交通灯汇编语言课程设计.doc

课程设计 题 目 名 称 交通灯系统设计 课 程 名 称 单片机 学 院 信息学院 专 业 电子信息科学与技术 班 级 姓 名 学 号 指 导 教 师 2012年12月 一、设计内容及要求假设一个十字路口为东西南北走向。开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程。扩展部分：用LED数码管显示时间、紧急情况下全部红灯时间暂停、行人闯红灯报警、车流量计数设计要求有具体的硬件电路和软件实现，方案切实可行，使用简单方便。二、设计原始资料单片机实验十八-交通灯控制实验；为我们开始完成相应的单片机设计提供了思路。利用系统提供的双色LED显示电路。单片机实验九-串行静态数码显示实验使用四只74LS164组成四位静态数码管显示电路，在数码管上滚动显示“0”到“F”十六进制字符。三、设计完成后提交的文件和图表1计算说明书部分说明具体实现过程，方案等，相关计算等2图纸部分：相关电路原理图、软件流程图、系统框图和源程序等五、主要参考资料 李念强 王玉泰 张鲁 张羽.单片机原理及应用机械工业出版社 童诗白 华成英 .模拟电子技术基础（第四版）.高等教育出版社 目录一、设计任务与要求.11、设计任务与要求的分析1二、软件设计21、显示原理22、计数器初值计算23、每秒钟的设定24、控制系统、时间显示模块3三、硬件电路设计51、74LS164的应用52、LED显示器件工作原理 5四、安装与调试5五、结论与心得7六、参考文献7附录：1、源程序2、系统原理图摘 要本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、数码管显示、交通灯演示系统组成。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、信号灯闪烁、信号灯颜色分时亮、分时段调整信号灯的点亮时间、紧急情况、车流量等功能。同时给出了软硬件设计方法,设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤， 关键词：AT80C51单片机、交通灯控制系统、定时循环、数码管显示、延时。一、设计任务与要求假设一个十字路口为东西南北走向。开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程。扩展部分：用LED数码管显示时间、紧急情况下全部红灯时间暂停、行人闯红灯报警、车流量计数。1、设计任务与要求的分析对于具体过程的分析：东西南北红灯（2S）东西绿南北红（20S）东西绿灯闪烁（3S）东西黄灯亮（1S）南北绿灯亮（20S）南北绿灯闪烁（3S）南北黄灯亮（2S）.上述思路可分为两个循环：一个是在南北绿灯亮之前，南北红灯一直亮着（25S）随后是南北灯亮的过程中东西红灯一直亮着（25S）。分别用数码管定时20S，25S记录红灯和绿灯持续时间。25秒后南北方向的持续情况与东西对调这样就完成了一次整体循环。二、软件设计1、显示原理交通信号灯控制逻辑如下：假设一个十字路口为东西南北走向。开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,延时一段时间后,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,延时一段时间后,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程。静态数码管显示电路由四只74LS164、四只共阴极LED数码管组成。输入只有两个信号，它们是串行数据线DIN和移位信号CLK。四只74LS164首尾相连，每只74LS164的并行输出作为LED数码管的段码。双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起，共用负极，当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。2、计数器初值计算该实验采用定时/计数器T0定时，循环一秒的子程序。首先采用定时50ms，然后再计数20次的方法实现。（1）T0工作在定时方式1时，控制字TMOD配置：M1M0=01,GATE=0,C/T=0，可取方式控制字01H.（2）计算计数初值X：晶振为12MHz，所以机器周期1us。计算后将3CH送入TH0中，0E1H送入TL0中。2、计数器初值计算该实验采用定时/计数器T0定时，循环一秒的子程序。首先采用定时50ms，然后再计数20次的方法实现。（1）T0工作在定时方式1时，控制字TMOD配置：M1M0=01,GATE=0,C/T=0，可取方式控制字01H.（2）计算计数初值X：晶振为12MHz，所以机器周期1us。计算后将3CH送入TH0中，0E1H送入TL0中。