单片机专业论文—《十字路口交通灯控制》.doc

单片机原理及应用课程设计报告 十字路口交通灯控制设计专 业： 电子信息工程 班 级： 0922 姓 名： 刘佳禹 学 号： 0930106203 一、实验目的1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解；1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法；1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。1.6通过仿真搭建和实物搭建相结合，交叉口交通灯控制器系统设计，并掌握编程操作。二、课程设计要求设计一个十字路口交通灯控制器。用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西方向的十字路口交通信号控制情况。东西向通行时间为80s，南北向通行时间为60s，缓冲时间为3s。三、实验原理 交通灯主要模块分别是显示模块，中断模块，串行通信模块，主要用到了计时器，P0口控制反相器，P1口接发光二极管模拟东南西北四个方向的红绿灯，P2口接数码管控制其显示的数值，P3口则选用第二功能的RXD，TXD作为串行通信的接受与发送数据端，编写相应程序。利用软件给交通灯附初始值，交通灯以初始值运行，当从串行控制端发来数据时，接受数据区域显示接收到的数据，并将其响应到单片机里，使交通灯计时初值改变为当前设定值，每次延时50MS的中断，每中断20次则为一秒，一秒后则控制显示的时间减一，以达到倒计时的目的。四、实验仪器、材料AT89C51芯片、共阳数码管、晶振、发光二极管、电解电容、陶瓷电容、按键、电阻、导线、万用表、面包板、烙铁焊锡等。五、硬件设计5.1 设计思想本实验主要有数码管、二极管同布显示；键盘扫描与录入；倒计时。依次进行仿真测试，然后将这些功能组合并调试，最终实现所有的功能。实验的流程图如下：5.2主要元器件介绍AT89C51 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。5.3 功能电路介绍实验电路图如下：六、 软件设计实验程序如下：#includecode unsigned char num=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;sbit P0_0=P00; sbit P0_1=P01; sbit P0_2=P02; sbit P0_3=P03;sbit P0_4=P04; sbit P0_5=P05;sbit P0_6=P06; sbit P0_7=P07;sbit P1_0=P10; sbit P1_1=P11;sbit P1_2=P12; sbit P1_3=P13;sbit P1_4=P14; sbit P1_5=P15; sbit P1_6=P16; sbit P1_7=P17; sbit P2_1=P21;void shortdelay()int i;for(i=1500;i0;i-);void longdelay()int i,j;for(i=200;i0;i-)for(j=20;j0;j-);char keyboard()char m,r=13;char i=0,j=0;P2=0x0f;if(P2!=0x0f)m=P2&0xff;switch(m)case 0x0e: i=0;break;case 0x0d: i=1;break;case 0x0b: i=2;break;case 0x07: i=3;break;P2=0xf0;if(P2!=0xf0)m=P2&0xff;switch(m)case 0xe0: j=0;break;case 0xd0: j=1;break;case 0xb0: j=2;break;case 0x70: j=3;break; if(i=0&j=0)r=0;if(i=0&j=1)r=1;if(i=0&j=2)r=2; if(i=0&j=3)r=3;if(i=1&j=0)r=4;if(i=1&j=1)r=5;if(i=1&j=2)r=6;if(i=1&j=3)r=7; if(i=2&j=0)r=8;if(i=2&j=1)r=9;if(i=2&j=2)r=10;if(i=2&j=3)r=11;if(i=3&j=0)r=12;if(i=3&j=1)r=13;if(i=3&j=2)r=14;if(i=3&j=3)r=15;return r;void show(char x1,char y1,char x2,char y2) P1_4=0;P1_5=0;P1_6=1;P1_7=0;P3=numx1;shortdelay();P1_4=0;P1_5=0;P1_6=0;P1_7=1;P3=numy1;shortdelay();P1_4=1;P1_5=0;P1_6=0;P1_7=0;P3=numx2;shortdelay();P1_4=0;P1_5=1;P1_6=0;P1_7=0;P3=numy2;shortdelay();void scan()char k,m=0;k=keyboard();if(k=10)for(k;k!