单片机控制交通灯控制系统设计.doc

长江学院课程设计报告 课程设计题目： 交通信号灯控制系统制作设计 2011年 06月 06日单片机控制交通灯控制系统设计摘要十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本设计是根据我所学习的单片机课程，按照大纲要求对我进行的一次课程检验，是进行单片机课程训练的必要任务，也对我们掌握单片机应用有很大的帮助。掌握单片机技术是一门不可或缺的技术，对我将来的工作以及生活和学习都有很密切的联系。当今世界的发展是以科学技术为基础的，微控技术在生产中所占的比重也越来越大。单片机的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑。近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。 目 录 1引言.42原件型号及参数.5 2.1 MSC-51芯片简介 .5 2.2双色发光二极管.5 2.3双色灯与数码显示的对应关系.52.4交通灯的状态.62.5硬件连线.62.6 8279使用简介.63 CAD电路原理图与说明.8 4件设计流程图与源程序清单.95实验心得与体会.206参考文献.211引言当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。大多红绿灯由红绿黄三色圆形投光器组成：“红”灯表示“停止”，“黄”灯表示“注意”，“绿”灯表示“通行”。本电路设计了一个简易的交通灯控制系统，利用51单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红绿黄灯交替点亮和熄灭，并且用4只LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。并运用按键设置两个方向的通行时间（绿灯点亮的时间），使系统的工作符合一般交通灯控制要求。2元器件的型号及参数2.1 MSC-51芯片简介AT89S52是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。AT89S52单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：2.2 双色发光二极管双色发光二极管是将一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起、公用负端的一个集成器件。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。实验中，采用4只双色发光二极管（DLED)分别模拟安装在东、西、南、北4个路口上的4只交通灯，每只双色发光二极管由74LS240反向驱动器驱动，74LS240输入控制端为DR和DG，分别控制DLED红灯和黄灯的工作。具体控制如下：发光二极管的控制： R 0 G 1 红色 R 1 G 0 绿色 R 0 G 0 黄色 R 1 G 1 不发光2.3 双色灯与数码管显示的对应关系 3号数码管（DR4） 北2号数码管（DR3） 西1号数码管（DR2） 南0号数码管（DR1） 东2.4交通灯的状态（1）正常状态：状态数值持续时间工作状况101101010(5AH)20秒东西红灯南北绿灯200001010(0AH)1秒东西红灯南北黄灯闪烁310100110 (A5H)20秒东西绿灯南北红灯400000110(05H)1秒南北红灯东西黄灯闪烁（2）紧急状态状态数值持续时间工作状况100001111(OFH)10秒东西南北全部红灯2.5 硬件连线（1）采用P1口输出，P1.0P1.7分别与DG1，DR1，DG2，DR2，DG3，DR3，DG4，DR4相连；（2）P3.2和P3.3分别与按键开关K1、K2相连，K1的优先级高于K2；（3）在爱迪克实验教学机上，数码管和8279内部已经连接好，不需再连线。2.6 8279使用简介8279可按其功能分为:键盘功能块;显示功能块;控制功能块;与CPU接口功能块控制功能块包括控制和定时寄存器,定时和控制,扫描计数器三部分。它主要用来控制键盘和显示功能块工作.控制和定时寄存器:用于存贮来自CPU的编程命令,CPU对8279编程以确定键盘与显示器工作方式和其它工作条件时,先把命令控制数据放到数据总线上,然后使A0=1,WR=0CS=0,并在WR上升沿把命令键存在控制和定时寄存器中,并经译码,建立适当的功能. 定时和控制:它含基本的定时计数器,第一个计数器是一个分频系数为2-31的前置定时器,分频系数可由程序预置,使内部频率为100KHz,从而能给出5.1ms键盘扫描时间和10.3ms反跳时间,其它计数器将此基本频率分频后,提供适当的按键扫描.行扫描.键盘阵列扫描.以及显示器扫描次数. 本图片为8279引脚图18279 在键盘工作方式时，可设置为双键互锁方式和 N 键循回方式。双键互锁方式：若有两个或多个键同时按下时，不管按键先后顺序如何，只能识别最后一个被释放的键，并把该键值送入 FIFO RAM 中。N 键循回方式：一次按下任意个键均可被识别，按键值按扫描次序被送入 FIFO RAM 中。 2.5.2 显示方式显示功能块包括:显示寄存器,16X8显示RAM,显示地址寄存器. 显示RAM和显示寄存器8279内部有16X8的显示RAM,通过显示寄存器和两个四位端口0UT A0-3,0UT BO-3来刷新显示,显示器可以是白炽灯,也可以是8段数码管,显示RAM可以是16X8的形式,也可以构成两个16x4 的RAM形式,显示RAM可由CPU进行读写,被读写的RAM字节地址由显示地址寄存器指示. 