计算机控制技术课程设计报告566347389

1、计算机控制技术课程设计报告 题目 交通灯控制器设计 指导老师 储忠 班级 07自动化2班 姓名 陈鹤碧 0705076040 李扬虎 0705076034 廖济森 0705076035 日期 2010年6月27日 单片机原理与课程设计课程设计任务书设计题目基于单片机的交通灯设计设计类型应用型导师姓名储忠主要内容及目标采用at89c52单片机来设计交通灯，要求进行硬件、软件系统设计。要求：(1) 东西方向绿灯亮车道放行15s，黄灯亮3s(用于警告)。(2) 南北方向绿灯亮车道放行15s，黄灯亮3s(用于警告)。具有的设计条件会用proteus软件，进行电路图制作，仿真，调试。需要购买at89c5

2、2单片机、led灯、上拉电阻等电子元件一批。计划学生数及任务计划需要3人计划设计进程1、从接题开始收集资料、准备设计2、第1周 画出设计框图，制定设计方案，然后画出电路原理图，进行实验3、第2周 用proteus画出电路图，然后对电路调试和完善，同时编写设计报告参考文献计算机控制原理技术机械工业出版社 于海生 编著微型计算机原理及接口技术中国科技大学出版社 吴秀清 周荷琴 编著单片机原理及接口技术西安电子科技大学出版社 余锡存 曹国华 编著前言随着社会的发展，交通问题也变得更严重，这就要求有很好的交通管理系统。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事

3、故有明显效果。城市交通控制系统是用于城市交通数据检测，交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥中最重要的部分。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。本系统采用单片机为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示。本设计系统由单片机i/o口扩展系统、交通灯状态显示系统等几大部分组成。系统具有基本的交通灯功能，较

4、好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。软件上采用汇编编程，主要编写了主程序，中断程序延时程序等，其中还用到定时器。从最初编写到一步步调试，终于实现了交通信号灯功能的模拟。摘要：本系统由单片机系统、数码管显示、交通灯演示板三部分组成。系统主要实现基本的交通灯的功能，包括南北与东西方向的交通灯，东西方向绿灯亮车道放行15s，黄灯亮3s，提示路面行驶的车辆停止； 南北方向绿灯亮车道放行15s，黄灯亮3s，提示路面行驶的车辆停止。关键词：at89c52，数码管，交通灯一、设计目的（1）加强对单片机和汇编语言的认识，充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。（2）

5、把理论知识与实践相结合，用单片机模拟实现具体应用，充分发挥团队配合能力，并在实践中锻炼。（3）提高实践动手能力。二、设计任务和内容1设计任务单片机采用用at89c52芯片，使用发光二极管（红，黄，绿）代表各个路口的交通灯（东西路口红灯15秒，东西路口绿灯15秒，南北路口红灯15秒，南北路口绿灯15秒，黄灯时间3秒）。2设计内容具体内容：利用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。系统的工作符合一般交通灯控制要求。三、 方案比较、设计与论证1. 电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案。方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种

6、成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，我们选择第二种方案。2. 显示界面方案该系统要求完成状态灯、时间显示功能。基于上述原因，我们考虑了三种方案。方案一：数码管显示。传统数码管具有低能耗、低损耗、低压、长寿命、耐老化、晒、防潮、防火、防高（低）温的特点；对外界环境要求低，易于维护；同时其精度比较高，精确可靠，操作简单，程序编写容易，资源占用少。本设计要求显示的内容较少，仅仅用两个数码管来显示即可，所以综上考虑后选择此方案。方案二：完全采用点阵式led

7、 显示。这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作；但功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等。方案三：采用液晶显示屏（lcd）显示时间液晶显示器具有功耗低、无辐射危险、平面直角显示以及影像稳定等，可视面积大，画面效果好，也可以显示汉字，分辨率高，抗干扰能力强，显示内容多等特点。因此，只要用一块液晶显示器就可以显示设计要求的全部内容。此外，液晶显示器与单片机连接电路较简单，且占用的i/o口较少。然而液晶显示在编写程序方面相对复杂，由于初学单片机不久而且液晶显示不那么直观，所以我们不采用该方案。四、电路图及设计文件1灯控制电路设计我们组设计的红绿灯是放在马路中间的，由5个led 来实现红绿

