单片机课程设计(论文)-基于单片机的交通灯设计.doc

基于stc89c52单片机数显交通灯的设计单片机课程设计论文 设计成员： 指导老师： 目录 摘要2 1、设计目的2 2、系统设计2 2.1 电路框图设计3 2.2 硬件电路设计33、 设计原理分析34、 芯片简介4 4.1.、stc89c52芯片图4 4.2、芯片引脚介绍4 4.3、74hc244芯片图5 4.4、功能简介5 4.5、74hc244芯片使用说明6 4.6、共阳数码管引脚简介65、硬件资源及其分配76、程序框图77、遇到的问题及解决方案88、参考文献9 9、设计心得体会10附录一：整个基于at89c52控制的交通灯的汇编程序 13 附录二：课程设计原理图17附录三：课程设计实物图18基于stc89c52单片机数显交通灯的设计摘要：随着微型电子技术的发展，单片机的应用在不断走向深入。它在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大地提高了这些领域的技术水平和自动化控制。本项目主要从单片机应用上来实现十字路口交通灯智能化管理，用来控制车辆的正常运作。单片机的核心部分是中央处理器(cpu)，cpu主要包括运算器和控制器两个部分，运算器中主要包括了累加器，寄存器组，算术逻辑单元，是处理能力的核心。控制器是计算机的指挥核心，包括指令部件、时序部件和微操作控制部件，其功能是完成cpu内外的数据交换。和普通计算机不同的是，单片机采用哈佛型的体系结构，而普通的计算机采用的诺伊曼型的结构，即单片机采用的是数据和程序存储器分离，而通用的计算机则是使用相同的存储空间。单片机的存储分为ram和rom两种，其中rom又包括prom,eprom,eeprom等多种不同的类型，程序通常固化存储在rom中，丰富的存储类型也使得单片机更加适合工业上不同场合的需要。重要的是，单口是不可缺少的一个部分。定时器使用方便，控制方式很灵活，精度完全能够满足一般工业控制的需要。单片机的i/o系统类型丰富，具有很强的输入输出片机还具有很强的存储扩展能力，有能力满足不同的存储需要。 单片机内部内置的定时器和i/o接能力，定时器和i/o的特性也是单片机区别于普通计算机的一大特色。关键词：单片机 数码管 智能化管理 交通灯1、设计目的 基于at89s51单片机数显交通灯的设计，主要具有以下功能：1东西南北路口执直与转弯交替进行，数码管显示直行通行倒计时。2红绿黄灯显示包括人行道在内的道路交通状态。3某一方向道路拥挤时，可以人工调节东西南北方向通行时间。4紧急情况下，各路口交通等显示红灯，数码管保持数据不变。2、系统设计2.1框图设计按照系统设计的要求和功能，将系统分为主控模块，led显示模块，电源电路，复位电路，晶振电路，驱动电路灯几个模块，系统组成框图如图1所示。主控模块采用at89s52单片机，显示模块采用七段共阳led数码管。 电源电路a道led显示电路红黄绿灯显示电路复位电路 at89s52单片机晶振电路b道led显示电路红黄绿灯显示电路按键电路图1 基于at89s52单片机数显交通灯系统组成框图2.2 硬件电路设计 图2 硬件电路设计图3、 设计原理分析这个设计主要的硬件资源是：at89c51 74hc244 数码管 这要利用了stc89c52的p0、p1、p2口。首先用p0口8个引脚分别控制数码管的8段显示，再用p1.2-p1.7留个引脚控制led灯的亮灭，p2.0-p2.3口分别输出数据给74hc244，控制数码管的阳极。4、 芯片简介4.1.、stc89c52芯片图：图3 stc89c52芯片引4.2、芯片引脚介绍： 4.2.1主电源引脚vss和vcc vss 接地。 vcc 正常操作时为十5伏电源。 4.2.2外接晶体引脚xtal1和xtal2 xtal1 内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地 xtal2 内部振荡器的反相放大器的输出端，是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。 4.2.3控制或与其它电源复用引脚 rst/vpd，ale/prog，psen 和ea/vpp。 rst/vpd 当振荡器运行时。在此引脚上出现两个机器同期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位。 在 vcc掉电期间，此引脚可接上备用电源，由 vpd向内部 ram提供备用电源，以保持内部ram中的数据。 ale/prog 正常操作时为ale功能（允许地址钱存），提供把地址的低字节锁存到外部锁存器。ale引脚以不变的频率（振荡周期的1/6）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个 ale脉冲。 ale端可以驱动（吸收或输出电流）八个 lsttl电路。 对于 eprom型单片机，在 eprom编程期间，此引脚接收编程脉冲（prog功能）。 