单片机proteus仿真设计交通灯(汇编语言).doc

课程设计成果说明书题 目 ：城市交道口交通灯控制系统姓 名： 学 号： 学 院： 班 级： 指导教师： 年 月 日一、 任务：设计并制作一个城市交道口交通灯控制糸统二、 要求：根据下图交道口模型，装上交通灯。交道口模型如图所示。交通灯控制规则如下：1）每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。2）共有四种通行方式： 车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。 南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1分钟。 东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。 东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为1分钟。3）在通行结束前10秒钟，绿灯闪烁直至结束。1, 基本部分：按照上述控制要求，用发光二极管代替交通灯，用PROTEUS绘制电路图，并仿真调试实现之。2, 发挥部分： 1.有倒计时时间显示。2若交道口出现紧急情况，交警可将糸统设置成手动：全路口车辆禁行、行人通行。紧急情况结束后再转成自动状态。3当有119、120等特种车辆通过时，糸统自动转为特种车放行，其它车辆禁止状态。特种车辆通过15秒钟后，糸统自动恢复，用模型车演示。4其它自选措施。城市交道口交通灯控制系统1. 系统功能的确定功能一：可以实现红绿灯的转换以及控制路口的基本功能。功能二：有倒计时功能和最后十秒绿灯闪烁的功能。功能三：出现紧急情况时，可以警察手动控制特殊状态，并维持交通。功能四：119或120等特种车经过时，可转换成为特种车道行驶状态，并在情况消除后15秒，恢复原状。2. 方案论证2.1方案一：如下图所示，为proteus仿真图。其中，P1,P0端口的8位分别来控制东西，南北方向的红绿灯。且运用了4个74LS164的8位移位寄存器（串行输入，并行输出）来控制4个LED的数码显示，通过AT89C51单片机的P3.0,P3.1两个扩展端口来接4个并行连接的74LS164的DIN和CLK两个端口来显示倒计时的功能，这会产生乱码使得显示杂乱，而主程序以顺序执行为主，其中穿插着对P3.7的端口高低电平的测试和跳转语句来实现功能三，并且功能一、二在主程序中实现，没有功能四的的实现程序。所以，该方案可行却不完善，故不选用。2.2方案二：如下图所示，为proteus仿真图。其中，P0,P2端口的8位分别来控制东西，南北方向的红绿灯。而P1端口的P1.0P1.6来控制四个LED的码值显示，而P3.0P3.3这四位用来片选这四个LED。并且，依旧用P3.7高低电平来实现功能三的内容，并且考虑用P3.6的高低电平来实现功能四的内容。程序依旧与方案一相似，却可以消除显示乱码，程序杂乱，不易读写。所以，该方案可行却仍不完善，故不选用。2.3方案三：如下图所示，为proteus仿真图。如下页所示仿真图。其中，在方案二的基础上，将四个LED分开的显示器用两个一起的LED,并且运用动态扫描显示倒计时，而P0,P2端口的8位分别来控制东西，南北方向的红绿灯。而P1端口的P1.0P1.7来连接两个LED的数码管的AF,DP这8个接口处。P3.0,P3.1分别接每个LED的1，2接口处来控制数码管显示的高低位。顺次执行的主程序采用中断程序来实现，用P3.2,P3.3的电位变化分别来实现功能三，四。其中，这可以用跳变触发中断或电平触发中断来实现，主要是IT0,IT1置位就是跳变触发方式，置零就是电平触发方式。这样，软硬件对于该实验所要求的功能的实现均较易实现，而且程序较易编写和读取。所以，综上所述，最终选择方案三来进行实验。3.系统硬件的设计3.1主控制器的设计以及接口电路的设计（电路图及设计说明）该电路图的proteus仿真图即和方案三的一致，正常运行时如下所示：主要运用到的硬件是：一块AT89C51单片机，两个两段共阴LED显示器，SW1，SW2两个双掷开关以及32个发光二极管。其中，16个红色，16个绿色发光二极管，每两个为一组。若P0端口得电压输出电流不足以驱动LED，就利用上拉电阻使LED能正常工作，但不需电阻亦可。单片机晶振选用12MHz。4.系统软件的设计4.1程序的编写思想：本次实验设计的程序主要包含：主程序，两个中断程序，显示程序（显示程序里含延时1ms的程序）。具体见以下叙述。