8、黄灯状态，其中分为南北、东西各一组。所有方向公用一个黄灯2倒计时显示电路设计前面已经分析过相向的灯的状态和倒计时都是相同的，所以为了节省，南北、东西公用一组数码管。3端口设计端口功能备注p0.0-p0.7数码管段选p2.0-p2.2数码管位选使用74hc138实现p1.0-p1.4交通灯控制五、程序设计思路与流程图1主程序流程图系统程序流程图如下图所示：开始输入th0、tl0开始计时延时红黄a=2?绿黄a=4？a=0,2?？调用led程序r7-1=0？调用数码管程序 y n n y n y n y 结束扫描结束 六、测试、数据及结果分析系统上电，下载完程序即可开始测试，观测一个周期（共18秒）

9、灯的显示状态是否正常，同时观察倒计的计数是否正常，是否与灯的亮灭同步。七、总结本次试验是非常具有综合性的实验，软件上我们使用到了循环，定时器0，中断等，硬件上我们使用到了数码管、led灯等。关于带数码管的倒计时交通灯，主要是定时器0的使用比较有挑战性，由于我使用的是现成的单片机开发板，所以有许多引脚的功能已经固定，很难在外接一些芯片，比如，在开始试验的时候，我不想放弃以往的单片机实验的成果，我尝试着将8255加入其中，但是很遗憾失败了，其中一个很重要的原因就是引脚的复用问题，比如p2口用于数码管的位选，但在8255的使用中是用来做读写等的控制。如果我们想要完成理想的设计，使用购买的单片机开发板

10、式不合适的，还需要我们自己动手设计，并焊接属于自己的单片机最小系统，这在以后也是我们的努力方向。这次课程设计虽然结束了，但是我们的学习工作远远没有结束。基于现有的硬件电路，我们还有很多的功能可以去完善，也许现在是上课期间，课程比较多，任务比较重，但是在暑假里，我们会有很多的空余时间，通过这次课程设计，培养了我们对单片机和计算机控制技术的浓厚的兴趣，在以后的时间里，我们一定会利用课余时间充分利用好手中的单片机并学习好它。附录系统总体电路图、原程序、实物图。一、交通灯系统电路图 基于51单片机的设计仿真图二、交通灯系统源程序 gewei equ 21h ;个位数据 shiwei equ 23h ;

11、十位数据 scanled equ 25h scanmode equ 26h red equ 28h ;定义灯的缓冲区 green equ 29h yellow equ 32h numtim equ 33h led equ 34h org 000h jmp start org 0bh jmp timer0 ;定时器0中断入口 org 100hstart:mov sp,#50h mov r0,#20h mov r5,#20 clr0:mov r0,#00h inc r0 djnz r5,clr0 ;源操作数减一，不为零则转移 mov tmod,#01h ;设置定时器，定时器0工作于方式一 mov

12、th0,#high(65536-5000) mov tl0,#low(65536-5000) setb tr0 ;开定时器1 mov ie,#10000010b ;端口初始化 p82，开总中，开内部t0中断 mov p0,#0ffh ;各个端口付初值 mov p1,#0ffh mov p2,#00h mov p3,#0ffh mov r3,#10 mov r2,#3 mov r1,#10 mov r7,#200 mov red,#15;两红灯绿灯十秒，黄灯三秒 mov yellow,#3 mov green,#15 mov numtim,#15 mov led,#0ffh ajmp $ tim

13、er0: push acc ;定时器部分，负责交通灯的计时和数码管动态扫描 push psw ;acc累加器 psw程序状态字p23 mov th0,#high(65536-5000) ;重新赋初值 mov tl0,#low(65536-5000) djnz r7,ret0 ;r7减一不为零则跳转 mov r7,#200 ;r7重新赋值 mov a,scanmode ;调用扫描 mov b,#4 div ab ;a：ab之商，b：ab之余 mov a,b rl a ;a是ab的余数，a循环左移 mov dptr,#tab_scan ;数码管查表扫描 jmp a+dptrtab_scan: aj