3、控制系统、时间显示模块源程序如下： DISPLAY: ;数码显示MOV A, SECOND1;东西秒寄存器MOV B, #10;拆成两个10进制数DIV ABMOV DBUF+1,AMOV A,BMOV DBUF, AMOV A, SECOND2MOV B, #10 ;16进制数拆成两个10进制DIV ABMOV DBUF+3, AMOV A,BMOV DBUF+2, AMOV R0,#DBUFMOV R7,#4DP10:MOV DPTR,#LEDMAPMOV A,R0MOVC A,A+DPTRMOV R1,AINC R1DJNZ R7,DP10MOV R0,#TEMPMOV R1,#4DP12:MOV R7,#8MOV A,R0DP13:RLC AMOV DIN,CCLR CLKSETB CLKDJNZ R7,DP13INC R0DJNZ R1,DP12RETLEDMAP: DB 3FH,6,5BH,4FH,66H,6DH ;0，1，2，3，4，5DB 7DH,7,7FH,6FH,77H,7CH ;6，7，8，9，A，BDB 58H,5EH,7BH,71H,0,40H ;C，D，E，F， , -三 硬件电路设计1、74LS164的应用对于74IS164，我们用来联系单片机与数码管，将单片机的P1.6与P1.7口输出信号显示在数码管中。2、LED数码管显示器件工作原理即为我们选择的led工作原理图。P10同时接G1、G3；P11同时接R1、R3；P12同时接G2、G4；P13同时接R2、R4；P16、P17分别接静态数码显示的DIN、CLK。四安装与调试1）系统各跳线器处在初始设状态。P2.1同时接G1、G3；P11同时接R1、R3；P12同时接G2、G4；P13同时接R2、R4；P16、P17分别接静态数码显示的DIN、CLK。2）启动PC机，打开Keil uVision4软件，加载程序，编译，下载，运行。3）开启protues观察十字路口交通灯效果 可见开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮（4）车流量计数（用开关代替红外设备进行模拟）（5）闯红灯报警系统（用开关代替红外设备进行模拟）五、结论与心得通过这次课程设计，加深了对很多知识的理解，自己做一个东西的时候，才会知道理论与实际的差别。这过对交通灯的设计，也学到了很多原来不熟悉或没有掌握好的知识，像查询及其数码管的应用。对于肯本上的指令理解的更深入了，原来没有记住的指令，通过这次设计，都能熟悉的运用。 通过这次设计，自己更学到了一些书本之外的知识。六、参考文献李念强 王玉泰 张鲁 张羽.单片机原理及应用机械工业出版社 童诗白 华成英 .模拟电子技术基础（第四版）.高等教育出版社附录源程序 SECOND1 EQU 30H ;南北秒寄存器 SECOND2 EQU 31H ;东西秒寄存器 DBUF EQU 40H ;显示缓冲1 TEMP EQU 44H ;显示缓冲2 SAVE EQU 45H LED_G1 BIT P2.1 ;东西绿灯 LED_R1 BIT P2.3 ;东西红 LED_G2 BIT P2.4 ;南北绿灯 LED_R2 BIT P2.6 ;南北红灯 LED_Y1 BIT P2.2 ;东西黄 LED_Y2 BIT P2.5 ;南北黄 DIN BIT P1.6 ;串行显示数据 CLK BIT P1.7 ;串行显示时钟ORG 0000H LJMP START ORG 0100HORG0003H LJMP DENSTART: LCALL STATE0 ;调用状态0 MOV SECOND1,#00 ;南北秒显示初值25S MOV SECOND2,#00 ;东西秒显示初值20S LCALL DISPLAY LCALL DELAY ;调用延时 MOV TMOD,#01H ;置T0工作方式1 MOV TH0, #3CH ;置T0定时初值50mS MOV TL0, #0B0H SETB EX0 SETB EA SETB TR0 LOOP: MOV R2,#20 ;置1S计数初值 50mS*20=1S MOV R3,#20 ;红灯20S LCALL ADD_DEC MOV SECOND1,#25 ;南北秒显示初值25S MOV SECOND2,#20 ;东西秒显示初值20S LCALL DISPLAY MOV A,R2 /SUBB A,#5 /MOV R3,A /MOV R6,A LCALL STATE1 ;调用状态1WAIT1: JNB TF0,WAIT1 ;查询50mS到否 CLR TF0 MOV TH0, #3CH ;恢复T0定时初值50mS MOV TL0, #0B0H SETB TR0 ;启动T0 DJNZ R2,WAIT1 ;判1S到否?未到继续状态1 MOV R2,#20 ;置50mS计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT1 ;状态1维持20SMOV R2,#5 ;置20mS计数初值 5*4=20 MOV R3,#3 ;绿灯闪3S MOV R4,#4 ;闪烁间隔200mS MOV SECOND1,#5 ;东西秒显示初值5S MOV SECOND2,#5 ;南北秒显示初值5S LCALL DISPLAYWAIT2: LCALL STATE2 ;调用状态2 JNB TF0,WAIT2 ;查询50mS到否 CLR TF0 MOV TH0, #3CH ;恢复T0定时初值50mS MOV TL0, #0B0H DJNZ R4,WAIT2 ;判200mS到否?未到继续状态2 CPL LED_G1 ;东西绿灯闪 MOV R4,#4 ;闪烁间隔200msDJNZ R2,WAIT2 ;判1S到否?