单片机课程设计格式.doc

理学院School of Sciences单片机原理与应用课程设计报告学生姓名：杨易学生学号：200901100所在班级： 电子091所在专业：电子信息科学与技术实习成绩总评第一项第二项基于单片机的交通灯控制器设计摘要：利用89C51，外接晶振，按钮开关以及复位电路和数码管等做一个交通灯电路。通过延时的时间，控制通行的时间。另外增加了签合同电路，利用强通按钮来实现路况临时的通行。1 引言近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。本系统采用MSC-51系列单片机来设计交通灯控制器，实现了各方向车辆、行人轮流通行的功能，此外还设置人性化倒计时显示。同时还具有南北、东西方向强制通行功能。各方向红绿等由P3口控制，倒计时显示数码管由P1和p2口控制，强通靠中断来实现。系统中用到74LS47来驱动LED灯和数码管显示。2 总体设计方案2.1 设计思路2.1.1 一般情况下，各个路口的交通灯都是四个路口的。分为东西南北方向。其中东西方向的显示是一致，南北方向的显示是一致的。该电路采用倒计时显示采用静态显示，直接由I/O接口输出给对应数码管。2.1.2 在输出显示上采用数码管现实。即：开始在东西方向上显示绿灯时，设定为25s的情况下，南北为28s倒计时显示。经过25s后，东西方向的显示变为绿灯灭，黄灯亮，时间是3s，而此时南北仍为红灯显示。3s过后，东西方向显示红灯儿南北方向显示绿灯。如此循环，实现道路交通的流通。2.2设计方框图强通电路89C51单片机LED复位电路驱动数码管显示晶振电路图1总体方框图由于单片机体积小，价格便宜，而且功能强大。所以比模拟电路更加功能强大和方便，受到越来越多的重视。因此用单片机做出来的电路体积小，并且功耗小。笨系统就是处于以上功能的考虑所以采用单片机来完成笨电路的制作，把外围电路直接和单片机芯片相连接，省去了不少的外围器件。使整体的造价相对降低。另外，节省了版的空间，使制成的成品体积小，造价底。真正达到了以最小的代价实现了所需要的功能。3 设计原理分析3.1 强通电路的设计如下图所示，INT0（南北强通），INT1(东西强通)分别接一开关按钮到地，当按下其总某一开关时，向CPU发出中断请求，CPU转而执行相对应的中断程序，从而实现强制通行。在强通结束后，只需按下RESET键即可复位，单片机从新正常工作。南北中断程序为：SETB EA 图2 强通电路图SETB EX0SETB EX1；开启中断0和中断1ORG 0003HMOV P1,#35H；南北方向绿灯，东西方向红灯MOV P2,#88H；倒计时显示88AJMP $RETI东西方向强通子程序只需将入口地址改为0013H，MOV P1,#35H改为MOV P1,#2EH即可。 3.2复位电路的设计复位是单片机的初始化操作。单片机启运运行时，都需要先复位，其作用是使CPU和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部电路才能实现。该复位电路采用按键电平复位式复位电路。当单片机已在运行当中时，按下复位键K后松开，在复位引脚（9脚）脚持续出现24个振荡器脉冲周期（即2个机器周期）的高电平信号将使单片机复位。也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。如图3所示图3 复位电路图4 震荡电路3.3 震荡电路的设计时钟电路为单片机产生时序脉冲，单片机所有运算与控制过程都是在统一的时序脉冲的驱动下的进行的，如果单片机的时钟电路停止工作（晶振停振），那么单片机也就停止运行了。当采用内部时钟时，连接方法如下图所示，在晶振引脚XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）引脚之间接入一个12MHZ晶振，两个引脚对地分别再接入一个电容即可产生所需的时钟信号，电容的容量为30PF。如图4所示3.4 LED显示电路显示电路为对外输出的显示，分别采用红，黄，绿发光二极管来代替三种颜色的灯。笨电路采用静态显示方式，各位数码管的共阴极连接在一起。该电路可以独立显示，只要在该位的断选线上保持段暄，选码电平，就可以保持相应的显示字符。由于各位的分别由一个8位输出口控制选段码，故在通一时间里，每一位显示的字符可以不相同。 图5 LED显示电路段数码管引脚图七段数码管引脚图数码管常识：a、段及小数点上加限流电阻b、使用电压：段：根据发光颜色决定； 小数点：根据发光颜色决定c、使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 4-5mA 峰值电流 100mA上面这个只是七段数码管引脚图，其中共阳极数码管引脚图和共阴极的是一样的4总结与体会通过的对单片机学习与应用，使我对电子元件制作工艺与调试有一定的感性和理性认识，打好了日后学习电子技术课的基础。同时该设计使我对一块电路板的生产过程有了比较全面的了解，获得了的实际生产知识和装配技能，培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力，在这次单片机课程设计中我学到了许多新的知识，使我学习电子技术的兴趣更加浓厚，并使我的大学生活更加充实。感谢各位老师的精心耐心的指导，衷心的谢谢！参考文献：1 李朝青.单片机原理及接口技术.M.北京：北京航空航天大学出版社，20052 叶挺秀.应用电子学.M.杭州：浙江大学出版社，19943朱承高.电工及电子技术手册M.北京：高等教育出版社，19904阎石.数字电子技术基础(第三版).北京：高等教育出版社，19895万光毅.单片机实验与实践教程.