=12;)k=keyboard();show(m,m,m,m); P1_4=1;P1_5=1;P1_6=1;P1_7=1;if(k!=13)m=k;int change(char x1,char y1,char x2,char y2)char k,m=210;int r=0;k=keyboard();/if(k=11)k=keyboard();for(k;k!=12;)k=keyboard();show(x1,y1,x2,y2);longdelay();show(x1,y1,x2,y2);longdelay();k=keyboard();show(x1,y1,x2,y2);if(k=0&x1!=9)x1+;if(k=1&x1!=0)x1-;if(k=2&y1!=9)y1+;if(k=3&y1!=0)y1-;if(k=4&x2!=9)x2+;if(k=5&x2!=0)x2-;if(k=6&y2!=9)y2+;if(k=7&y2!=0)y2-;r=x1*1000+y1*100+x2*10+y2;return r;int trafficlight(char x1,char y1,char x2,char y2)char a,b,i,k;int r=0;a=x1*10+y1;b=x2*10+y2;/k=keyboard();if(ab)P1_0=1;P1_1=0;P1_2=0;P0_0=0;P0_1=1;P0_2=0;for(x1;x1=0;x1-) for(y1;y1=0;y1-)scan();for(i=20;i0;i-)show(x1,y1,x2,y2);scan();k=keyboard();if(k=11) r=change(x1,y1,x2,y2);/r=1234;if(x2=0&y2=0)x2=(a-b)/10;y2=(a-b)-x2*10-1; P0_0=0;P0_1=0;P0_2=1;else if(y2=0&x2!=0)x2-;y2=9;else if(y2!=0)y2-;longdelay();y1=9;elseP1_0=0;P1_1=1;P1_2=0;P0_0=1;P0_1=0;P0_2=0;for(x2;x2=0;x2-) for(y2;y2=0;y2-) scan();for(i=20;i0;i-)show(x1,y1,x2,y2);scan();k=keyboard();if(k=11) r=change(x1,y1,x2,y2);if(x1=0&y1=0)x1=(b-a)/10;y1=(b-a)-x1*10-1;P1_0=0;P1_1=0;P1_2=1;else if(y1=0&x1!=0)x1-;y1=9;else if(y1!=0)y1-;longdelay();y2=9;return r;char conversion(int i)char r;switch(i)case 0:r=0;break;case 1:r=1;break;case 2:r=2;break;case 3:r=3;break;case 4:r=4;break;case 5:r=5;break;case 6:r=6;break;case 7:r=7;break;case 8:r=8;break;case 9:r=9;break;return r;void main()char x1=1,y1=0,x2=0,y2=5;int i=1234,j=5;while(1)i=trafficlight(x1,y1,x2,y2);/x=conversion(j);/show(x1,y1,x2,y2);if(i!=0)x1=conversion(i/1000);y1=conversion(i-x1*1000)/100);x2=conversion(i-x1*1000-y1*100)/10);y2=conversion(i-x1*1000-y1*100-x2*10); i=trafficlight(x2,y2,x1,y1);if(i!=0)x1=conversion(i/1000);y1=conversion(i-x1*1000)/100);x2=conversion(i-x1*1000-y1*100)/10);y2=conversion(i-x1*1000-y1*100-x2*10); 七、实验结果及分析进入键盘扫描模式：扫描模式中从左到右，上到下依次是09，余下的按键未使用（12键为返回按钮）。进入调时模式：调时模式中，第一排从左到右依次是十位加，十位减，个位加，个位减东西；第二排从左到右依次是十位加，十位减，个位加，个位减南北；左下角的按键为确定按键。调时后，更改的时间将在本次计时后生效。进入红绿灯模式：红灯黄灯；绿灯红灯；八、实验体会由于有了以前焊电路板的基础和对电路的熟悉，这次的电路板焊接没有遇到太大的困难，