14、mp red_light;程序的跳转 ajmp yel_light ajmp gre_light ajmp yel_light ret0: mov a,numtim;给a赋值#10 lcall bin_bcd;调用子程序？ mov shiwei,a mov gewei,b inc scanled mov a,scanled;加一付a mov b,#4 div ab mov a,b;a是余数 rl a mov dptr,#tab_scan0 jmp a+dptrtab_scan0:ajmp scan_l1 ajmp scan_l2scan_l1: mov p2,#0;选中十位数码管（最左端数码段

15、） mov a,shiwei jmp end_scanscan_l2: mov p2,#1;选中个位数码管 mov a,gewei jmp end_scanend_scan:mov dptr,#table;数码管 表 movc a,a+dptr mov p0,a;数码管段码 mov a,led;led是#ffh mov p1,a;关掉所有灯 pop psw pop acc retired_light:mov led,#0e7h mov numtim,red;灯的计时时间 dec red;灯的计数值递减 mov a,red cjne a,#0ffh,ret0;不等则转移 mov red,#10

16、mov a,scanmode add a,#01h mov scanmode,a jmp ret0yel_light:mov led,#0fbh mov numtim,yellow dec yellow mov a,yellow cjne a,#0ffh,ret0 mov yellow,#3 mov a,scanmode add a,#01h mov scanmode,a jmp ret0gre_light:mov led,#0fch mov numtim,green dec green mov a,green cjne a,#0ffh,ret1 mov green,#10 mov a,sca

17、nmode add a,#01h mov scanmode,a ret1:jmp ret0 bin_bcd:mov b,#10 div ab ret delay: mov r5,#02 d1: mov r6,#200 d2: mov r7,#200 djnz r7,$ djnz r6,d2 djnz r5,d1 rettable: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh;共阴字码表 db 07h,7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh db 79h,71h,76h,73h,3eh,00hend三、交通等系统的实物连接图 螅蝿膁节蚁螈芃蒈薇螇羃芀蒃袇肅蒆荿袆膈艿蚇袅

18、袇蒄蚃袄肀莇蕿袃膂薂蒅袂芄莅螄袁羄膈蚀袁肆莄薆羀腿膆蒂罿袈莂莈羈羁膅螆羇膃蒀蚂羆芅芃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃肄腿蒇虿肃节芀薅肂羁蒅蒁蚈膄芈蒇蚈芆薃螆蚇羆莆蚂蚆肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃膇螂螃羂莃蚈螃肅膆薄螂芇莁薀螁羇芄蒆螀聿葿螅蝿膁节蚁螈芃蒈薇螇羃芀蒃袇肅蒆荿袆膈艿蚇袅袇蒄蚃袄肀莇蕿袃膂薂蒅袂芄莅螄袁羄膈蚀袁肆莄薆羀腿膆蒂罿袈莂莈羈羁膅螆羇膃蒀蚂羆芅芃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃肄腿蒇虿肃节芀薅肂羁蒅蒁蚈膄芈蒇蚈芆薃螆蚇羆莆蚂蚆肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃膇螂螃羂莃蚈螃肅膆薄螂芇莁薀螁羇芄蒆螀聿葿螅蝿膁节蚁螈芃蒈薇螇羃芀蒃袇肅蒆荿袆膈艿蚇袅袇蒄蚃袄肀莇蕿袃膂薂蒅袂芄莅螄袁羄膈蚀袁肆莄薆羀腿膆蒂罿袈莂莈羈羁膅螆羇膃蒀蚂羆芅芃薈羅

19、羅蒈蒄羅肇芁螃肄腿蒇虿肃节芀薅肂羁蒅蒁蚈膄芈蒇蚈芆薃螆蚇羆莆蚂蚆肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃膇螂螃羂莃蚈螃肅膆薄螂芇莁薀螁羇芄蒆螀聿葿螅蝿膁节蚁螈芃蒈薇螇羃芀蒃袇肅蒆荿袆膈艿蚇袅袇蒄蚃袄肀莇蕿袃膂薂蒅袂芄莅螄袁羄膈蚀袁肆莄薆羀腿膆蒂罿袈莂莈羈羁膅螆羇膃蒀蚂羆芅芃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃肄腿蒇虿肃节芀薅肂羁蒅蒁蚈膄芈蒇蚈芆薃螆蚇羆莆蚂蚆肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃膇螂螃羂莃蚈螃肅膆薄螂芇莁薀螁羇芄蒆螀聿葿螅蝿膁节蚁螈芃蒈薇螇羃芀蒃袇肅蒆荿袆膈艿蚇袅袇蒄蚃袄肀莇蕿袃膂薂蒅袂芄莅螄袁羄膈蚀袁肆莄薆羀腿膆蒂罿袈莂莈羈羁膅螆羇膃蒀蚂羆芅芃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃肄腿蒇虿肃节芀薅肂羁蒅蒁蚈膄芈蒇蚈芆薃螆蚇羆莆蚂蚆肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃膇螂螃