psen 外部程序存储器读选通信号输出端。在从外部程序存储器取指令（或数据）期间；psen 在每个机器周期内两次有效。 psen 同样可以驱动八个lsttl输入。 eavpp ea为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当ea为高电平时，访问内部程序存储器（pc值小于4k）。当ea为低电平时，则访问外部程序存储器。对于eprom型单片机，在eprom编程期间，此引脚上加21veprom编程电源（vpp）。 4.2.4 输入/输出引脚 p0.0p0.7，p1.0p1.7，p2.0p2.7，p3.0p3.7 p0.0p0.7： p0是一个 8位漏极开路型双向 i/o口。在访问外部存储器时，它是分时传送的低字节地址和数据总线。po口能以吸收电流的方式驱动八个lsttl负载。 p1.0p1.7： p1是一个带有内部提升电阻的 8位准双向 i/o口。它能驱动（吸收或输出电流）四个lsttl负载。 p2.0p2.7： p2是一个带有内部提升电阻的8位准双向i/o口。在访问外部存储器时，它输出高8位地址。p2口可以驱动（吸收或输出电流）四个lsttl负载。 p3.0p3.7：p3是一个带有内部提升电阻的 8位准双向 i/o口。能驱动（吸收或输出电流）四个lsttl负载。p3口还用于第二功能4.3、74hc244芯片图图4 sn74hc244n（八同相三态缓冲器/线驱动器）4.4、功能简介如果输入的数据可以保持比较长的时间(比如键盘)，由该芯片可构成三态数据缓冲器。74hc244芯片的引脚排列如上图所示。 由于at的51系列单片机一般用并口进行编程，理论上可以直接用单片机的几根i/o口接并口线，但如果电路板没做好，可能会连带把计算机并口烧坏，所以要加个74hc244芯片隔离一下。4.5、74hc244芯片使用说明 74hc244芯片内部共有两个四位三态缓冲器，使用时可分别以1g和2g作为它们的选通工作信号。 当1/oe和2/oe都为低电平时，输出端y和输入端a状态相同；当1/oe和2/oe都为高电平时，输出呈高阻态。4.6、共阳数码管引脚简介图5 数码管引脚图5、硬件资源及其分配。 图6 硬件资源分配图6、程序框图设置定时，显示初始化南北绿灯亮，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，延时南北红灯亮，东西黄灯闪烁，延时 开 始图7 程序流程图7、遇到的问题及解决方案7.1问题：（1）焊接的线路有问题（2）数码管不亮（3）发光二极管不太亮7.2解决方法（1）检查电路并重新焊接。（2）检查数码管是否界的正确或本身存在质量问题，重新接线或换个数码管。（3）发光二极管接驱动。8、参考文献1柴钰. 单片机原理及应用. 西安：西安电子科技大学出版社，2009年.2薛钧义，张彦斌. mcs-51/96系列单片微型计算机及其应用 m. 西安：西安交通大学出版社，1997.3周向红. 51系列单片机应用与实践教程m. 北京:北京航空航天大学出版社，2008.4杨居义，杨尧，王益斌，杨晓琴. 单片机课程设计指导 m. 清华大学出版社.2009年设计心得体会经过一周来到单片机实习，我们小组从最开始的理论知识查阅，基础电路图分析调整以及小组内任务的粗糙分配，逐渐过渡到各司其职并有效的将实习任务和要求合理的在时间上，能力上进行有效分配，在大大提高团队合作效率的同时必然也将更好的完成实习的任务，达到更高更好的成果。 实习是训练和实践我们能力的过程，必然是伴随这各种问题和考验，在解决团队协作问题后我们很快在专业知识和对手能力上也先后出现了不同的情况。由于知识查询渠道的不同，组员在许多方面都出现了不同的分歧，各执己见，无法说服对方，让实习进程拖后。直到意见统一后才开始动手，实习的内容其实是十分开放并且入门的，我们在意见统一后很快就完成了基础电路焊接和布线，并很快进入了程序调制阶段，但是前期电路焊接很分布的粗糙和不合理导致设计产品出现了许多可见的小问题，如灯光亮度不高，灵敏度低等。直接导致了最后不得不针对某些问题进行了返工，浪费了许多时间也让大家的热情受到了不小的打击。所谓磨刀不误砍柴工，可见仔细的准备是多么的重要。此次的实习设计不仅是对我们在学校学习知识的一次考验，在我看来也是我们即将步入社会的准大4学生的一次可贵的团体行动，这不同于平时的一些团体性活动，这次实习的专业性和目的性的强度可以说是3年来最高最大的，这可以看作是将来工作上合作的一次演练。我们这些即将踏入社会的大学生不再是完成课后任务的单纯学生，在残酷的社会只有更有效率的完成同样的目标才是当代职业人的生存之道，而效率意识也必须从现在开始培养。 微电子0801田皓尹设计心得体会经过一个多周的课程设计实践，从题目的确定，资料的查询，电路的设计及确立以及程序的编写和最终的运行调试，每一环节我都参与并从中收获良多。 