显示地址寄存器保存当前CPU读或写的那个RAM地址,以及正显示着的那两个4位半字节的地址,读写地址由CPU命令编程,也可置为每次读写后地址自动加1的工作方式,在设置了正确的工作方式后,显示RAM可直接由CPU读出,半字节A和半字节B地址自动由8279更新,以适应由CPU送入的数据,A和B半字节可独立送入,也可作为一个字送入,随CPU所设置的工作方式而定3 CAD电路原理图与说明4软件设计流程图与源程序清单及注解4.1主程序流程图主程序程序注入返回4.2源程序清单及注解Z8279 EQU 08701H ;8279 状态/命令口地址D8279 EQU 08700H ;8279 数据口地址LEDMOD EQU 00H ;左边输入 八位字符显示 ;外部译码键扫描方式,双键互锁LEDFEQ EQU 2FH ;扫描速率LEDCLS EQU 0C1H ;清除显示 RAMLEDWR0 EQU 80H ;设定的将要写入的显示RAM地址 ORG 0000H AJMP START ORG 0003H ;INT 0 中断入口地址 LJMP INT_0 ORG 000BH ;INT T0 入口地址 AJMP INT_T0 ORG 001BH ;INT T1 入口地址 AJMP INT_T1 ORG 0040HSTART: MOV SP,#60H LCALL INIT8279 ;初始化8279 MOV R6,#00H MOV R1,#0H ;南北 MOV R2,#0H ;东西 MOV 32h,#10 MOV 33h,#8 MOV TMOD, #10H ;置T1为方式1 SETB EX0 ;INT 0 中断有效 SETB IT0 SETB PX0 MOV TMOD,#11H MOV TL0,#00H ;50 mS 的时间常数 MOV TH0,#04CH MOV TL1,#00H ;50 mS 的时间常数 MOV TH1,#04CH MOV R0,#20H SETB TR0 SETB TF1 SETB ET0 SETB TR1 SETB ET1 SETB EA ;开总中断 LCALL ST0 ;置初始状态南北东西全红WAIT0: MOV A,R1 MOV R2,A MOV R3,A LCALL DISPLAY CJNE R1,#00,WAIT0CIRCLE: LCALL ST1WAIT1: MOV A,R1 MOV R2,A LCALL DISPLAY CJNE R1,#02,WAIT1FLASH: LCALL ST2 MOV A,R1 MOV R2,A LCALL DISPLAY CJNE R1,#00,flash LCALL ST3 WAIT3: MOV A,R1 MOV R3,A LCALL DISPLAY CJNE r1,#02,WAIT3FLASH1: LCALL ST4 MOV A,R1 MOV R3,A LCALL DISPLAY CJNE R1,#00,FLASH1 LJMP CIRCLEST0: MOV DPTR,#8300h MOV a,#0FH ;东西南北全红 MOVX DPTR,a MOV R1,#05 RETST1: MOV DPTR, #8300H ; 东西绿灯南北红灯 MOV A, 32h MOV R1, A MOV A, #5AH MOVX DPTR, A RETST2: MOV DPTR,#8300H ;绿灯闪3次 MOV A,#5FH MOVX DPTR,A LCALL DELAY ;调用延时 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV A,#5AH MOVX DPTR,A LCALL DELAY ;调用延时 LCALL DELAY LCALL DELAY RETST3: MOV DPTR,#8300H ;南北绿灯东西红灯 MOV A,33h MOV R1,A MOV A,#0A5H MOVX DPTR,A RETST4: MOV DPTR,#8300H ;绿灯闪3次 MOV A,#0AFH MOVX DPTR,A LCALL DELAY ;调用延时 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV A,#0A5H MOVX DPTR,A LCALL DELAY ;调用延时 LCALL DELAY LCALL DELAY RETINT_0: PUSH PSW ;保护现场 PUSH 2 PUSH 90H CLR EX0 MOV P1, #0FH ;南北,东西都亮红灯 MOV R2, #100 ;延时10秒 LCALL DISPLAY SETB EX0 POP 90H ;恢复现场 POP 2 POP PSW RETIDELAY: ;延时子程序 PUSH 8 ;保存现场 PUSH 9 MOV 8,#0HDELAY1: MOV 9,#0H DJNZ 9,$ DJNZ 8,DELAY1 POP 9 ;恢复现场 POP 8 RETINIT8279: ;8279初始化子程序 PUSH DPH ;保存现场 PUSH DPL PUSH ACC LCALL DELAY ;延时 MOV DPTR ,#Z8279 MOV A,#LEDMOD ;置8279工作方式 MOVX DPTR,A MOV A,#LEDFEQ ;置键盘扫描速率 MOVX DPTR,A MOV