单片机交通灯课程设计论文 单片机交通灯设计.doc

目录目录 一、一、 设计任务设计任务.1 1 1、题、题 目目：交通信号灯模拟控制系统设计交通信号灯模拟控制系统设计.1 2 2、设计任务、设计任务：.1 3 3、设计内容要求：、设计内容要求：.1 二、二、 设计方案设计方案.2 1 1、任务分析、任务分析.2 2 2、软件方案、软件方案.2 3 3、系统硬件设计、系统硬件设计.2 3.13.1 单片机的最小系统单片机的最小系统.3 3.23.2 电源电路设计电源电路设计.3 3.33.3 数码管显示电路数码管显示电路.4 3.43.4 信号灯控制电路信号灯控制电路.4 三、系统软件设计三、系统软件设计.4 1 1、主程序流程图、主程序流程图.4 2 2、显示子程序流程图、显示子程序流程图.6 3 3、拆字子程序流程图、拆字子程序流程图.6 4 4、程序设计、程序设计.7 4.14.1 交通灯主程序设计交通灯主程序设计.7 4.24.2 显示子程序设计显示子程序设计.8 4.34.3 中断子程序中断子程序.9 4.44.4 拆字子程序拆字子程序.9 四、四、 接线图接线图.10 五、心得体会五、心得体会.10 1 一、一、 设计任务设计任务 1 1、题、题 目目：交通信号灯模拟控制系统设计交通信号灯模拟控制系统设计 2 2、设计任务、设计任务： （1）完成交通灯的变化规律，即一个十字路口为东西向和南北向，四个路口均有红黄 绿三灯和两个 led 数码显示管。交通灯上电以后进入初始状态即东西红灯，南北红灯。 5s 后转状态 1：南北绿灯亮通车，东西红灯亮，禁止通行，持续 30s；30s 后转状态 2：南北绿灯灭转黄灯闪亮，延时 5 秒，东西仍然红灯；5s 后转状态 3：东西绿灯亮通 车，南北转红灯，持续 30s；30s 后转状态 4：东西绿灯灭转亮黄闪灯，延时 5 秒，南 北仍然红灯。最后循环至状态 1。 （2）用 8 个 led 数码管（各个方向均有两个 led 数码管，分别表示个位是和十位）显 示倒计时。倒计时用于提醒驾驶员或行人信号灯发生改变的时间，以便他们在“停止” 和“通行”两者作出合适的选择。 （3）在紧急状态下，通过 k1 键手动设置，将所有路口的灯变为红灯。 3 3、设计内容要求：、设计内容要求： 总体方案选择及各功能模块合理划分 产品选择 硬件设计： 做出单片机主电路、交通灯接口和 led 数码管显示电路，键盘接口电路等 。 软件设计：程序流程图 各功能模块程序清单 主要考虑的问题： 1、单片机 i/o 口是否够用，不够用怎么办 2、如何驱动发光二极管 3、数码管显示电路的设计 4、如何实现定时功能 2 5、如何读取键盘数据 二、二、 设计方案设计方案 1 1、任务分析、任务分析 模拟交通灯控制器就是使用单片机来控制一些 led 和数码管，模拟真实交通灯的 功能。红、黄、绿交替闪亮，利用数码管倒计数显示间隔等，用于管理十字路口的车 辆及行人交通，计时牌显示路口通行转换剩余时间等 根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如下图所示。 单单 片片 机机 键键盘盘 led显显示示 三三色色指指示示灯灯 图 1-1 系统硬件框图 单片机可选用 at89s51，它与 8051 系列单片机全兼容，但其内部带有 4kb 的 flash rom，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。南北向和东 西向各采用 2 个数码管计时，同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。键 盘系统可以根据系统的需要设置不同的键的个数，可以选择线式键盘或矩阵式键盘， 若单片机的 io 口不够用时，可以考虑扩展 8255 或 82c55 满足系统的要求。 2 2、软件方案、软件方案 根据设计要求，程序框图如图 1 所示。软件可由汇编语言完成，也可由 c 语言完 成。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，完成 0.1 秒（或其他时间）和 1 秒 的时间定时。 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 8 个 led 数码管 的显示驱动。 3 3、系统硬件设计、系统硬件设计 3 3.13.1 单片机的最小系统单片机的最小系统 atmel 公司生产的 at89c52 单片机它是硬件电路的核心部分，时钟电路晶振使用 12mhz，复位电路采取按键复位方式。具体连接图 3.1 和图 3.2。 图 1-2 单片机系统的时钟电路 图 1-3 单片机系统的复位电路 3.23.2 电源电路设计电源电路设计 电源用 5v 直流变压器直接供电。 