微机原理与接口技术课程设计--交通灯控制

1、电气工程学院微机原理与接口技术课程设计设计题目：交通灯控制学号：XXX姓名：XXX同组人：XXX指导教师：牛利勇设计时间：2013年 3月 13日设计地点：电气学院实验中心1课程设计成绩评定表姓名学号课程设计题目：课程设计答辩或提问记录：成绩评定依据：课程设计预习报告及方案设计情况（30）：课程设计考勤情况（15）：课程设计调试情况（30）：课程设计总结报告与答辩情况（25）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：年月日2微机原理与接口技术 课程设计任务书学生姓名： XXX指导教师：牛利勇一、课程设计题目：交通灯控制内容：实现十字路口的交通灯控制。 十字路口的交通灯采用红

2、绿数码管， 红绿灯时间显示在 2 位数码管。二、课程设计要求1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，独立进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；2. 查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数，对设计方案进行仿真；3. 完成预习报告，报告中要有设计方案，设计电路图，还要有仿真结果；4. 进实验室进行电路调试，边调试边修正方案；5. 撰写课程设计报告最终的电路图、调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。三、进度安排1时间安排序 号内容学时安排（天）1方案论证和系统设计12完成电路仿真，写预习报告13电路调试24写设计总结报告与答辩1合 计5设计调试地点：电

3、气楼4102执行要求微机原理与接口技术课程成绩优秀的可以自拟题目，其余的同学都是指定题目。，每组不得超过 2 人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的详细电路（包括计算和器件选型）。严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同。3摘要本设计通过 8051 单片机模拟实现十字路口的交通灯控制，十字路口的交通灯采用红绿黄 LED 显示，红绿灯倒计时时间显示在 2 位数码管，用按键控制交通灯电路的开启与关闭。关键词：交通灯控制、 8051 单片机、程序设计4目录一、系统方案设计···········&

4、#183;······································11.1.任务内容·········

5、3;·······································11.2.电路设计·········&

6、#183;········································11.3.程序设计·······

7、3;···········································7二、仿真······

8、;··················································

9、;····122. 1仿真电路图············································

10、····122.2仿真结果············································

11、83;······13三、电路调试··········································&

12、#183;···········14四、结论·····································&

13、#183;····················15五、心得体会与建议···························&#

14、183;······················16附录 :元器件清单·························

15、83;··························175第一章系统方案设计1. 任务内容能控制东、西、南、北四个路口的红绿黄信号灯正常工作。当东西方向放行、南北方向禁行时，东西方向绿灯亮 25s，然后黄灯闪烁 5s；南北方向红灯亮 30s。当南北方向放行、东西方向禁行时，南北方向绿灯亮 25s，然后黄灯闪烁 5s；东西方向红灯亮

16、30s。通电后，不按键时，红绿黄灯和数码管均不启动；按键后，交通灯启动；再次按键，交通灯停止。2. 电路设计1）设计思路模拟交通灯控制器就是使用单片机来控制一些 LED和数码管，模拟真实交通灯的功能。红、绿、黄灯交替启亮，利用数码管计数显示倒计时，用于管理十字路的车辆及行人通过，计时牌显示路口通行转换剩余时间。12）部分芯片功能介绍 AT89C51AT89C51 是一个低功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器， 器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存储技

17、术制造，兼容标准MCS-51 指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元， AT89C51 在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。 AT89C51 主要功能列举如下：1、为一般控制应用的8 位单芯片2、晶片内部具有时钟振荡器（传统最高工作频率可至12MHz ）3、内部程式存储器（ ROM ）为 4KB4、内部数据存储器（ RAM ）为 128B5、外部程序存储器可扩充至64KB6、外部数据存储器可扩充至64KB7、32 条双向输入输出线，且每条均可以单独做I/O 的控制8、5 个中断向量源9、2 组独立的16 位定时器10、1 个全多工串

18、行通信端口11、8751 及 8752 单芯片具有数据保密的功能单芯片提供位逻辑运算指令2 74LS24574LS245是我们常用的芯片，用来驱动 led 或者其他的设备，它是 8 路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。当 8051 单片机的P0 口总线负载达到或超过P0 最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。当片选端 /CE 低电平有效时， DIR=“0”，信号由B向 A传输 ; （接收）DIR=“1”，信号由 A 向 B 传输；（发送）当 CE为高电平时， A、B 均为高阻态。由于 P2 口始终输出地址的高 8

19、 位，接口时 74LS245的三态控制端 1G和 2G接地， P2 口与驱动器输入线对应相连。 P0口与 74LS245输入端相连 ,E 端接地，保证数据线畅通。 8051 的/RD 和 /PSEN相与后接 DIR，使得 RD且 PSEN有效时， 74LS245 输入（ P0.1D1），其它时间处于输出（ P0.1D1）。3) 部分芯片接口的控制主要用到的硬件： AT89C51的 P0 口、 P1 口、 P2 口、 P3 口、 LED数码管、 LED发光二级管、P1口、 P3 口、：控制发光二极管及按键，控制如下：接口01234567P1按键EREGEYNRNGNYP3WRWGWYSRSGSY

