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1、单片机应用技术教学课件国家示范性高等职业院校建设成果精品课件任务准备任务一 交通信号灯驱动电路设计 任务二 交通信号灯计时显示电路设计 任务三 交通灯控制系统调试 单片机定时单片机定时/ /计数器应用计数器应用 交通灯控制系统设计交通灯控制系统设计学习任学习任务五务五学习任务五单片机定时单片机定时/计数器系统计数器系统 定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式 交通信号灯发展史交通信号灯发展史问题与思考问题与思考 任务准备引言引言 随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入我们的生活当中。本模拟交通灯系统利用单片机AT89S51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的
2、智能控制。在本学习任务中，根据实际情况设计一套交通灯控制系统。 任务准备 1 单片机定时单片机定时/计数器系统计数器系统 任务准备 1 定定时/计数器的数器的结构构 1 单片机定时单片机定时/计数器系统计数器系统 任务准备 2 定定时/计数器的控制数器的控制 M0M1GATEM0M1GATED0D1D2D3D4D5D6D7M1M0方 式说 明0 0方式0TLi的低5位与THi的8位构成13位计数器0 1方式1TLi的8位与THi的8位构成16位计数器1 0方式2具有自动重装初值功能的8位计数器1 1方式3T0分成两个独立的计数器，T1可工作在方式0方式2内部定时/计数器的操作方式 定时/计数器
3、方式控制寄存器TMOD格式 2 定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式 任务准备 1 工作方式工作方式0 2 工作方式工作方式1 2 定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式 任务准备 1 工作方式工作方式2 2 工作方式工作方式3 当TMOD中的M1M0=11时，定时/计数器工作在方式3。此时定时/计数器T0可拆成两个独立的8位定时/计数器使用，T1不变。当定时/计数器工作在方式3时，T0、T1的设置和使用方法是不同的。 3 交通信号灯发展史交通信号灯发展史 任务准备 2 工作方式工作方式3 早期的交通红绿灯是在三个白炽灯泡前加上红、黄、绿三色的玻璃或塑料灯罩组成，这种交通灯亮度不高，
4、方向性不好，现在逐渐淘汰，被由LED高亮度发光二极管组成的交通灯代替 LED交通信号灯交通信号灯 任务准备任务准备 问题与思考问题与思考问题 定时/计数器的工作方式有哪些，如何确定?学学习习任任务务五五学习任务五交通信号灯驱动电路设计思路交通信号灯驱动电路设计思路 交通信号灯驱动的连接交通信号灯驱动的连接 交通信号灯控制程序设计交通信号灯控制程序设计 问题与思考问题与思考 任务一 交通信号灯驱动电路设计 任务一 交通信号灯驱动电路设计 任务分任务分析析 1 交通信号灯驱动电路设计思路交通信号灯驱动电路设计思路 任务一 交通信号灯驱动电路设计 根据以上的信号灯驱动电路的任务分析可知，马路东西南北
5、四个路口均有红绿黄3灯，共12支，其中东西方向两组6支，由于这两个路口控制方式相同，所以可以串联在一起，用单片机一个端口3个口线就可以控制了。同理，南北方向的两组6支红绿黄灯也是串联在一起，利用单片机同一端口的另3个口线进行控制。我们在此采用AT89S51单片机作为控制单元，利用它的P2端口的6个口线进行交通信号灯的控制。 2 交通信号灯驱动的连接交通信号灯驱动的连接 任务一 交通信号灯驱动电路设计 信号灯控制位布置及驱动电路原理图 1 信号灯状信号灯状态控制程序控制程序 任务一 交通信号灯驱动电路设计 3 交通信号灯控制程序设计交通信号灯控制程序设计 路口信号灯东西绿灯东西黄灯东西红灯南北绿
