基于单片机的交通灯控制系统的设计

毕业设计论文用纸-3-四川工程职业技术学院电气自动化专业毕业设计 四川工程职业技术学院毕业设计基于单片机的交通灯控制系统设计论文系别：电气信息工程系姓名：学号：班级：指导老师：目录摘要 -2-1交通灯的发展和单片机简介 -4-1.1交通灯发展历史 -4-1.2单片机简介 -5-2设计内容与要求 -9-2.1设计内容与要求 -9-2.2设计的基本功能 -9-3.总体设计 -10-3.1整体规划 -10-3.2路口示意图 -10-4硬件系统的设计 -11-4.1硬件系统各模块功能简要介绍 -11-4.2电气原理图 -13-4.3元器件清单 -14-5软件系统的设计 -15-5.1红绿灯指示灯亮灯时间 -15-5.2程序流程框图 -15-5.3程序清单 -15-6系统软硬件调试 -16-6.1硬件调试 -16-6.2软件调试 -16-6.3下载调试 -18-7设计总结与体会 -20-8英文参考文献与中文翻译 -21-8.1英文参考文献 -21-8.2文献中文翻译 -23-9致谢 -24-10参考文献 -25-附录 -26-附录A系统电气原理图 -26-附录B系统程序清单 -27-摘要 随着全球城市化进程的加快，机动车的数量大增，各地的交通承受的压力都很大，因而出现的问题也越来越多。如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道，城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门噬待解决的主要问题。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，当然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STC89C52RC单片机。系统硬件电路主要部分由复位电路，晶振电路，按键电路，数码管倒计时显示电路，发光二极管指示灯电路，以及电源电路等组成。本设计可根据实际车流量调整红、黄、绿灯的燃亮时间，三种颜色灯交替点亮以及紧急情况下的中断处理功能，以达到交通通畅，人车和谐有序通过的目的。软件上编写采用汇编语言，主要编写了主程序，数码管倒计时显示程序，中断程序和延时程序等。经过整机调试，实现了对十字路口交通灯的模拟。 关键字：单片机，交通灯 AbstractWiththeworldwideacceleratingurbanizationandasignificantincreaseinthenumberofmotorvehicles,trafficvehiclesundertakeagreatpressureandatthesametimemoreandmoreproblemsemerge.Then,howtousetheappropriatecontrolmethodstomaximizetheuseofgoodurbanhighwayconstructioncostly,easethemainroadandrampandthecityandthesurroundingareastrafficcongestion,hasincreasinglybecomeaurgentproblemtoberesolvedbyatransportationmanagementandurbanplanningdepartment.Inrecentyears,withtherapiddevelopmentoftechnology,singlechipmicrocomputerapplicationsaredeepeningthetraditionalcontrolwhiledrivingdetectiontechnologyisincreasinglyupdates.Inthereal-timedetectionandautomaticcontrolofmicrocomputerapplicationsystem,themicrocontrollerisoftenusedasacorecomponent,ofcourse,onlythemicrocontrollerknowledgeisnotenough,shouldbecombinedaccordingtothespecifichardwareconfigurationofhardwareandsoftware,tobeperfect.ThesystemusesSTC89C52RCmicrocontroller.Themainpartofthesystemhardwarecircuitbytheresetcircuit,crystaloscillatorcircuit,thekeycircuits,digitalcountdowndisplaycircuit,LEDindicatorcircuit,andpowersupplycircuit.Thisdesigncanbeadjustedaccordingtoactualtrafficred,yellow,greenlightkindletime,threecolorlightsalternatelylightandinterrupthandlinginemergencysituations,inordertoachievesmoothtraffic,harmoniousandorderlypurposevehiclesthrough.Softwarewrittenusingassemblylanguage,andwroteamainprogram,thedigitalcountdowndisplayprogram,theinterruptroutineanddelayprocedures.Aftercommissioningthemachinetoachieveasimulationoftrafficlightsonthecrossroads. Keywords:singlechipmicrocomputer,trafficlights1交通灯的发展和单片机简介1.1交通灯发展历史19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。从此，城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。交通指挥灯是非裔美国人加莱特-摩根在1923年发明的。此前，铁路交通已经使用自动转换的灯光信号有一段时间了。但是由于火车是按固定的时刻表以单列方式运行的，而且火车要停下来不是很容易，因此铁路上使用的信号只有一种命令：通行。公路交通的红绿灯则不一样，它的职责在很大程度上是要告诉汽车司机把车辆停下来。开车的人谁也不愿意看到停车信号。美国夏威夷大学心理学家詹姆斯指出，人有一种将刹车和油门与自尊相互联系的倾向。他说：驾车者看到黄灯亮时，心里便暗暗作好加速的准备。如果此时红灯亮了，马上就会产生一种失望的感觉。他把交叉路口称作“心理动力区”。如果他的理论成立的话，这个区域在佛罗伊德心理学理论中应该是属于超我而非本能的范畴。新式的红绿灯能将闯红灯的人拍照下来。犯事的司机不久就会收到罚款单。