单片机交通灯课程设计报告.doc

单片机交通灯课业程设计报告一、引言一个城市交通的发达，标志着城市的发达，因此交通的管理显得越来越重要。对于负载的城市交通系统，为了确保安全，保证正常的交通秩序，十字路口的信号系统必须按照一定的规律变化，以便于车辆和行人能顺利地通过十字路口。二、课程设计的目的和意义（1） 通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。（2） 掌握定时器，外部中断的设置和编程原理设计简单的计时器系统，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义。（3） 能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。三、设计任务及要求任务：设计一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统。要求：利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并用LED灯显示倒计时间，最重要的是还可以根据路况调节时间的长短，保证路段有效率，正常通车。在夜间时，路段较少车运行路段，交通灯黄灯闪烁，停止运行。四、详细设计1. 系统总体方案设计人行道人行道人行道 人行道 图1 路况图 首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口如上图所以，为东南西北走向。初始状态0为东西南北都红灯亮。然后转状态1东西绿灯通车，南北红灯亮。过一段时间后，转状态2，东西绿灯灭，黄灯闪几下，南北还是红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯亮。过一段时间后转状态4，南北绿灯灭，闪几个黄灯，东西还是为红灯亮，一段时间后，又循环至状态1。列出交通信号灯的状态表如下：（其中，1代表灯亮，0代表灯灭）状态北西南东绿黄红绿黄红绿黄红绿黄红00010010010011001100001100200101000101031000011000014010001010001 表12. 系统各部分详细设计（1）硬件设计a. 总体电路设计 图2 总体电路b. 中断功能选择设计 图3 中断电路c. 时钟电路设计 图4 时钟电路晶振频率为12MHz，提供89C51时钟脉冲，使89C51工作。d. 复位电路设计 图5 复位电路 复位电路是单片机初始化，使单片机重新开始执行程序。当复位开关RST由低电平变为高电平，则程序重新开始执行。 e数码管显示电路及二极管发光电路设计 图6 数码管显示电路及二极管发光电路（2）软件设计（2）软件设计 a. 主电路设计 MAIN: MOV A,#0FFH MOV P0,A ；P0口初始化 MOV P1,A ；P1口初始化MOV P2,A ；P2口初始化SETB IT0 SETB IT1 MOV IE,#85H ；中断初始化SJMP $ b. 交通灯不工作时程序（中断） INT0PRO: NOP LOOPH: CPL P0.1 CPL P0.4 LCALL DELAY1S SJMP LOOPH RETIc. 交通灯正常工作时程序 INT1PRO: NOP LCALL TS LOOPW: MOV GREEN,55H MOVYELLOW,#3 MOV RED,53H CLR P0.0 CLR P0.5 LOOP1:LCALL SMG LCALL DELAY1S DJNZ GREEN,LOOP1 SETB P0.5 LOOP2:LCALL SMG CPL P0.4 LCALL DELAY50 CPL P0.4 LCALL DELAY50 DJNZ YELLOW,LOOP2MOV A,#0FFH MOV P0,A MOV GREEN,55H MOV YELLOW,#3 MOV RED,53H CLR P0.2 CLR P0.3 LOOP3: LCALL SMG LCALL DELAY1S DJNZ GREEN,LOOP3 SETB P0.2 LOOP4: LCALL SMG CPL P0.1 LCALL DELAY50 CPL P0.1 LCALL DELAY50 DJNZ YELLOW,LOOP4 SJMP LOOPW RETId. 调时子程序 TS: MOV A,#0TS1: JB P3.4,START LCALL DELAY50S ADD A,#10 MOV 54H,A MOV B,#10 DIV AB MOV DPTR,#DAT MOVC A,A+DPTR MOV P1,A MOV A,B MOV DPTR,#DAT MOVC A,A+DPTR MOV P2,A MOV A,54HSTART: JNB P3.5,OVER LJMP TS1OVER: MOV 53H,A SUBB A,#3 MOV 55H,A RET五、调试与实物制作 在本次实验中，硬件没有出太多的问题，软件方面主要是调时子程序出现了一些问题。