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1、课课程设计设计 交通灯亮灯的实现王尚 张 俊皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现摘要在实时检测实时检测 和自动动控制的单单片机应应用系统统中，单单片机往往 作为为一个个核心部件来来使用，仅单仅单 片机方面知识识是不够够的， 还应还应 根据具体硬件结构软结构软 硬件结结合，加以完善。交通信号号灯控制方式很多。这这次课课程设计设计 采用MSC-51系 列单单片机AT89C51和可编编程并并行I/O接口芯片8255A为为中 心器件来实现来实现 交通灯的亮灯。皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现交通管理的方案论证东东西、南北两两干道交于一个个十字路口，各干道有一组红组红 、 黄黄、绿绿三色的指示灯，指
2、挥车辆挥车辆 和行人安全通行。红红灯亮 禁止通行，绿绿灯亮允许许通行。黄黄灯亮提示人们们注意红红、绿绿 灯的状态状态 即将将切换换，且黄黄灯燃亮时间为东时间为东 西、南北两两干道 的公共停车时间车时间 。 红绿黄红绿黄 灯循环环点亮，红红灯亮60s，绿绿灯亮60s，黄黄灯一亮一 灭闪烁灭闪烁 三次6秒皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现有二个个方案： 方案一，由课课程设计报设计报 告书书的要求用8255做输输出口控制12 个发个发 光二极极管的熄灭灭的要求，采用单单片机AT89C51与并与并 行可编编程I/O接口芯片8255及12个发个发 光二极极管为为主要器件 的方案。 方案二，由于单个单个
3、 由单单片机就可以实现实现 交通灯的亮灯，由 此方案二是使用一片单单片机及12个发个发 光二极极管为为主要器件 的方案。 下面介绍绍方案一皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现方案一设计设计 目标标1、实现实现 交通灯控制系统统中亮灯的基本功能； 2、用8255做输输出口控制12个发个发 光二极极管的熄灭灭。皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现器件选择选择AT89C51一个个，可编编程并并行I/O接口芯片 8255一个个，地址锁锁存器 74LS373一个个，12个发个发 光二极极管。硬件框图图电源震荡部分复位电路AT 89 C51地址 锁存 器信 号 灯可编 程并 行 I/O 接口皖西学院课程设
4、计：交通灯亮灯 的实现硬件框图解释单单片机，单单片机称为称为 微控制器或嵌入式控制器，即使将计将计 算机集 成在一片半导导体硅片上的微型计计算机，需要先输输入程序才能工作。 单单片机工作的基本条条件：单单片机工作需要3个个基本条条件，接电电源、 接石英晶体振荡荡器和复复位电电路、单单片机内内装入程序。89C51单单片机受引脚数数的限制，P0口兼用数数据线线和低位地址线线， 为为了将将他们们分开开使用需要在单单片机外部增加地址锁锁存器，我们选们选 用常用的地址锁锁存器芯片74LS373 。8255为为可编编程并并行I/O接口芯片。它它具有3个个8位并并行I/O接口（ PA口PB口 PC口），3种
5、种工作方式（方式0，基本输输入输输出；方式 1，选选通输输入输输出；方式3双双向传传送，仅仅PA口有此工作方式），可 通过编过编 程（工作方式，置位复复位）改变变其功能，因而使用灵灵活方 便，可作为单为单 片机与与多种种外围设备连围设备连 接时时的中间间接口电电路皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现8255输输出信号与发号与发 光二极极管的连连接：发发光二极极管为为共阳极阳极 接法，输输出端 口为为低电电平与与8255连连接，对应对应 的二极极管发发光，所以用置位方法点亮红红， 绿绿，黄发黄发 光二极极管。单单片机写写入程序，先写写入8255的工作方式控制字（方式0输输出），再对对 8255各
6、端口进进行置位复复位操作，由8255的PA口与与PB口输输出的高低电电平（ “0”亮灯或“1”灭灭灯）决决定发发光二极极管的熄灭灭，实现实现 交通灯的功能。皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现(1)8255方式控制字：88H，即1000 1000,其中1（1 设设定 工作方式字标标志）00（A口方式选择选择 方式0）0 （A口输输出 ） 1 0（B口方式选择选择 方式0）0(B口输输出)0，其余位没没有用 到可任意设为设为 0或1。 (2)8255A的端口地址： A口地址为为0FF28H，即1111 1111 0（置位复复位控制字标标 志位）010 10 00（00选选中PA口）B，其余为为无
