C51单片机交通灯课程设计

单片机技术课程设计说明书交通灯系 、 部： 电气与信息工程系 学生姓名：_龙啸九天指导教师： 王韧 职称 副教授 专 业： 电子信息工程 班 级： 电子 0901 班 完成时间： 2011-12-30 摘 要十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊，靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。所以我们作为电子信息工程的当代大学生是很有必要了解其工作原理的，本课题的设计还可以让我们锻炼自己的动手能力。本课程设计由 AT89S52 单片机、按键、八位数码管显示组成，设计了一个用于东西、南北走向的交通管理系统。采用的是汇编编程，单片机的晶振12MHz。 硬件系统已经提前完成，程序设计是在 Keil4 的环境下编写的，用 USB 将程序生成的 16 进制文件下载到单片机里面，实现了硬件和软件结合。经过反复测试，本课程设计各方面指标达到了任务书中的要求。本系统结构简单，操作方便，可实现自动控制，具有一定的智能性。由于定时的编程用的是延时，所以定时不是非常的精确，会有一点点误差，但是不影响正常实用。关键词 ：交通灯；单片机；数码管；定时；汇编ABSTRACTCrossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people walkways, everything in good order and well arranged, the traffic lights on the automatic command system. So we as the electronic information engineering of the contemporary college students is necessary to understand its working principle, the design of this issue will also e This course is designed by the AT89S52 single-chip, keys, eight digital tube display, a scheme for the east-west, north-south traffic management system. Using assembly programming, microcontroller crystal 12MHz.The hardware system has been completed ahead of schedule, program design in the Keil4 environment prepared, using USB procedures to generate the 16 hex file downloaded to the MCU, the realization of the hardware and software combination.After repeated tests, the curriculum design of the indicators have reached the task book requirements. This system has the advantages of simple structure, convenient operation, and can realize automatic control, has certain intelligence. Because the timing of programming with the delay, so the timing is not very accurate, there will be a little bit error, but does not affect the normal use.Key words: the traffic lights ；single-chip microcomputer；digital tube；timing ； assembly目 录1 功能概述 .11.1 课题任务与功能要求 .11.2 方案概述 .12 课题硬件系统设计 .22.1 各模块电路简介 .22.1.1 单片机最小系统 .22.1.2 按键电路 .22.1.3 流水灯电路 .22.1.4 数码管电路 .22.1.5 下载口电路 .22.1.6 硬件测试 .23 课题软件系统设计 .33.1 单片机资源使用情况 .33.2 软件各模块简要介绍 .33.2.1 显示子程序 .33.2.2 键扫描和键处理子程序 .33.2.3 延时子程序 .33.2.4 外部中断服务程序 .33.2.5 主程序 .43.2.6 主程序流程图 .43.2.7 按键扫描子程序流程图 .53.2.8 显示子流程图 .63.2.9 按键功能子程序流程图 .74 设计结论 .84.1 使用说明 .84.2 心得体会 .8结束语 .9致 谢 .10参考文献 .11附 录 A .12附 录 B .1311 功能概述1.1 课题任务与功能要求设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.” ， 进入准备工作状态。按开始键则开始工作，按结束键则返回“P.”状态。要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道，每次通车时间为 60 秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30 秒，要求黄灯亮 3 秒，并且 1 秒闪烁一次。有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间 10 秒，同时禁止其他车辆通过。1.2 方案概述本设计采用单片机以及其外部设备组成硬件电路，其中包括单片机、数码管显示器、按键。数码管的 P0 口接段控，P2 口接位控。键盘接在 P1 口上。除此之外还有晶振电路，复位电路，电源电路和下载口电路。程序设计采用汇编语言编写。本设计一共有两个车道通车，其中 S1 为甲车道通车键，S2 到乙车道通车键，S3 为自定义复位键，S4 为应急车道通车键。方案设计框图如图 1 所示：图 1 系统设计框图22 课题硬件系统设计2.1 各模块电路简介2.1.1 单片机最小系统单片机最小系统包括电源电路、时钟电路、复位电路。只有当单片机有了这些电路才会工作。电源电路给单片机供电，时钟电路给单片机提供计数时间，复位电路可以实现单片机的复位。2.1.2 按键电路按键电路的设计就是在一端公共接地，另一端通过上拉电阻接到 P1 口，当有按键按下，相应的口就会变成低电平，产生一个下降沿。2.1.3 流水灯电路流水灯电路直接挂接在单片机的 P3 口上，采用共阳接法。2.1.4 数码管电路数码管的段控口接在单片机的 P0 上，而位控口通过三极管接在单片机的P2 口上。2.1.5 下载口电路下载口的 1 脚接 P1.5 口，2 脚悬空，3 脚接单片机的复位口，4 脚接 P1.6口,5 脚接 P1.7 口，6 脚接地，7、8、8、10 脚接地。2.1.6 硬件测试板子做好后通过老师给的测试程序测得各模块的功能均正常。33 课题软件系统设计3.1 单片机资源使用情况编写汇编程序时，我用到了单片机的外部中断 0，并且让它以下降沿有效方式工作，没有用到定时器。寄存器用到了第 0 组，第 1 组。P0、P1 、P2、P3口均已用到。没有用到 P3 口的第二功能。3.2 软件各模块简要介绍3.2.1 显示子程序显示函数主要完成数码管的动态显示，将相应的段控码送往 P0 口，相应的位控码送往 P2 口。实现显示需要的字符信息。3.2.2 按键处理和按键扫描子程序键处理函数主要是将从 P1 口取值送往单片机进行取反处理。键扫描函数主要是判断是否真的有键按下，即度过前沿抖动之后再判断是否有键按下，如果确实有键按下再判断是否释放，同样也要度过后沿抖动。最终将处理完的键值作为返回值返回。3.2.3 延时子程序其中包括延时 1ms，500ms 和 1s 函数。延时函数在显示函数中用到，由于时间比较短，就采用纯软件的方法延时。3.2.4 外部中断程序本课题是用外部中断函数来实现应急车道通车。外部中断函数里面用到的延时 1s 和正常通车时用到的延时 1s 不是同一个延时函数，因为按键扫描是加在正常通车时的延时 1s 中，这样是为了防止其他按键影响中断服务的进行。43.2.5 主程序主函数是程序的入口，在主函数中一直调用显示函数和键扫描函数，当没有键按下时一直保证显示 P 点。