经过我一次次的调试，最终成功。六、课程设计小结 通过上个学期对单片机的学习，以及单片机的课程设计，让我对单片机有了更多的认识，并掌握了一定的设计思想和硬件安装分析调试技巧。本次设计中做的是交通灯控制系统，系统是以单片机 芯片为核心部件，实现了能根据计时器和中断器通过 芯片设置红，黄，绿灯点亮时间的功能。另外本次课程设计不但进行了程序的编写调试和设计报告的整理，更重要的是，很好的培养和锻炼了我的动手能力，提高了分析软硬件之间的差别和联系的技巧。这不仅对我以后的学习有帮助，还可以为以后的工作打下一定的基础。此次软硬件结合的设计要求，充分调动了我的积极性，对硬件的设计是最难忘的；调试硬件对设计者来说是很有意义的，更能考验设计者的耐心与毅力。当然硬件需要软件结合，改变硬件后只要稍改程序就可以实现相同的功能要求。更可以通过本次的设计把设计思想应用到更大的系统控制设计中。软硬件结合使我真正认识到了理论与实际的区别，这在以后的工作和学习中给予我更好的提示，注重理论与实际相结合，注重分析选择解决问题的思路和方法，注重设计方案的分析选择和设计思想的分析选择。总之，让我受益匪浅。七参考文献 （1）李广弟 单片机原理 北京航空航天大学出版社 （2）张毅刚 单片机原理及接口技术 哈尔滨工业大学出版社 （3）范力旻 单片机原理及应用技术 电子工业出版社 （4）楼然苗 李光飞 51系列单片机设计实例 北航出版社 附录A 元器件清单89C51单片机，共阳极数码管2，开关5发光二极管（黄）4，（红）4，（绿）4USB接口，12MHz晶振30pF电容2，10uF电解电容10K电容2, 4.7K电阻,1K电阻6附录B 程序清单GREEN EQU 50RED EQU 51YELLOW EQU 52ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP INT0PROORG 0013HLJMP INT1PROMAIN: MOV A,#0FFH MOV P0,A MOV P1,A MOV P2,A SETB IT0 SETB IT1 MOV IE,#85HSJMP $ INT0PRO: NOP LOOPH: CPL P0.1 CPL P0.4 LCALL DELAY1S SJMP LOOPH RETIINT1PRO: NOP LCALL TS LOOPW: MOV GREEN,55H MOVYELLOW,#3MOV RED,53HCLR P0.0CLR P0.5 LOOP1:LCALL SMG LCALL DELAY1SDJNZ GREEN,LOOP1SETB P0.5 LOOP2:LCALL SMG CPL P0.4LCALL DELAY50CPL P0.4LCALL DELAY50DJNZ YELLOW,LOOP2MOV A,#0FFHMOV P0,AMOV GREEN,55HMOV YELLOW,#3MOV RED,53HCLR P0.2CLR P0.3 LOOP3: LCALL SMG LCALL DELAY1SDJNZ GREEN,LOOP3SETB P0.2 LOOP4: LCALL SMG CPL P0.1LCALL DELAY50CPL P0.1LCALL DELAY50DJNZ YELLOW,LOOP4SJMP LOOPWRETI DELAY1S: MOV R0,#10 DELAY2: MOV R1,#99 DELAY1: LCALL DLY DJNZ R1,DELAY1DJNZ R0,DELAY2RET DLY: PUSH 00H PUSH 01HMOV R0,#4 DLY0: MOV R1,#81 DLY1: NOP DJNZ R1,DLY1DJNZ R0,DLY0POP 01HPOP 00HRET DELAY50: MOV R6,#228 LOP2: MOV R7,#0FFH LOP1: NOP NOPNOPNOPDJNZ R7,LOP1DJNZ R6,LOP2RET DELAY50S: MOV R2,#1 LOP2S: MOV R3,#0FFH LOP1S: NOPNOPDJNZ R3,LOP1DJNZ R2,LOP2RET SMG: MOV A,RED MOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#DATMOVC A,A+DPTRMOV P1,AMOV A,B MOV DPTR,#DATMOVC A,A+DPTRMOV P2,ADEC REDRETTS: MOV A,#0TS1: JB P3.4,START LCALL DELAY50S ADD A,#10MOV 54H,AMOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#DATMOVC A,A+DPTRMOV P1,AMOV