4.2主程序的设计主程序中，是顺次执行，从SETB P3.7开始运行南北方向为主的两个60秒，接着CLR P3.7再运行东西方向为主的两个60秒，接着P3.7重新置位，再次循环。流程图如下：4.3两个中断程序的设计两个中断程序分别靠双掷开关SW1和SW2控制高低电位而实现，中断程序START0和中断程序START1为了实现功能三和四。流程图如下： 4.4显示程序的设计流程图如下所示：该显示程序主要是为了实现倒计时的显示，先将存在SECOND内的数值从十六进制数转化为十进制，并存在DBUF，DBUF+1(即50H,51H)单元中，然后通过LEDMAP取出字形，并选通每个两段共阴LED的显示管的高，低位显示出来。5系统调试 5.1硬件调试设计小程序让发光二极管导通，点亮二极管，并向两段共阴LED显示管赋值，观察是否显示，调试到所有硬件设备均可正常即可。5.2软件调试主要是编程，以下是实现本次实验功能的程序：SECOND EQU 30H DBUF EQU 50H ORG 0000H LJMP START ORG 0003H LJMP START0 ORG 0013H LJMP START1START:MOV R7,#5 MOV SP,#60H SETB EA SETB EX0 SETB EX1 SETB IT0 SETB IT1 MOV TCON,#00H MOV TMOD,#01HMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HCLR TF0SETB TR0MOV A,#0FFHMOV P2,AMOV P0,A（以上程序主要是一些赋值程序，和定时器，中断等的开启，以及初始化红绿灯等）;*LOOPM: SETB P3.7 LJMP LOOPLOOPK: CLR P3.7LOOP:MOV R2,#20MOV R3,#10MOV SECOND,#60JNB P3.7,LP1LCALL STATE1LJMP Z1LP1: LCALL STATE4Z1: LCALL DISPLAY JNB TF0,Z1CLR TF0MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HDJNZ R2,Z1MOV R2,#20 DEC SECONDLCALL DISPLAYDJNZ R3,Z1（以上程序主要是通过对P3.7电位的高低来选择红绿灯的状态，状态一和四的选择）;*MOV R2,#20MOV R3,#40MOV SECOND,#50JNB P3.7,LP2LCALL STATE2LJMP Z2LP2: LCALL STATE5Z2: LCALL DISPLAY JNB TF0,Z2CLR TF0MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HDJNZ R2,Z2MOV R2,#20DEC SECONDLCALL DISPLAYDJNZ R3,Z2（以上程序主要是控制状态二和五的选择）;* MOV R2,#20MOV R3,#10MOV R4,#1MOV SECOND,#10Z3: LCALL DISPLAY JNB P3.7,LP3 LCALL STATE2 LJMP MM1LP3: LCALL STATE5 MM1: NB TF0,Z3CLR TF0MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HJNB P3.7,SS1MOV P2,#0BFHLJMP SS2SS1: MOV P0,#0BFHSS2:DJNZ R4,Z3 MOV R4,#1DJNZ R2,Z3MOV R2,#20DEC SECONDLCALL DISPLAYDJNZ R3,Z3（以上程序主要是控制状态二和五的转换选择，且绿灯闪烁）;* MOV R2,#20MOV R3,#50MOV SECOND,#60Z4: LCALL DISPLAY JNB P3.7,LP4 LCALL STATE3 LJMP MM2LP4: LCALL STATE6MM2:JNB TF0,Z4CLR TF0MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HDJNZ R2,Z4MOV R2,#20DEC SECONDLCALL DISPLAYDJNZ R3,Z4（以上程序主要是控制状态三和六的选择）;*MOV R2,#20MOV R3,#10MOV R4,#1MOV SECOND,#10Z5: LCALL DISPLAY JNB P3.7,LP5 LCALL STATE3 LJMP MM3LP5: LCALL STATE6MM3: JNB TF0,Z5CLR