有的红绿灯还具备监测车辆行驶速度的功能。最早的交通灯出现于一八六八年英国伦敦。那时的交通灯只有红、绿两色，经改良后，再增加一盏黄色的灯，红灯表示停止，黄灯表示准备，绿灯则表示通行。1.2单片机简介 1、STC89C52RC单片机介绍STC89C52RC单片机是STC公司推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机。2、主要特性1）增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051。2）工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）。3）工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz。4）用户应用程序空间为8K字节。5）片上集成512字节RAM。6）通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。7）ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RXD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片。8）具有EEPROM功能。9）具有看门狗功能。10）共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2。11）外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒12）通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。13）工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。14）PDIP封装。 3、STC89C52RC单片机的工作模式1）掉电模式：典型功耗<0.1μA,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序；2）空闲模式：典型功耗2mA；3）正常工作模式：典型功耗4mA～7mA；4）掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备；图1.2STC89C52RC引脚图STC89C52RC引脚功能说明：VCC（40号引脚）：电源电压VSS（20号引脚）：接地 P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时，P0口内部上拉电阻有效。在FlashROM编程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。 P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流（II此外，P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部技术输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体见表1：在对FlashROM编程和程序校验时，P1接收低8位地址。表1.2-1P1.0和P1.1引脚复用功能引脚号功能特性P1.0T2（定时器/计数器2外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器2捕获/重装触发和方向控制）P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。P2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（II在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX@DPTR”指令）时，P2送出高8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX@R1”指令）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。在对FlashROM编程和程序校验期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流（II在对FlashROM编程或程序校验时，P3还接收一些控制信号。P3口除作为一般I/O口外，还有其他一些复用功能，如表2所示：表1.2-2P3口引脚复用功能引脚号复用功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2INT0P3.3INT1P3.4T0（定时器0的外部输入）P3.5T1（定时器1的外部输入）P3.6WR（外部数据存储P3.7RDRST（9号引脚）：复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机单片机的复位初始化操作。看门狗计时完成后，RST引脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG（30号引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时，此引脚（P在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址位8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOV指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址位8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。PSEN（29号引脚）：外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当AT89C51RC从外部程序存储器执行外部代码时，PSENEA/VPP（31号引脚）：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。注意加密方式1时，EA将内部锁定位RESET。为了执行内部程序指令，EXTAL1（19号引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2（18号引脚）：振荡器反相放大器的输入端。2设计内容与要求2.1设计内容与要求1、课题概述本课题采用单片机设计一个交通灯控制系统，实现交通灯控制系统的基本功能，通过案件调整主次干道的通行时间。通过这个具体控制系统的设计，掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段，积累设计经验，开拓空间，全面提高个人的综合能力。2、设计内容与要求1）绘制交通灯控制系统的系统框图，确定设计方案。1）了解电路所需芯片的功能、参数和工作原理。