6、灯南北黄灯南北红灯定义标号LED_G1LED_Y1LED_R1LED_G2LED_Y2LED_R2对应控制位P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6路口信号灯标号及控制位分配表 交通灯总的控制状态有6种方式，即东西方向和南北方向两组交通灯有6种工作形式，表中为“1”时，对应灯点亮，“0”时熄灭 任务一 交通信号灯驱动电路设计 3 交通信号灯控制程序设计交通信号灯控制程序设计 1 信号灯状信号灯状态控制程序控制程序交通灯基本控制状态程序交通灯基本控制状态程序绿灯闪烁程序设计定时器初始化程序 任务一 交通信号灯驱动电路设计 3 交通信号灯控制程序设计交通信号灯控制程序设计 2 绿灯灯闪烁程
7、序程序设计Windows的科学计算器数制转换示意图的科学计算器数制转换示意图 任务一任务一 问题与思考问题与思考问题 绿灯闪烁程序设计思路如何？学学习习任任务务五五学习任务五倒计时显示电路设计思路倒计时显示电路设计思路 倒计时数据显示电路原理图倒计时数据显示电路原理图倒计时显示电路软件设计倒计时显示电路软件设计问题与思考问题与思考 任务二 交通信号灯倒计时显示电路设计 程序调试与仿真程序调试与仿真 任务二 交通信号灯倒计时显示电路设计 任务分任务分析析 1 倒计时显示电路设计思路倒计时显示电路设计思路 根据本项目的任务分析和生活中真实交通信号灯的组成情况，设计出数据串行输出转换电路，电路的原理
8、图与学习任务四中的键盘输入数码管输出显示电路基本相同，只是采用了四组移位寄存器，时间显示的段码数据还是从单片机的P3.0输出送给第一个移位寄存器的输入端A和B，P3.1发出脉冲每个移位寄存器的CLK端。前一个移位寄存器的Q7连接到下一组移位寄存器的输入端A和B的连接点上。74LS164下面都接有一个显示数码管，两个为一组代表东西方向倒计时显示设备，另两个代表南北方向倒计时显示设备。 任务二 交通信号灯倒计时显示电路设计 2 倒计时数据显示电路原理图倒计时数据显示电路原理图 任务二 交通信号灯倒计时显示电路设计 倒计时显示电路原理图倒计时显示电路原理图 3 倒计时显示电路软件设计倒计时显示电路软
9、件设计 任务二 交通信号灯倒计时显示电路设计 倒计时显示程序设计 两位倒计时数值拆分显示程序设计 根据本任务知识链接中介绍的数值拆分方法，两种拆分方法中除法指令拆分方便实用，学生易于掌握，所以本程序采用除法指令进行数值拆分 东西和南北方向的时间数值都存放在DBUF缓冲区中 4 程序调试与仿真程序调试与仿真 任务二 交通信号灯倒计时显示电路设计 把倒计时数值拆分程序和显示程序分别录入到WAVE仿真软件中，进行程序仿真调试，观察端口或寄存器的变化，是否与设计要求相同。在仿真过程中，为了便于观察，可以把数据直接送到单片机的四个并行端口，这样可以方便调试，程序调试达到设计要求时，再把原来的存储地址或寄
10、存器更换回来。 任务二任务二 问题与思考问题与思考问题 如何利用除法指令进行数值拆分？学学习习任任务务五五学习任务五交通灯控制系统线路连接交通灯控制系统线路连接交通灯控制系统整体软件设计交通灯控制系统整体软件设计 交通灯控制系统软硬件联合调试交通灯控制系统软硬件联合调试 问题与思考问题与思考 任务三 交通灯控制系统调试 任务三 交通灯控制系统调试 任务分任务分析析 根据交通灯控制系统的任务说明及本任务的工作内容及要求，把交通灯控制系统设计分解成如下几个部分： 1.根据前面任务完成各电路设计情况，进行交通灯控制系统硬件电路的连接测试。 2.交通灯控制系统整体程序的设计与仿真调试。 3.下载程序，
11、完成交通灯控制系统的软硬件联合调试，完成系统的设计，达到设计要求。 1 交通灯控制系统线路连接交通灯控制系统线路连接 任务三 交通灯控制系统调试 图5-10 交通灯控制系统电路图 2 交通灯控制系统整体软件设计交通灯控制系统整体软件设计 任务三 交通灯控制系统调试 3 交通灯控制系统软硬件联合调试交通灯控制系统软硬件联合调试 任务三 交通灯控制系统调试 1 软件程序件程序总体仿真体仿真 图5-11 交通灯控制系统程序仿真 3 交通灯控制系统软硬件联合调试交通灯控制系统软硬件联合调试 任务三 交通灯控制系统调试 2 控制系控制系统软硬件硬件联合合调试 图5-12 交通灯控制系统实训图任务三任务三 问题与思考问题与思考问题 交通灯控制系统软件程序总体仿真的操作步骤如何？学学 习习 任任 务务 五五华华腾腾教教育育机机电电系系列列课课程程教教学学资资源源
