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1、1课程设计说明书课程设计说明书（2009/2010 学年第二学期）课程名称 ： 单片机应用课程设计 题 目 ： 交通灯控制器 专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号 ： 指导教师 ：王立国 韩昱 段广玉 苗敬利 设计周数 ： 第 17、18 周 设计成绩 ： 2010 年 7 月 8 日2目目 录录1 1、课程设计要求及设计目的、课程设计要求及设计目的 3 31.11.1 任务分析任务分析3 31 12 2 设计目的设计目的3 32 2、软件设计、软件设计 3 32.12.1 系统分析系统分析 3 32 22 2 系统设计系统设计 3 32.32.3 程序程序 6 6 3 3、硬件设计、硬件设计1
2、2123.13.1 硬件器件介绍硬件器件介绍 12123.23.2 硬件电路设计硬件电路设计 1414交通灯控制器电路原理图交通灯控制器电路原理图 1515交通灯控制器电路交通灯控制器电路 PCBPCB 图图 16163.33.3 系统调试系统调试 1717 4 4、课程设计总结、课程设计总结 18185 5、参考文献、参考文献 18186 6、致谢、致谢 181831.1.要求要求我们组的题目是交通灯控制器，即通过单片机实现对交通灯的控制，实验要求如下（1）A 道和 B 道上均有车辆要求通过时，A B 道轮流放行。A 道放行 1 分钟，B 道放行 1 分钟；A、B 道黄灯在转换间歇各闪烁 3
3、 秒（2）A 道和 B 道有相应的 数码管显示秒数。（3）有紧急车辆要求通过时，系统要能使禁止普通车辆通行，A B 道均为红灯，紧急车由 KI 开关模拟。1.11.1 任务分析任务分析 主要任务主要任务本设计的主要任务为设计一个以 MCS-51 单片机为核心的最小且实用应用系统，实现有时间显示的定时交通信号灯控制。要求（1）A 道放行：绿灯放行 1 分钟，同时 B 道红灯亮 1分钟。（2）闪烁：A 道黄灯闪烁 3 秒，同时 B 道红灯继续亮 3 秒。（3）B 道放行：B 道绿灯亮 1 分钟，同时 A 道红灯亮 1 分钟。（4）闪烁：B 道黄灯闪烁 3 秒，同时 A 道红灯继续亮 3秒。技术要求
4、技术要求十字路口的四组红、绿交通灯受 MCS-51 单片机 I/O 口的控制，试验时皆由发光二极管替代，紧急车请求通过的信号由人工(KI)控制，以中断方式输入单片机，即正常模式转入到紧急模式。正常模式正常模式 系统工作时，按照任务分析的四种状态循环进行，同时进行倒计时显示作为时间提示，使人们能够直观地把握时间。 紧急模式紧急模式 没有急车时，信号灯按正常模式运行。有紧急情况时，通过人工控制开关发出信号使交通灯处于紧急模式，当交通信号灯处于紧急模式下时，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让两方向的红灯点亮，禁止其它普通车辆暂停通行。1.21.2 课程设计目的课程设计目的1进一步熟悉和掌握单片机的
5、结构及工作原理。2掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。3通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的4计算方法。4通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。5通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。2 2软件设计软件设计2.12.1 系统分析系统分析软件分三部分，即主程序、定时器 T0 中断程序、外部中断 1 中断程序。主程序为上电初始化和现实部分，定时器 T0 中断程序实现时间显示值得改变和交通灯的控制转换，外部中断为紧急车辆通过的控制。2 22 2 系
6、统设计系统设计（1 1）主程序）主程序 主程序完成定时器的初始化、初始化外部中断、工作模式选择的任务。主程序的流程图如下：定时器 0 和外部中断 0 初始化开始开定时器中断和外部中断 设置外部中断触发方式启动定时器开始定时5（2 2）循环显示子程序）循环显示子程序（3 3） 定时计数器中断处理定时计数器中断处理 定时计数器 T0 为一秒计时，当定时计数器 T0 产生溢出中断时，处理器转入中断处理程序。在中断处理程序中首先重置定时器初值，之后判断 1s 定时时间是否到，若到应则将秒定时大变量重置初值同时将通行时间变量减 1，否则跳过，再判断是否到通行时间的最后五秒，若到则将处于通态的路口的绿灯改
