系统重新运行。本系统用的是按键手动复位。5、总体设计框图总体设计图如图所示45第二部分 软件设计部分一、程序流程图程序流程图如图（6）所示键盘扫描手动/自动键盘扫描南北键东西通行启动定时器 T0东西键开始初始化南北通行自动Y 键 盘 扫 描手 动 /自 动键 盘 扫 描南 北 键东 西 通 行 启 动 定 时 器 T0东 西 键开 始初 始 化南
6、 北 通 行 N手动N 键 盘 扫 描手 动 /自 动键 盘 扫 描南 北 键东 西 通 行 启 动 定 时 器 T0东 西 键开 始初 始 化南 北 通 行 Y图（6）二、交通灯控制系统主程序ORG 0000HLJMP MAINORG 0BH6LJMP T0_SUBORG 001BHLJMP T1_SUBAU_MA EQU 20H.0;自动/手动CA1 EQU 20H.1 ;状态标志CA2 EQU 20H.2CA3 EQU 20H.3 CA4 EQU 20H.4 CASE1 DATA B;东西红，南北绿CASE2 DATA B;东西红，南北黄CASE3 DATA B;东西绿，南北红 CASE
7、4 DATA B;东西黄，南北红N1 DATA 41HN2 DATA 42HN3 DATA 43HORG 0100HMAIN: MOV N1,#00HMOV N2,#00HMOV N3,#00HMOV TMOD,#11H ;方式 1 SETB ET1SETB ET0SETB EAMOV TH0,#3CH ;T0 初值重装 100msMOV TL0,#0B0HMOV TH1,#09EH ;T1 初值 50MSMOV TL1,#58HMOV P1,#B; 初始东西南北黄灯亮SETB AU_MA; 手动方式K_SCAN:MOV P2,#0FHJB P2.0,JAUNALCALL DL100MSJB
8、P2.0,JAUNACPL AU_MA ;JAUNA: JNB AU_MA ,AUTO/*手动方式*MANUAL:CLR EA; JB P2.1,NEXT7LCALL DL100MSJB P2.1,NEXTMOV P1,#B;东西红，南北黄LCALL DELAY2SMOV P1,#B; 东西红，南北绿LJMP K_SCANNEXT: JB P2.2,K_SCANLCALL DL100MSJB P2.2,K_SCANMOV P1,#B;东西黄，南北红LCALL DELAY2SMOV P1,#B; 东西绿，南北红LJMP K_SCAN/*自动方式*AUTO: MOV P1,#CASE1; 东西红，
9、南北绿 SETB CA1;SETB TR0SETB EASJMP $/*显示程序*DISP: CLR P2.6CLR P2.7MOV A ,30HMOV B ,#10DIV AB MOV 31H,A MOV A,#22CLR C SUBB A,31HDA AMOV 31H,AANL A,#0FHMOV DPTR,#DIS_CODEMOVC A,A+DPTRMOV SBUF,A; 发送个位JNB TI,$CLR TIMOV A,31HANL A,#0F0H8MOVC A,A+DPTRMOV SBUF,A ; 发送十位JNB TI,$CLR TISETB P2.6SETB P2.7RETDIS_C
10、ODE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H ;数码管 0,1,2,./*DELAY2S:MOV R7,#200DLY1: MOV R6,#250DJNZ R6,$DJNZ R7,DLY1RETDL100MS:MOV R6,#250 DJNZ R6,$RET /*T0_INT*T0_SUB:INC N1INC N2MOV TH0,#3CH ;T0 初值重装 100msMOV TL0,#0B0H/MOV TH0,#0FFH ;调试用/MOV TL0,#0FDHMOV A,N1CJNE A,#10,NE1/CJNE A,#2,NE1;NE1
11、: JC RETURNMOV 30H,N2LCALL DISPMOV N1,#0MOV A,N2CJNE A,#200,NE2/CJNE A,#4,NE2NE2: JC RETURNJNB CA2,JCA4MOV P1,#CASE3CLR CA2SETB CA3AJMP OUT9JCA4: JNB CA4,J20SMOV P1,#CASE1;CLR CA4SETB CA1AJMP OUTJ20S: MOV A,N2CJNE A,#200,NE3/CJNE A,#6,NE3NE3: JC RETURNSETB TR1MOV A,N2CJNE A,#220,NE4/ CJNE A,#8,NE4;N
12、E4: JC RETURNCLR TR1JNB CA1,JCA3MOV P1,#CASE2CLR CA1SETB CA2AJMP OUTJCA3: JNB CA3,OUTMOV P1,#CASE4CLR CA3SETB CA4OUT: MOV N2,#00H RETURN:RETI/*T1_INT*T1_SUB: INC N3MOV TH1,#09EH ;T1 初值 50MSMOV TL1,#58H ;JNB CA1,JCAS3CPL P1.0AJMP NEX1JCAS3: JNB CA3,RENTCPL P1.3NEX1: MOV A,N3CJNE A,#6,NE5NE5: JC RENT1
13、0MOV N3,#00HRENT: RETI END三、安装与调试1.按电路原理图制板；2.各元器件的焊接；3.编写程序并将程序下载到芯片；4.接上电源，进行调试；在制好板后，应先通过目测检查外部的各种元件或电路是否有断点；然后用万用表测试。先用万用表复核目测中有疑问的连接点，再检测各种电源线与地线之间是否有短路现象；接下来加电检测，给板加电，检测所有的器件的电源端是否符合要求的值；最后是联机检查，因为只有用单片机开发系统才能完成对用户系统的调试。六、仿真过程与仿真结果系统仿真是通过对拥护程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。编辑程序后，查看程序是否有
14、逻辑的错误。进行仿真后，经过调试与修改，所制电路板与所编写程序均符合实训要求，能正常运行，并且实现东西方向 20 秒通行（绿灯亮）同时南北方向禁行（红灯亮） ，接着 2 秒中黄灯闪烁后南北方向 20 秒通行（绿灯亮） ，同时东西方向禁行（红灯亮）的设计目标。七、结论与心得通过对本门课程的学习，让我对用单片机控制电路和单片机在现实生活中的重要作用有了很深的了解。课堂上老师讲解的知识在我们与课程同步的实训中得到了巩固和提高，通过这次的课程设计更是升华了我们平时学习中所获得的知识。我发现这项技术在我们以后的工作和学习中将起到很大的作用，会让我们对单片机在生产生活中的作用有更深的了解和瞭望。课程设计要求我们立11足实际，观点新颖，多些创新，尽量满足现实情况的前提下开动脑筋，大胆别致的作出更好的作品。经过一个星期的研究与学习终于作出了自己的设计，在完成设计的过程中查阅了不少资料，把课本的知识综合应用在我的设计之中，总体感觉收获还是蛮大的。八、参考文献1、 单片机原理与应用技术魏立峰 王宝兴 编著 北京：北京大学出版社，20102、 单片机实验与应用设计教程邓红 曾屹 王嘉伟 编著 北京：冶金工业出版社，201012第二章 软件设计部分1.程序的结构图2.监控程序3.子程序（包含显示子程序和定时器 0 的中断子程序部分（正文都采用.四号字体）13结论和展望14参考书资料