北京：北京航空航天大学出版社，2006年，第二版附录一 交通灯总电路图附录二 程序流程图开始初始化南北绿，东西红南北25S倒计时南北黄，东西红南北25S倒计时南北显示25S东西显示28S延时1S南北显示24S东西显示27S延时1S3S显示倒计时南北红东西绿东西25S倒计时南北红东西黄3s倒计时南北1s东西4s延时1s返回单片机上电后，从0000H开始执行，程序直接跳往主程序。在主程序中，首先对单片机进行初始化，初始化包括开启中断服务，并打开中断0、中断1，以便按下强通按钮后可以跳转到中断程序。然后执行程序主体，先为P1口赋值，使南北方向绿灯，东西方向红灯亮，再调用延时1子程序。延时1子程序采用循环与查表指令每隔一秒为P2口赋值一次，从而显示出从25递减的倒计时。当倒计时为5时，返回主程序并调用南北绿灯黄东西绿子程序。再P2口赋值使倒计时显示04，以便显示除由3到1的倒计时显示。，南北各通行25s，由跳转指令使程序跳往程序主体开始地址，循环执行程序主体。9附录三 程序清单NB EQU P1DX EQU P2ORG 0000HLJMP KAISHIORG 0003LJMP ZD1ORG 0013HLJMP ZD2KAISHI: SETB EASETB EX0SETB EX1SETB P3.0SETB P3.1SETB P3.4SETB P3.5SETB P3.6SETB P3.7LOOP: SETB P3.7SETB P3.0CLR P3.1CLR P3.5LCALL Y1 SETB P3.1CLR P3.4LCALL YANSHI2SETB P3.4SETB P3.5CLR P3.0CLR P3.6LCALL Y2SETB P3.6CLR P3.7LCALL YANSHI2LJMP LOOPY1:MOV DX,#28HMOV NB,#25HLCALL MIAOMOV DX,#27HMOV NB,#24HLCALL MIAOMOV DX,#26HMOV NB,#23HLCALL MIAOMOV DX,#25HMOV NB,#22HLCALL MIAOMOV DX,#24HMOV NB,#21HLCALL MIAOMOV DX,#26HMOV NB,#20HLCALL MIAOMOV DX,#25HMOV NB,#19HLCALL MIAOMOV DX,#21HMOV NB,#18HLCALL MIAOMOV DX,#20HMOV NB,#17HLCALL MIAOMOV DX,#19HMOV NB,#16HLCALL MIAOMOV DX,#18HMOV NB,#15HLCALL MIAOMOV DX,#17HMOV NB,#14HLCALL MIAOMOV DX,#16HMOV NB,#13HLCALL MIAOMOV DX,#15HMOV NB,#12HLCALL MIAOMOV DX,#14HMOV NB,#11HLCALL MIAOMOV DX,#13HMOV NB,#10HLCALL MIAOMOV DX,#12HMOV NB,#09HLCALL MIAOMOV DX,#11HMOV NB,#08HLCALL MIAOMOV DX,#10HMOV NB,#07HLCALL MIAOMOV DX,#09HMOV NB,#06HLCALL MIAOMOV DX,#08HMOV NB,#05HLCALL MIAOMOV DX,#07HMOV NB,#04HLCALL MIAOMOV DX,#06HMOV NB,#03HLCALL MIAOMOV DX,#05HMOV NB,#02HLCALL MIAOMOV DX,#04HMOV NB,#01HLCALL MIAO RETY2:MOV NB,#28HMOV DX,#25HLCALL MIAOMOV NB,#27HMOV DX,#24HLCALL MIAOMOV NB,#26HMOV DX,#23HLCALL MIAOMOV NB,#25HMOV DX,#22HLCALL MIAOMOV NB,#24HMOV DX,#21HLCALL MIAOMOV NB,#23HMOV DX,#20HLCALL MIAOMOV NB,#22HMOV DX,#19HLCALL MIAOMOV NB,#21HMOV DX,#18HLCALL MIAOMOV NB,#20HMOV DX,#17HLCALL MIAOMOV NB,#19HMOV DX,#16HLCALL MIAOMOV NB,#18HMOV DX,#15HLCALL MIAOMOV NB,#17HMOV DX,#14HLCALL MIAOMOV NB,#16HMOV DX,#13HLCALL MIAOMOV NB,#15HMOV DX,#12HLCALL MIAOMOV NB,#14HMOV DX,#11HLCALL MIAOMOV NB,#13HMOV DX,#10HLCALL MIAOMOV NB,#12HMOV DX,#09HLCALL MIAOMOV NB,#11HMOV DX,#08HLCALL MIAOMOV NB,#10HMOV DX,#07HLCALL MIAOMOV NB,#09HMOV DX,#06HLCALL MIAOMOV NB,#08HMOV DX,#05HLCALL MIAOMOV NB,#07HMOV DX,#04HLCALL MIAOMOV NB,#06HMOV DX,#03HLCALL MIAOMOV NB,#05HMOV DX,#02HLCALL MIAOMOV NB,#04HMOV DX,#01HLCALL MIAO RETYANSHI2:MOV P1,#03HMOV P2,#03HLCALL MIAOMOV P1,#02HMOV P2,#02HLCALL MIAO MOV