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1、 烟 台 南 山 学 院单片机课程设计题目 基于8255A的交通灯控制系统 姓 名： 所在学院： 自动化工程学院 所学专业： 自动化 班 级： 08工程02班 学 号： 200806709048 指导教师： 完成时间： 2010.12.22 课程设计任务书 一、基本情况 学时：2周 学分：2学分 适应班级：08工程2二、课程设计的意义、性质、目标、要求1意义课程设计是单片机课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不少的，是非
2、常必要的。2性质课程设计是提高学生单片机技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合单片机课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。3目标通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。4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：理论设计与撰写设计报告等。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，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求
3、的指标。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。（2）课程设计的教学要求单片机课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间（两周）累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。 课程设计的任务相对分散，每35名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须
4、单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。三、课程设计题目及设计过程（一）基于8255A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。要求能用按键设置两个方向的通行时间（绿灯点亮的时间）和暂缓通行时间（黄灯点亮的时间），系统的工作符合一般交通灯控制要求。 （二）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。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。用两个数码管来显示被点亮的指示灯还
5、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。南北东西图1.1 十字路口交通灯控制示意图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80秒，黄灯点亮的时间均为5秒，则其工作方式如表1.1所示循环点亮信号灯。表1.1 交通信号灯工作方式南北向绿灯亮60秒黄灯亮5秒红灯亮80秒东西向红灯亮60绿灯亮80秒黄灯亮5秒具体设计要求如下：1、设计一交通灯控制系统，其结构如图1.1所示，工作方式满足上述要求。2、主干道和次干道的通行时间
6、及黄灯点亮的时间可以手动设置。3、在没有手动设置通行时间时，系统自动按表1.1的模式进行工作。 2、设计要点（1）硬件设计：1）单片机选用可自行选定，建议选用与8051兼容的单片机，存储器、I/O口的扩展视所选单片机与设计要求定。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。3）键盘系统：设置3个程序按键：设置键、增加键、减少键，键盘读取方式自行确定。另需配置一个非程序按键：系统复位键。4）电源供电系统
7、：系统采用220V电源供电，应设计相应的稳压电源电路。 （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60秒，东西向通行80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。2）通行时间的设置：当需要更改主、次干道的通行时间时，可以用“设置键、增加键、减少键”进行设置。（3） 软件设计： 1）系统资源分配：为了便于程序的设计、阅读及修改，需要先对系统的存储器资源进行分配和说明。2）软件模块：根据上述工作流程和设计要求，软件设计可以分为以下几个功能模块： 主程序：初始化及键盘监控。 计时程序模块：为定时器的中断服务子程序
8、。 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。 键处理程序模块：分别是“设置键”、“增加键”、“减少键”的处理子程序。3、硬件设计硬件设计的要求：（1）确定元器件的型号及参数。（2）画出硬件设计的结构框图。见附录2（3）画出各部分电路的原理图，并说明各部分电路的工作原理设计依据；画出完整的原理图。（4）列出元器件清单。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。 软件设计的要求：（1）画出整个控制系统的程序流程
9、图。（2）画出各功能部分的程序流程图，并能够编写相应的原程序。四、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，图形绘制规范报告书用A4纸书写，装订成册。设计报告的格式如下： 1、封面 2、内容提要（摘要） 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；1）确定元器件的型号及参数。2）画出完整的原理图。3）列出元器件清单。 (3) 软件设计流程及描述； 5、心得体会（总结）6、参考文献 7、附录（源程序代码）8、有关图纸五、进度安排单片机课程设计共安排2周，合计80
10、学时，具体分配如下：实习动员及准备工作： 2学时总体方案设计： 10学时硬件设计： 16学时软件设计： 20学时撰写设计报告： 12学时答辩与总结： 8学时教师辅导： 12学时六、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：平时表现20%；设计过程25%；设计报告 40%；设计答辩15%。有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理： 1、设计期间累计迟到、早退达8次；2、设计期间累计旷课达6节； 3、设计报告雷
11、同率超过50%或无设计报告；4、不能完成设计任务，达不到设计要求。摘 要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51 系列单片机ATSC51 和可编程并行I/O 接口芯片8255A 为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051
12、 片的P1 口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5 秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA 口输出，显示时间直接通过8255 的PC 口输出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。summay In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of SCM is unceasingly thorough, it causes the traditional control test
13、technology increasingly updates. In real-time detection and automatic control of single-chip microcomputer application system, often as a core component to use, only microcontroller aspects knowledge is not enough, should according to specific hardware structure, software and hardware combined with
14、perfect.Crossroads transports, pedestrian bustling, garage lanes and pedestrian humanitarian, in an orderly way. Then rely on what to achieve this in order? Lean is traffic lights automatic command system. Traffic lights control many ways. The system USES the MSC - 51 series microcontroller ATSC51 and programmable parallel I/O interface chip 8255