20、羂莃蚈螃肅膆薄螂芇莁薀螁羇芄蒆螀聿葿螅蝿膁节蚁螈芃蒈薇螇羃芀蒃袇肅蒆荿袆膈艿蚇袅袇蒄蚃袄肀莇蕿袃膂薂蒅袂芄莅螄袁羄膈蚀袁肆莄薆羀腿膆蒂罿袈莂莈羈羁膅螆羇膃蒀蚂羆芅芃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃肄腿蒇虿肃节芀薅肂羁蒅蒁蚈膄芈蒇蚈芆薃螆蚇羆莆蚂蚆肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃膇螂螃羂莃蚈螃肅膆薄螂芇莁薀螁羇芄蒆螀聿葿螅蝿膁节蚁螈芃蒈薇螇羃芀蒃袇肅蒆荿袆膈艿蚇袅袇蒄蚃袄肀莇蕿袃膂薂蒅袂芄莅螄袁羄膈蚀袁肆莄薆羀腿膆蒂罿袈莂莈羈羁膅螆羇膃蒀蚂羆芅芃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃肄腿蒇虿肃节芀薅肂羁蒅蒁蚈膄芈蒇蚈芆薃螆蚇羆莆蚂蚆肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃膇螂螃羂莃蚈螃肅膆薄螂芇莁薀螁羇芄蒆螀聿葿螅蝿膁节蚁螈芃蒈薇螇羃芀蒃袇肅蒆荿袆膈艿蚇袅袇蒄蚃袄

21、肀莇蕿袃膂薂蒅袂芄莅螄袁羄膈蚀袁肆莄薆羀腿膆蒂罿袈莂莈羈羁膅螆羇膃蒀蚂羆芅芃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃肄腿蒇虿肃节芀薅肂羁蒅蒁蚈膄芈蒇蚈芆薃螆蚇羆莆蚂蚆肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃膇螂螃羂莃蚈螃肅膆薄螂芇莁薀螁羇芄蒆螀聿葿螅蝿膁节蚁螈芃蒈薇螇羃芀蒃袇肅蒆荿袆膈艿蚇袅袇蒄蚃袄肀莇蕿袃膂薂蒅袂芄莅螄袁羄膈蚀袁肆莄薆羀腿膆蒂罿袈莂莈羈羁膅螆羇膃蒀蚂羆芅芃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃肄腿蒇虿肃节芀薅肂羁蒅蒁蚈膄芈蒇蚈芆薃螆蚇羆莆蚂蚆肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃膇螂螃羂莃蚈螃肅膆薄螂芇莁薀螁羇芄蒆螀聿葿螅蝿膁节蚁螈芃蒈薇螇羃芀蒃袇肅蒆荿袆膈艿蚇袅袇蒄蚃袄肀莇蕿袃膂薂蒅袂芄莅螄袁羄膈蚀袁肆莄薆羀腿膆蒂罿袈莂莈羈羁膅螆羇膃蒀蚂羆芅芃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃肄腿蒇虿肃节芀薅肂羁蒅蒁蚈膄芈蒇蚈芆薃螆蚇羆莆蚂蚆肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃膇螂螃羂莃蚈螃肅膆薄螂芇莁薀螁羇芄蒆螀聿葿螅蝿膁节蚁螈芃蒈薇螇羃芀蒃袇肅蒆荿袆膈艿蚇袅袇蒄蚃袄肀莇蕿袃膂薂蒅袂芄莅螄袁羄膈蚀