A,#LEDCLS ;清除 LED 显示 MOVX DPTR,A LCALL DELAY ;延时 POP ACC ;恢复现场 POP DPL POP DPH RET;显示字符子程序;输入: R4,位置 R5,值DISLED: PUSH DPH ;保存现场 PUSH DPL PUSH ACC MOV A,#LEDWR0 ;置显示起始地址 ADD A,R4 ;加位置偏移量 MOV DPTR,#Z8279 MOVX DPTR,A ;设定显示位置 MOV DPTR,#LEDSEG ;置显示常数表起始位置 MOV A,R5 MOVC A,A+DPTR ;查表 MOV DPTR,#D8279 MOVX DPTR,A ;显示数据 POP ACC ;恢复现场 POP DPL POP DPH RETINT_T0: ;INT_T1中断服务子程序 PUSH DPH ;保护现场 PUSH DPL PUSH ACC PUSH PSW CLR TR0 MOV TL0,#00H ;50mS 定时常数 MOV TH0,#4CH SETB TR0 LCALL KEYCAN ;8279键盘扫描 MOV A, R6 CJNE R6,#00H,LOOP9 SJMP EXIT0LOOP9: CJNE A,#30H,NEXT ;判断是否南北绿灯时间重置 CLR TR1LOOP8: MOV R6,#00H ;加计数子程序 LCALL KEYCAN MOV A,R6 CJNE A,#31H, LOOP MOV A,32H ADD A,#01 DA A MOV 32H, A MOV R2, A LCALL DISPLAY SJMP LOOP8LOOP: CJNE A,#32H,EXIT1 MOV A,32H SUBB A,#01 ;减计数子程序 MOV 32H,A MOV R2,A LCALL DISPLAY SJMP LOOP8 EXIT1: CJNE A,#35H,LOOP8 SJMP EXIT0NEXT: CJNE A,#37H,EXIT0 ;判断是否东西绿灯时间重置 CLR TR1LOOP7: MOV R6,#00H LCALL KEYCAN MOV A, R6 CJNE A,#31H,LOOP1 MOV A,33H ;加计数子程序 ADD A,#01 DA A MOV 33H,A MOV R3,A LCALL DISPLAY SJMP LOOP7LOOP1: CJNE A,#32H,EXIT2 MOV A,33H ;减计数子程序 SUBB A,#01 MOV 33H,A MOV R3,A LCALL DISPLAY SJMP LOOP7EXIT2: CJNE A,#35H, LOOP7EXIT0: SETB TR1 MOV R6, #00 POP PSW ;恢复现场 POP ACC POP DPL POP DPH RETI ;中断返回INT_T1: ;INT_T1中断服务子程序 PUSH DPH ;保护现场 PUSH DPL PUSH ACC PUSH PSW CLR TR1 MOV TL1,#00H ;50mS 定时常数 MOV TH1,#4CH SETB TR1 DJNZ R0,EXIT ;判断是否到1000毫秒 MOV R0,#20 ; 判断是否到1秒 DEC R1EXIT: POP PSW ;恢复现场 POP ACC POP DPL POP DPH RETI ;中断返回DISPLAY: MOV B, #10 MOV A, R2 DIV AB ;除法指令 MOV R4,#1 MOV R5,A ;商放在高位 LCALL DISLED ;显示秒高位 MOV R4,#0 MOV R5,B ;余数放在低位 LCALL DISLED ;显示秒低位 MOV B, #10 MOV A, R3 DIV AB MOV R4,#7 MOV R5,A ;商放在高位 LCALL DISLED ;显示秒高位 MOV R4,#6 MOV R5,B ;余数放在低位 LCALL DISLED ;显示秒低位 RETKEYCAN: PUSH DPH ;保存现场 PUSH DPL PUSH PSW MOV DPTR,#Z8279 MOVX A,DPTR ;读8279状态 ANL A,#07H ;屏蔽D7-D3 JNZ RD_KB ;判断是否有键输入 MOV A,#0H ;置标志(无键输入) SJMP EXIT3RD_KB: MOV A,#40h ;读 FIFO RAM 命令 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#D8279 MOVX A,DPTR ;读键 ANL A,#3FH ;屏蔽 SHIFT 和 CTRL 键 MOV DPTR,#KEYCODE ;键码表起始地址 MOVC A,A+DPTR ;查表 MOV R6,A EXIT3: POP PSW ;恢复现场 POP DPL POP DPH RETLEDSEG: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ;0,1,2,3,4,5,6,7 DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ;8,9,A,B,C,D,E,F DB 6DH,40H,08H,00H,59H,0FH,76H ;U,-,_, ,I,O,P, KEYCODE:DB 30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37