未到继续状态2 MOV R2,#5 ;置50mS计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT2 ;状态2维持3SMOV R2,#20 ;置1S计数初值 MOV R3,#2 ;黄灯2S MOV SECOND1,#2 ;东西秒显示初值2S MOV SECOND2,#2 ;南北秒显示初值2S LCALL DISPLAYWAIT3: LCALL STATE3 ;调用状态3 JNB TF0,WAIT3 ;查询30mS到否 CLR TF0 MOV TH0, #3CH ;恢复T0定时初值50mS MOV TL0, #0B0H DJNZ R2,WAIT3 ;判1S到否?未到继续状态3 MOV R2,#20 ;置1S计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT3 ;状态3维持2SMOV R2,#20 ;置50mS计数初值 MOV R3,#20 ;红灯20S MOV SECOND1,#20 ;东西秒显示初值25S MOV SECOND2,#25 ;南北秒显示初值25S LCALL DISPLAY LCALL STATE4 ;调用状态4WAIT4: JNB TF0,WAIT4 ;查询50mS到否 东西红灯SETB P1.3 CLR TF0 MOV TH0, #3CH ;恢复T0定时初值50mS MOV TL0, #0B0H SETB TR0 DJNZ R2,WAIT4 ;判1S到否?未到继续状态4 MOV R2,#20 ;置50mS计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT4 ;状态4维持20SCLR P1.3 MOV R2,#5 ;置20mS计数初值 5*4=20 MOV R4,#4 ;闪烁间隔200mS MOV R3,#3 ;绿灯闪3S MOV SECOND1,#5 ;东西秒显示初值5S MOV SECOND2,#5 ;南北秒显示初值5S LCALL DISPLAY WAIT5: LCALL STATE5 ;调用状态5 JNB TF0,WAIT5 ;查询50mS到否 CLR TF0 MOV TH0, #3CH ;恢复T0定时初值100mS MOV TL0, #0B0H DJNZ R4,WAIT5 ;判200mS到否?未到继续状态5 CPL LED_G2 ;南北绿灯闪 MOV R4,#4 ;闪烁200mS DJNZ R2,WAIT5 ;判1S到否?未到继续状态5 MOV R2,#5 ;置100mS计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT5 ;状态5维持3S MOV R2,#20 ;置50mS计数初值 MOV R3,#2 ;黄灯2S MOV SECOND1,#2 ;东西秒显示初值2S MOV SECOND2,#2 ;南北秒显示初值2S LCALL DISPLAYWAIT6: LCALL STATE6 ;调用状态6 JNB TF0,WAIT6 ;查询100mS到否 CLR TF0 MOV TH0, #3CH ;恢复T0定时初值100mS MOV TL0, #0B0H DJNZ R2,WAIT6 ;判1S到否?未到继续状态6 MOV R2,#20 ;置100mS计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT6 ;状态6维持2SLJMP LOOP ;大循环 STATE0: ;状态0MOV P1,#0CLR LED_G1CLR LED_Y1SETB LED_R1 ;东西红灯亮CLR LED_G2CLR LED_Y2SETB LED_R2 ;南北红灯亮RETSTATE1: ;状态1SETB LED_G1 ;东西绿灯亮CLR LED_Y1CLR LED_R1CLR LED_Y2CLR LED_G2SETB LED_R2 ;南北红灯亮RETSTATE2: ;状态2CLR LED_R1CLR LED_G2SETB LED_R2 ;南北红灯亮RETSTATE3: ;状态3SETB LED_Y1 ;东西黄灯亮 CLR LED_G1CLR LED_R1CLR LED_G2CLR LED_Y2SETB LED_R2 ;南北红灯亮RETSTATE4: ;状态4CLR LED_Y1CLR LED_G1SETB LED_R1 ;东西红灯亮SETB LED_G2 ;南北绿灯亮CLR LED_Y2CLR LED_R2RETSTATE5: ;状态5CLR LED_G1CLR LED_Y1CLR LED_Y2SETB LED_R1 ;东西红灯亮CLR LED_R2RETSTATE6: ;状态6SETB LED_Y2 ;南北黄灯亮CLR LED_R2CLR LED_G2CLR LED_G1CLR LED_Y1SETB LED_R1 ;东西红灯亮RETDISPLAY: ;数码显示 MOV A, SECOND1 ;东西秒寄存器 MOV B, #10 ;16进制数拆成两个10进制数 DIV AB MOV DBUF+1,A MOV A,B MOV DBUF, AMOV A, SECOND2 ;南北秒寄存器 MOV B, #10 ;16进制数拆成两个10进制数 DIV AB MOV DBUF+3, A MOV A,B MOV DBUF+2, AMOV