7、用位可任意 设为设为 0或1； B口地址为为0FF29H，即1111 1111 0 010 10 01（01为为PB 口地址）B，其余为为无用位可任意设为设为 0或1； 控制端口地址为为0FF2B，即1111 1111 0 010 1011（11控 制口地址）B，其余为为无用位可任意设为设为 0或1皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现程序流程图图开始8255初始化四个路口红灯亮南北红灯亮，东西黄灯闪烁 ，延时南北绿灯亮，东西红灯亮，延时南北黄灯闪烁 ，东西红灯亮，延时南北红灯亮，东西绿灯亮，延时皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现交通灯亮灯的实现电 路proteus仿真图 皖西学院课程设计：交
8、通灯亮灯 的实现程序运行后状态 表其中0代表灯灭，1代表灯亮皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现程序设计 （汇编语 言版本）皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现设计结 果与分析1、上述程序中用的1秒延时程序分析皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现时钟时钟 周期：单单片机的最小时间单时间单 位，为时钟为时钟 晶体的周期。 机器周期：CPU完成一个个基本操作用的时间时间 ，包含几个时个时 钟钟周期。 89C51的机器周期包括12个时钟个时钟 周期，选选石英晶体为为 f=12MHZ，则则机器周期为为：12f=1s . 指令周期：执执行一条条指令用的时间时间 .包含几个个机器周期。 上述程序中用的1秒
9、延时时程序 循环过环过 程：R2(R5（ R6(R7$2s +1s)+1s)+1s）=R250（100 （100+1）+1）=R2（50+5000(200+1) ）=R2 50s+1S+5000s=R21S+5050sR21S 即该该1S延时时程序 用时时要比1S多出5050s。皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现1秒定时器加软件延时程序 （方案二中使用）皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现上述程序中用的1秒延时时程序 循环过环过 程： 模式1下（采用 12MHZ的晶体）最大定时时间时时间 ：TMAX=65536s,计数计数 器 从计数从计数 初值值65536-50000=15536开开始计数
10、计数 ，当计当计 到 65536时时，计数计数 器计满计满 溢出TF0=1，输输出跳转转信号号，再由 软软件计数计数 器将将定时时器重复复20次，此时时用时时2050MS=1S.皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现方案二仿真图皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现在实际应实际应 用中应减应减 少器件的应应用，降低成本劳动劳动 。在方案二减减去了方案一 中为课为课 程设计训练设计训练 加入的可编编程并并行I/O接口芯片8255。通过对单过对单 片机的端口有规规律的赋值赋值 ，置0或1，使发发光二极极管的阴极为阴极为 低 电电平或高电电平，则则二级级管导导通或截止，使二极极管发发光熄灭灭。方案二程序
11、：皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现设计 体会通过过方案一和方案二的比较较可以知道，8255只是接口芯片单单片机 可以规规定8255的工作办办法对对8255赋值赋值 ；对单对单 片机写写入程序单单片 机就可以对对8255控制；单单片机是核心，围绕它围绕它 可以组组成有其他功 能的产产品。这这里把需要交换换的物品，需要物品的地方的信息集合在一起，由单单 片机接收发发放分配管理。学习学习 微机课课程也是学习组织学习组织 管理和分配。通过过此设计设计 ，我们对们对 AT89C51单单片机及8255的结构结构 功能和工作 办办法有了更深的理解。通过对过对 硬件的编编程,微型计计算机技术术可以在 很多
12、工业业生产产和日常生活中得以应应用,在计计算机领领域中更有举举足轻轻 重的作用，这这使我们们更有兴兴趣学习这门课学习这门课 程。这这次课课程设计设计 使用 了专业专业 知识识，对对我们们分析和解决问题决问题 的方法有了锻炼锻炼 。使我们对们对 单单片机的基本原理、单单片机应应用系统开发过统开发过 程，以及在常用编编程 设计设计 思路技巧（特别别是汇编语汇编语 言）的掌握方面有了切身的理解。 课课程设计过设计过 程中遇到了有许许多问题问题 ，这这需要我们渐渐们渐渐 多看多学习学习 多练习练习 。皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现参考文献151单单片机开发开发 入门与门与 典型实实例王守中编编著 人民邮电邮电 出版社2 单单片机原理与应与应 用设计设计 张张毅刚刚 彭喜元编编著 电电子工业业出版社3微型计计算机原理与与接口技术术周荷琴 吴吴秀清编清编 著 中国国科技大学学出版 社皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现致谢最后感谢谢老师师和同学学的帮帮助结结束皖西学院课程设计：交通灯亮灯 的实现