20、P0控制数码管（字位），P2 控制字形，控制如下：接口01234567P0S1S2E1E2W1W2N2N1P2ABCDEFGDP34）电路图AT89C51子电路4按键子电路晶振子电路245 子电路5显示子电路6总电路3. 程序设计1）程序流程图7开始N按键的开启扫描设定计数器计时时间及计时方式。Y南北绿灯 25s 计时，东西红灯30s 计时， R6=30，R7=25。延时判断绿灯时间到R7=0？（按键扫描）25s 计时到，南北黄灯闪，东西红灯亮判断红灯时间到R6=0？ （按键扫描）30s 红灯计时到，（绿灯熄灭后约5s）南北红灯亮，东西绿灯灯亮。重装R6， R7判断绿灯时间到R6=0 ？（按键

21、扫描）25s 计时到，东西黄灯闪，南北红灯亮判断红灯时间到R7=0？ （按键扫描）30s 红灯计时到，（绿灯熄灭后约5s）东西红灯亮，南北绿灯灯亮82）汇编程序ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV P1,#00H;各数码管和灯全灭MOV P3,#00HMOV P0,#0FFHSETB P1.0READKEY1:;按键的开启检测JNB P1.0,KEYPRO1AJMP READKEY1KEYPRO1:ACALL DELAY12MS;延时 12ms,防抖JB P1.0,READKEY1;判断 P1.0 是不是 1，是 1 跳回按键检测KEY1: ACALL DEL

22、AY12MS ;再次延时JNBP1.0,KEY1;再判断 P1.0 是不是 1，是 1 向下走，不是 1 接着判断，直到变回 1;再次变回 1，说明按键一次，开始START:;对计数器初始化，设定计数器初值，开计数器MOV 30H,#20;20次 50msMOV R6,#00HMOV R7,#00HMOV DPTR,#TABMOV TMOD,#01HMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0D4HMOV IE,#00HSETB TR0JTD1:;东西红，南北绿MOV P1,#00100010B ;东红，北绿MOV P3,#00100001B ;西红，南绿MOV R6,#30;红 30sMOV

23、 R7,#25;绿 25sJTD2:ACALL DISP;数码管显示CJNE R7,#00H,JTD2MOV P1,#01000010B ;东红，北黄MOV P3,#01000001B ;西红，南黄JTD3:;南北黄闪，东西红ACALL DISPMOV R7,#00HCPL P3.6;黄灯闪烁CPL P1.69CJNE R6,#00H,JTD3MOV P1,#00010100B ;东绿，北红MOV P3,#00010010B ;西绿，南红MOV R7,#30;红 30sMOV R6,#25;绿 25sJTD4:;东西黄，南北红ACALL DISPCJNE R6,#00H,JTD4MOV P1,

24、#00011000B ;东黄，北红MOV P3,#00010100B ;西黄，南红JTD5:;东西黄灯闪烁，南北红灯ACALL DISPMOV R6,#00HCPL P1.3;黄灯闪烁CPL P3.2CJNE R7,#00H,JTD5AJMP JTD1DISP:;按键的关闭检测及数码管显示 1sREADKEY2:;按键的关闭测试SETB P1.0JNB P1.0,KEYPRO2AJMP DISPLEDKEYPRO2:ACALL DELAY12MS延;时 12msJB P1.0,DISPLED ;判断 p1.0 是不是 1，是 1 返回原处 , 接着显示程序KEY2:ACALL DELAY12M

25、S; 再次延时JNBP1.0,KEY2;判断 P1.0 是不是 1，是 1 向下走，不是 1 接着判断，直到变回 1MOV P1,#1;再次变回 1, 按键 1 次，各数码管和灯全灭MOV P3,#0MOV P0,#0FFHAJMP READKEY1;跳转到开始的按键检测DISPLED:;数码管显示MOV A,R6;显示东西方向数码管MOV B,#10DIV ABMOV P0,#11101011B ;输出十位MOVC A,A+DPTR;找寻相应的字形MOV P2,AACALL DELAY2MS;降低动态显示频率，十位与个位显示之间隔2msMOV A,BMOV P0,#11010111B ;输出

26、个位MOVC A,A+DPTR10MOV P2,AACALL DELAY2MSMOV A,R7;显示南北方向数码管MOV B,#10DIV ABMOV P0,#01111110B ;输出十位MOVC A,A+DPTRMOV P2,AACALL DELAY2MSMOV A,BMOV P0,#10111101B ;输出个位;MOVC A,A+DPTRMOV P2,AACALL DELAY2MSJBC TF0,LOOP;判断是否计满 50msAJMP DISPLOOP:MOV TH0,#3CH;计满 50ms重新给定时器赋值MOV TL0,#0D4HMOV A,30HDEC AMOV 30H,AJN

27、Z DISP;判断是否计满 20 次 50ms，即 1sDEC R6;计满 1s，东西倒计时减1，南北倒计时减1DEC R7MOV 30H,#20;重新 1s 次数，重新计时RETDELAY12MS:;按键检测防抖MOV R2,#30DELAY12MS1:MOV R1,#40DELAY12MS2:DJNZ R1,DELAY12MS2DJNZ R2,DELAY12MS1RETDELAY2MS: ; 降低动态显示频率，十位与个位显示之间隔 2ms MOV R4,#20DELAY2MS1:MOV R3,#50DELAY2MS2:DJNZ R3,DELAY2MS2DJNZ R4,DELAY2MS1RETTAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,6