7、为黄灯亮，没有则跳过；然后判断通行时间是否到0s，若到则将进行预置数重置、关闭黄灯和翻转方向标志位等操作。送状态 1 时间显示初值到 2aH 单元调用码转换子程序调用显示子程 序送指示灯状态编码到 p1 口Flag=1 ?a=0?YesYesNo继续下一状态（重复）摁下 K1执行紧急状况6定时计数器中断服务流程图如下：（4 4）外部中断）外部中断 1 1 的处理的处理当有紧急车辆要求通过时，紧急车请求通过的信号由人工控制，以外部中断 1 的方式输入到单片机。单片机暂停前工作响应中断。给定时器 T0 重置初 值给一秒定时外循环重置初值时间显示重置初值交通灯控制互 换时间显示值减 一时间显示值得个
8、位、十位存入对应单元定时到一秒？时间显示值到零？返回主程序否是是否时间显示是否小于六秒绿灯改为黄灯 亮是否7外部中断 1 程序流程图：2.32.3 程序：程序：;定时器 0 方式 1 定时 1sResult EQU 50HFLAG EQU 20Horg 0000hljmp mainorg 0003hljmp interrupt0org 000bh是时间显示暂停路口交通灯全为红灯时间显示恢复交通灯恢复第一次按紧急通车按钮?返回主程序否8ljmp int0;-主程序初始化-main:;定时器初始化mov tmod,#01hmov th0,#3chmov tl0,#0b0hmov IE, #1000
9、0010b; EA=1, IT1 = 1mov r2,#10;外部中断初始化setb px0setb ex0 ;设置中断允许setb it0 ;边沿触发方式，负跳变有效setb FLAGsetb tr0;-交通灯循环显示主程序-loop:mov 2ah,#60;输出此状态的编码值;一个方向的 60 秒loop1: lcall BinToBcdlcall dispmov p1,#1bh;状态编码loop11:jnb flag,ergency1mov a,2ahcjne a,#0h,loop19;一个方向的 3 秒钟mov 60h,#3mov 2ah,#3mov p1,#1dh;状态编码loop2
10、: lcall BinToBcdlcall disploop22:jnb flag,ergency2mov a,2ahcjne a,60h,next1dec 60hcpl p1.1next1: cjne a,#0h,loop2;-;另一个方向的 60 秒钟mov 2ah,#60loop3: lcall BinToBcdlcall dispmov p1,#36h;状态编码loop33:jnb flag,ergency3mov a,2ahcjne a,#0h,loop3;另一个方向的 3 秒钟mov 60h,#3mov 2ah,#3mov p1,#2eh;状态编码loop4: lcall BinT
11、oBcdlcall disploop44:jnb flag,ergency4mov a,2ah10cjne a,60h,next2dec 60hdec r1cpl p1.4next2: cjne a,#0h,loop4ljmp loop;-4 种紧急情况-ergency1:clr tr0mov p1,#21hlcall disp;该行输出禁止通行状态指示灯mov p1,#21hjnb flag,ergency1setb tr0ljmp loop11ergency2:clr tr0mov p1,#21hlcall disp;输出禁止通行状态指示灯mov p1,#21hjnb flag,ergency2setb tr0ljmp loop22ergency3:clr tr0mov p1,#21h11lcall disp;输出禁止通行状态指示灯mov p1,#21hjnb flag,ergency3setb tr0ljmp loop33ergency4:clr tr0mov p1,#21hlcall disp;输出禁止通行状态指示灯mov p1,#21hjnb flag,ergency4setb tr0ljmp loop44;-延时 1s-int0:djnz r2,exitmov r2,#10dec 2ahexit:mov tl0,