当项目确定为交通灯之后，就开始查资料，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源，如ram,rom的容量各是多少,定时/计数的用法等等；翻单片机书籍，把要在课程设计中要用的知识巩固了一遍，思路在查书的过程中进行了验证和再次的可行性分析。接着电路的设计就有了雏形，在设计程序时，不可能一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；有了电路之后我又在软件上把电路进行了仿真，发现电路还是有一些瑕疵，于是就对它进行了修改，修改后电路在程序下能够正确的实现其功能。电路图设计验证完毕，紧跟着就开始焊接，焊接过程中就必须多at89c51rc及74ls244n的引脚掌握清楚，还有在连接中共阳数码管的接法，这些准备完毕后才能进行焊接，以免返工给自己带来不必要的麻烦，为了美观起见，在焊接前可以对器件的分布进行区域规划，这样出来的成果才会美观大方。焊接完毕之后，我们把程序下载入单片机之后，还是出不了结果，我开始检查电路焊接是不因为粗心导致了错误，最后检查之后原来是因为有一处管脚焊接错误了，修改过来之后上电一切正常。我认为在设计课程过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。经过了这次课程设计，我在做事耐心和细心方面有了较大提高，我们一组人一起做课程设计时，我发现团队合作对一个项目的成功是非常重要的。我相信在这次课程设计中所学到的知识对我以后的工作和学习将产生深远的影响。微电子0802陈局设计心得体会 通过这次的课程设计，我真实的学到了很多的知识。在这次的课程设计中，我付出了很多，俗话说“有付出才有回报”，正是这样，我们的课程设计圆满的结束了。在整个过程中我有许多自己的心得体会。首先，一开始课程设计时，选择题目，我挣扎了很久，起初字字想找一个简单的题目随便一做完成老师的任务就好了。后来听了老师的教诲，也为了自己能够学到更多，所以选了这个题目。不管能不能做出来，我都要挑战一下子我。其次，在整个过程中加强了我们动手、思考和解决问题的能力。以前也做过课程设计，不过这次更是锻炼了我的动手能力，多基本的焊接、布线等技术已基本掌握了，更锻炼了我们独立思考的能力。第三，在课程设计过程中，用到了大量的理论知识，我们通过查资料、上网搜索来获取。这样我们不仅复习了课本上的基本理论知识，也学到了很多新的知识，通过设计，使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。第四，在这次的课程设计中，我学会了属于自己的一套设计思想，它能帮助我更好的解决问题，我想不管做什么事，都要有一个思想指导你去完成。不管现在还是将来，它都会使我受益的第五，在整个过程中，我们遇到了很多困难和问题。例如：数码管显示不全、发光二极管不太亮，接线有问题等，在老师的和同学的帮助下，我们一一检查，经过很多次的努力终于改好了。在这个过程中，因为接线太多，我出现了烦躁的情绪，不过最后克制住了。不管干什么事，要有足够的耐心和许许多多的认真。第六，我觉得干什么事，必须具备团队精神。一个人是干不出什么的，必须和其他人合作你也会受益匪浅的。这次的设计我们合作的非常愉快。最后，感谢老师的细心指导和同学的无私帮助。 微电子0802 鲍波附录一：整个基于at89c52控制的交通灯的汇编程序sz equ 30hsw equ 31hgw equ 32hcs equ 33hpd equ 34horg 0000hsjmp startorg 0003hajmp nborg 000bhajmp sjorg 0013hajmp dxorg 0030hstart:mov sp,#60hmov p2,#00hmov p0,#00hclr p1.3clr p1.7mov 40h,#0mov 41h,#0mov sz,#30mov dptr,#tabmov cs,#0mov tmod,#01hmov th0,#3chmov tl0,#0b0hsetb tr0setb it0setb it1setb ex0setb ex1setb et0setb eamain:call processcall displaycall ledsjmp mainprocess:mov a,szmov b,#10div abmov sw,amov gw,bretdisplay:mov a,swmovc a,a+dptrmov p0,asetb p2.0setb p2.2call delayclr p2.0clr p2.2mov a,gwmovc a,a+dptrmov p0,asetb p2.1setb p2.3call delayclr p2.1clr p2.3retled:call pan1call pan2retpan1:mov a,40hcjne a,#31,b1call y1b1:cjne a,#35,b2call y2b2:cjne a,#70,pan2mov 40h,#0call y3retpan2:cjne a,#35,f1call m1f1:cjne a,#66,f2call m2f2:cjne a,#70,fhc