单片机课程设计报告-交通灯控制系统.doc

交通灯控制系统 -单片机课程设计姓名： 学号： 专业： 指导老师： 时间： 目 录1、 设计目的2、 设计要求及内容第一部分 硬件设计部分 一、方案设计与论证 二、硬件组成部分及功能第二部分 软件设计部分 一、程序流程图 二、交通灯控制系统主程序三、安装与调试四、仿真过程与仿真结果五、结论与心得一、设计目的：通过课程设计的教学实践，进一步学习、掌握单片机应用系统的有关知识，加深了解单片机的工作原理。初步掌握简单单片机应用系统的设计、制作、调试的方法。提高动手实践能力、提高科学的思维能力。二、设计要求及内容：（一）要求：1、基本要求：1） 画出系统原理图，完成硬件焊接。2） 画出程序流程图，完成程序编写、调试。3） 整机调试，可实现手动/自动两种运行方式，且运行正常。2、 提高要求：在进行停车等待时，增加23秒得倒计时显示，通过两位数码管显示。（二）设计内容：交通灯控制系统设计设计基本要求：根据实际交通灯的变化规律，可通过按键设置手动/自动运行方式。假设一个十字路口为东西南北走向。a、自动运行方式：状态1：南北绿灯通车，东西红灯，延时20秒，转为状态2。状态2：南北绿灯闪3次转为黄灯亮，东西仍然为红灯，延时2秒，再转为状态3。状态3：东西绿灯通车，南北红灯，延时20秒，转状态4。状态4：东西绿灯闪3次转为黄灯亮，南北仍然为红灯，延时2秒，再转为状态1。b、手动运行方式：按南北通行键：南北黄灯亮2秒转为绿灯通车，东西红灯。按东西通行键：东西黄灯亮2秒转为绿灯通车，南北红灯。第一部分 硬件设计部分1、 方案设计与论证显示界面方案： 采用数码管和点阵LED相结合的方法，因为实际既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实状况，用数码管与LED分别显示时间和提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。主控制方案：采用STC89C51RC单片机作为控制器，控制通行倒计时及左拐、右拐、直行指示采用单块共阳数码管显示器。这种方案设计占用单片机的端口最少，硬件也少。耗电也最小。 2、 硬件组成部分及功能1.时钟电路部分MCS-51微控制器片内有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。把这两个引脚与作为反馈器件的晶体或陶瓷谐振器连接，就构成了内部自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。2. 数码管显示部分CPU向字段输出口送出字形码时，所有显示器接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，所以我们就能自行决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的办法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。3.通行灯控制部分P1口接6个发光二极管和6个小电阻，当P1口的对应端子为低电平时，LED亮，即P1.0=0时，D1亮起。串接电阻是为了限流。当P1.0输出为高电平时，输出电压为5V，则流经D1的电流为0，D1不发亮。4.复位控制部分复位电路可在微控制器运行出错或进入死循环时，通过复位使系统重新运行。本系统用的是按键手动复位。5、总体设计框图总体设计图如图所示 第二部分 软件设计部分一、程序流程图程序流程图如图（6）所示键盘扫描手动/自动键盘扫描南北键东西通行启动定时器T0东西键开始初始化南北通行自动Y手动N图（6）二、交通灯控制系统主程序 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0BH LJMP T0_SUB ORG 001BH LJMP T1_SUB AU_MA EQU 20H.0;自动/手动 CA1 EQU 20H.1;状态标志 CA2 EQU 20H.2 CA3 EQU 20H.3 CA4 EQU 20H.4 CASE1 DATA 11110011B;东西红，南北绿 CASE2 DATA 11110101B;东西红，南北黄 CASE3 DATA 11011110B;东西绿，南北红 CASE4 DATA 11101110B;东西黄，南北红 N1 DATA 41H N2 DATA 42H N3 DATA 43H ORG 0100HMAIN: MOV N1,#00H MOV N2,#00H MOV N3,#00H MOV TMOD,#11H ;方式1 SETB ET1 SETB ET0 SETB EA MOV TH0,#3CH ;T0初值重装100ms MOV TL0,#0B0H MOV TH1,#09EH ;T1初值50MS MOV TL1,#58H MOV P1,#11101101B;初始东西南北黄灯亮 SETB AU_MA; 手动方式K_SCAN:MOV P2,#0FH JB P2.0,JAUNA LCALL DL100MS JB P2.0,JAUNA CPL AU_MA ;JAUNA: JNB AU_MA ,AUTO/*手动方式*MANUAL:CLR