图 1-4 电源电路设计 4 3.33.3 数码管显示电路数码管显示电路 at89s51 单片机中 p0 口和 p1 口控制 8 位 led 动态显示，p0 口输出段选码，p1 口输出位选 码，八段 led 显示器采用共阴极接法。 图 1-5 数码管显示电路 3.43.4 信号灯控制电路信号灯控制电路 图 1-6 应急控制电路 三、系统软件设计三、系统软件设计 1 1、主程序流程图、主程序流程图 所有红灯持续亮 开始 按键是否按下? n 5 东西南北红灯亮 5s 设置南北红灯，东西绿灯亮为 30s 拆字子程序 显示子程序 合字子程序 延时子程序 30 秒到吗 黄灯闪烁 5s y n 设置南北绿灯，东西红灯亮 30s 拆字子程序 显示子程序 合字子程序 延时子程序 30s 到吗 黄灯闪烁 5s y n 循环 y 6 2 2、显示子程序流程图、显示子程序流程图 3 3、拆字子程序流程图、拆字子程序流程图 7 4 4、程序设计、程序设计 4.14.1 交通灯主程序设计交通灯主程序设计 loop2 jb p3.4 loop1 mov p2 #c3h 东西南北红灯亮 sjmp loop2 loop1 mov p2 #c3h 东西南北红灯亮 setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3. mov 20h #05h mov a 20h mov tmod #10h mov tl1 #0bh mov th1 #3ch mov ie #88h mov 23h #00h setb tr1 loop3 lcall 拆字 mov 30h a mov 31h r2 lcall 显示 mov a 20h cjne a #00h loop3 mov p2 #0fh 东西红灯，南北绿灯 setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 mov 20h #30h mov 20h a loop 4 lcall 拆字 mov 30h a mov 31h r2 lcall 显示 mov a 20h cjne a #00h loop4 mov p2，3fh 东西红灯亮，南北绿灯灭 clr p3.0 南北黄灯亮 8 clr p3.1 setb p3.2 setb p3.3 mov 20h #05h mov a 20h loop5 lcall 拆字 mov 30h a mov 31h r2 lcall 显示 mov a 20h cjne a #00h loop5 mov p2 #f0h 东西绿灯亮，南北红灯亮 setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 mov 20h #30h mov a 20h loop6 lcall 拆字 mov 30h a mov 31h r2 lcall 显示 mov a 20 cjne a #00h loop6 mov p2 #fch 东西绿灯灭，南北红灯亮 setb p3.0 setb p3.1 clr p3.2 东西黄灯亮 clr p3.3 mov 20h #05h mov a 20h lcall 拆字 mov 30h a mov 31h r2 lcall 显示 mov a 20h cjne a #00h loop1 light setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 limp finish 4.24.2 显示子程序设计显示子程序设计 9 mov r0 #30h mov r6 #aah mov r7 #00h dir1 mov a r6 mov p1 a mov a r0 mov dptr #tab mov a a+dptr mov p0 a here djnz r7 here inc r0 mov a r6 rr a mov r6 a jnb acc.7 dir1 ret 4.34.3 中断子程序中断子程序 mov tl1，#0b0h mov th1 #3ch mov a 23h inc a mov 23h a cjne a #0ah finish mov 23h #00h clr c mov a 20h mov a #9ah subb a #01h add a 20h da a mov 20h a jnb p3.0 light clr p3.0 clr p3.1 jnb p3.2 light clr p3.2 clr p3.3 finish reti 4.44.4 拆字子程序拆字子程序 mov b a anl a #0fh mov r2 a 10 mov a b anl a #0fh swap ret 四、四、 接线图接线图 图 1-7 硬件接线图 五、心得体会五、心得体会 通过本次的课程设计，充分意识到自己