TF0MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HDJNZ R4,Z5MOV P1,#75HJNB P3.7,SS3MOV P2,#0EEHMOV P0,#0AEHLJMP SS4SS3: MOV P2,#0AEH MOV P0,#0EEHSS4:MOV R4,#1DJNZ R2,Z5MOV R2,#20DEC SECONDLCALL DISPLAYDJNZ R3,Z5JB P3.7,KKLJMP LOOPMKK:LJMP LOOPK（以上程序主要是控制状态三和六的选择，且绿灯闪烁，并长跳回去再循环开始）;*START0: ACALL DISPLAYACALL DISPLAYJB P3.2,K0PUSH ACCMOV A,P0PUSH ACCMOV A,P2PUSH ACC MOV P2,#0A9H MOV P0,#0A9HA0: JB P3.2,A1 ACALL DISPLAY LJMP A0A1: ACALL DISPLAYACALL DISPLAYJNB P3.2,A0POP ACCMOV P2,APOP ACCMOV P0,APOP ACCK0: RETI;*START1: ACALL DISPLAYACALL DISPLAYJB P3.3,K1PUSH ACCMOV A,P0PUSH ACCMOV A,P2PUSH ACCMOV A,R2PUSH ACCMOV A,R3PUSH ACCMOV A,SECONDPUSH ACC MOV P2,#56H MOV P0,#56HA2: JB P3.3,A3 ACALL DISPLAY LJMP A2A3: ACALL DISPLAYACALL DISPLAYJNB P3.3,A2MOV R2,#20MOV R3,#15MOV SECOND,#15A4: LCALL DISPLAY JNB TF0,A4CLR TF0MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0H DJNZ R2,A4MOV R2,#20 DEC SECONDLCALL DISPLAYDJNZ R3,A4POP ACCMOV SECOND,APOP ACCMOV R3,APOP ACCMOV R2,APOP ACCMOV P2,APOP ACCMOV P0,APOP ACCK1: RETI （以上两段程序主要实现了中断IT0和IT1） ;*STATE1:MOV P2,#99HMOV P0,#0AAHRETSTATE2: MOV P2,#95HMOV P0,#0AAHRETSTATE3:MOV P2,#66H MOV P0,#0A6HRETSTATE4: MOV P0,#99HMOV P2,#0AAHRETSTATE5: MOV P0,#95HMOV P2,#0AAHRETSTATE6: MOV P0,#66HMOV P2,#0A6HRET;* DISPLAY: （以下是显示程序及结束） MOV A,SECONDMOV B,#10DIV ABMOV DBUF,AMOV A,BMOV DBUF+1,AMOV R0,#DBUFMOV R1,#DBUF+1MOV DPTR,#LEDMAPDP: MOV A,R0MOVC A,A+DPTRMOV P1,ACLR P3.0ACALL DELAYSETB P3.0MOV A,R1MOVC A,A+DPTRMOV P1,ACLR P3.1ACALL DELAYSETB P3.1 DJNZ R7,DP MOV R7,#5 RETDELAY: MOV R6,#01H AA1: MOV R5,#0FFH AA: DJNZ R5,AA DJNZ R6,AA1 RETLEDMAP:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB 58H,5EH,7BH,71H,00H,40HEND(以上是状态一至六的赋值程序)5.3综合调试将程序在MedWen上运行以后，将产生的hex格式的文件加载到proteus仿真图上的AT89C51单片机上进行仿真实验。具体情况如下：5.3.1正常运行的状态：5.3.2实现功能三的状态：5.3.3实现功能四的状态：6指标测试通过5的调试和仿真以后，可以知道程序运行成功，效果不错。7. 总结成果经过两三个星期的努力，翻阅大量的资料和编程调试，最终得到了自我比较满意的运行结果，可能程序和仿真还有些许瑕疵，但是得到了所要求的功能以及良好的显示效果，所以，实验是比较成功的。这次的大工作量和编程的经历给了我很多的启示，有编程失败的沮丧和调试成功一霎那的欣喜若狂