EA; JB P2.1,NEXT LCALL DL100MS JB P2.1,NEXT MOV P1,#11110101B;东西红，南北黄 LCALL DELAY2S MOV P1,#11110011B; 东西红，南北绿 LJMP K_SCANNEXT: JB P2.2,K_SCAN LCALL DL100MS JB P2.2,K_SCAN MOV P1,#11101110B;东西黄，南北红 LCALL DELAY2S MOV P1,#11011110B; 东西绿，南北红 LJMP K_SCAN /*自动方式* AUTO: MOV P1,#CASE1; 东西红，南北绿 SETB CA1; SETB TR0 SETB EA SJMP $/*显示程序*DISP: CLR P2.6 CLR P2.7 MOV A ,30H MOV B ,#10 DIV AB MOV 31H,A MOV A,#22 CLR C SUBB A,31H DA A MOV 31H,A ANL A,#0FH MOV DPTR,#DIS_CODE MOVC A,A+DPTR MOV SBUF,A; 发送个位 JNB TI,$ CLR TI MOV A,31H ANL A,#0F0H MOVC A,A+DPTR MOV SBUF,A ; 发送十位 JNB TI,$ CLR TI SETB P2.6 SETB P2.7 RET DIS_CODE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H ;数码管0,1,2,./*DELAY2S:MOV R7,#200DLY1: MOV R6,#250 DJNZ R6,$ DJNZ R7,DLY1 RET DL100MS:MOV R6,#250 DJNZ R6,$RET /*T0_INT*T0_SUB:INC N1 INC N2 MOV TH0,#3CH ;T0初值重装100ms MOV TL0,#0B0H /MOV TH0,#0FFH ;调试用 /MOV TL0,#0FDH MOV A,N1 CJNE A,#10,NE1 /CJNE A,#2,NE1;NE1: JC RETURN MOV 30H,N2 LCALL DISP MOV N1,#0 MOV A,N2 CJNE A,#200,NE2 /CJNEA,#4,NE2NE2: JC RETURN JNB CA2,JCA4 MOV P1,#CASE3 CLR CA2 SETB CA3 AJMP OUT JCA4: JNB CA4,J20S MOV P1,#CASE1; CLR CA4 SETB CA1 AJMP OUTJ20S: MOV A,N2 CJNE A,#200,NE3 /CJNE A,#6,NE3NE3: JC RETURN SETB TR1 MOV A,N2 CJNE A,#220,NE4 / CJNE A,#8,NE4;NE4: JC RETURN CLR TR1 JNB CA1,JCA3 MOV P1,#CASE2 CLR CA1 SETB CA2 AJMP OUTJCA3: JNB CA3,OUT MOV P1,#CASE4 CLR CA3 SETB CA4 OUT: MOV N2,#00H RETURN:RETI/*T1_INT*T1_SUB: INC N3 MOV TH1,#09EH ;T1初值50MS MOV TL1,#58H ;JNB CA1,JCAS3CPL P1.0AJMP NEX1 JCAS3: JNB CA3,RENT CPL P1.3 NEX1: MOV A,N3 CJNE A,#6,NE5NE5:JC RENT MOV N3,#00H RENT: RETI END三、安装与调试1.按电路原理图制板；2.各元器件的焊接；3.编写程序并将程序下载到芯片；4.接上电源，进行调试；在制好板后，应先通过目测检查外部的各种元件或电路是否有断点；然后用万用表测试。先用万用表复核目测中有疑问的连接点，再检测各种电源线与地线之间是否有短路现象；接下来加电检测，给板加电，检测所有的器件的电源端是否符合要求的值；最后是联机检查，因为只有用单片机开发系统才能完成对用户系统的调试。六、仿真过程与仿真结果系统仿真是通过对拥护程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。编辑程序后，查看程序是否有逻辑的错误。进行仿真后，经过调试与修改，所制电路板与所编写程序均符合实训要求，能正常运行，并且实现东西方向20秒通行（绿灯亮）同时南北方向禁行（红灯亮），接着2秒中黄灯闪烁后南北方向20秒通行（绿灯亮），同时东西方向禁行（红灯亮）的设计目标。七、结论与心得通过对本门课程的学习，让我对用单片机控制电路和单片机在现实生活中的重要作用有了很深的了解。课堂上老师讲解的知识在我们与课程同步的实训中得到了巩固和提高，通过这次的课程设计更是升华了我们平时学习中所获得的知识。我发现这项技术在我们以后的工作和学习中将起到很大的作用，会让我们对单片机在生产生活中的作用有更深的了解和瞭望。课程设计要求我们立足实际，观点新颖，多些创新，尽量满足现实情况的前提下开动脑筋，大胆别致的作出更好的作品。经过一个星期的研