3）采用protel完成交通灯控制系统的原理图绘制。4）采用汇编语言完成软件设计。5）采用软件完成编译、仿真、下载。6)完成交通灯控制系统的硬件设计方案。7）调试并实现交通灯控制系统的功能。2.2设计的基本功能1）南北方向车道和东西方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，东西和南北干道通行时间都设置为15S，时间可设置修改。2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道；3）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。4）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用数码管进行倒计时显示。5）有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K0按钮模拟。3.总体设计3.1整体规划本次设计根据交通信号灯的变化规律，设计一个完整的交通灯智能控制系统，该系统主要由单片机、按键电路、驱动电路、复位电路、电源电路等构成。单片机是集成的IC芯片，只需根据实际设计要求选型。其他部分都需要根据应用要求和性能指标自行设计。本次设计的交通灯应具有硬件调时功能与应对紧急情况的能力。北3.2路口示意图北R1Y1G1 R1Y1G1G2 G2Y2R2东 Y2R2东R2Y2 R2Y2G2R11G1111112112111112Y1 G2R11G1111112112111112Y1图3.2-1路口示意图 R代表红灯；Y代表黄灯；G代表绿灯 本次设计分东西干道和南北干道，分别以R1、Y1、G1模拟南北干道的红、黄、绿灯，R2、Y2、G2模拟东西干道的红、黄、绿灯；首先南北干道路通车，也就是绿灯G1亮15S，同时东西干道红灯R2亮20S，当南北干道的绿灯熄灭时，让该方向的黄灯Y1点亮5S，并且每秒闪烁一次；当南北黄灯Y1停止闪烁，切换成东西绿灯G2点亮15S，并且同时点亮南北红灯R1点亮20S，当东西干道的绿灯熄灭时，让该方向的黄灯Y2点亮5S，并且也要求每秒闪烁一次，当东西方向通行倒计时完毕再次切换到南北方向通行；若有紧急车辆通过时，系统会有外部信号传入，此时R1、R2均为两灯状态，直至接到新的信号再转入下一轮循环，如图1。4硬件系统的设计4.1硬件系统各模块功能简要介绍硬件结构说明：采用STC89C52RC单片机作为主控制芯片，用6只发光的二极管模拟交通信号灯，以STC89C52RC单片机的P1口控制这6只发光二极管，由于单片机的带负载能力有限，因此在P1口与发光二极管之间用驱动器做为LED的驱动和信号逻辑转换芯片。通过USB接口给系统供电，P1口输出低电平时，信号灯亮，输出高电平时，信号灯灭。在正常情况下和交通繁忙时,A、B两车道的12只信号灯的控制状态有3种形式。以按键K0模拟紧急车辆通过开关，当K0为高电平时为正常情况，K0为低电平时为紧急车辆通过时的情况，直接将K0信号接至（P3.2）脚即可实现外部中断0中断。并且设计有紧急优先控制功能，该功能主要是便利交通管理紧急处理。因此，在交通信号灯正常控制的基础上，增加了允许紧急优先处理功能，诸如消防、急救等情况出现时，东西、南北方向的红灯均变亮，持续20s，以便紧急处理。在紧急情况处理完后，交通信号灯又能够恢复到先前的工作状态。这里采用了中断技术，利用按钮K0来模拟，并且在程序中把外部中断0设为高优先级中断，这样使系统更可靠地接受紧急信号，在模拟时K0为手动控制。电源电路电源电路上电复位电路STC上电复位电路STC89C52RC交通信号灯（LED灯）晶振晶振电路数码管显示倒计时数码管显示倒计时按键电路驱动电路按键电路驱动电路图4.1-1硬件系统的主要模块1、上电复位电路：单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。复位后PC=0000H使单片机从第一个单元取指令。在实际应用中，无论是在单片机刚开始接上电源时，还是在断电或者发生故障以后都要复位。所以必须弄清楚MCS-51系列单片机的复位条件，复位电路的复位后状态，单片机的复位条件是在RST/UPD或RST端子上持续两个机器周期（即24个振荡周期）的高电平，如果时钟频率为12MHZ每个机器周期为1us，则只要2us以上的高电平时间就能复位。当MCS-51系列单片机的复位端子RST两个机器周期以上的高电平时，单片机执行复位操作，完成对CPU的初始化处理，复位操作是整个应用系统运行前必须进行的一个环节。但是如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态，无法执行用户的控制程序。单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动/自动按钮复位和上电复位。在本次设计采用按钮手动复位电路设计，如图4.1-2所示。图4.1-2复位电路 2、晶振电路：时钟电路是单片机的心脏，它控制着计算机的工作节奏，CPU就是通过复杂的时序电路完成不同指令功能的。本次设计中取晶振的频率f=12MHz。具体电路图如图4.1-3所示。图4.1-3晶振电路3、显示电路：显示电路是交通信号灯控制系统中的重要部分，用于显示红绿灯的倒计时。具体电路图如图4.1-4所示。图4.1-4显示电路4.2电气原理图 见附录A4.3元器件清单表4.3元器件清单名称数量参数单片机1个STC89C52RC共阴数码管2个4位一体底座3个晶振1个12MHz发光二极管9个单排插1个40PIN按键2个排阻2个10K下载口座子1个九芯六脚按键开关1个USB电源线加接口1个电阻1个200Ω电阻1个4.7K电阻3个1K电阻24个470Ω电解电容1个22μf瓷片电容2个33p短路帽3个PCB板子1块电源白色插座1个杜邦线1个铜柱（带螺母）4个5软件系统的设计5.1红绿灯指示灯亮灯时间表5.1指示灯亮灯时间红灯绿灯黄灯东西车道20S15S5S绿灯黄灯红灯南北车道15S5S20S5.2程序流程框图开始开始系统初始化系统初始化紧急情况中断入口东西红灯20S，南北绿灯15S，南北黄灯闪5S紧急情况中断入口东西红灯20S，南北绿灯15S，南北黄灯闪5S数码管显示东西红灯，南北红灯数码管显示东西红灯，南北红灯南北红灯20S，东西绿灯15S，东西黄灯闪5S南北红灯20S，东西绿灯15S，东西黄灯闪5S数码管显示中断返回数码管显示中断返回返回返回图5.2-15.3程序清单 见附录B6系统软硬件调试6.1硬件调试硬件调试的目的是利用基本的测试仪器（如：电压表、电流表、示波器等），来检查确定设计的系统硬件中是否存在故障。硬件调试可分为静态调试与动态调试两步。1、静态调试是在设计系统未工作时的一种硬件检测方法。第一步：目测；检查外部的各种元件是否有损坏以及是电路是否有断点。第二步：利用万用表进行测试；先用万用表检查目测中有疑问的连接点，再检测各种电源线与地线之间是否有短路现象。第三步：加电检测；给板加电，检测所有插座或是器件的电源端是否符合要求的值。第四步：是联机检查；因为只有用单片机开发系统才能完成对用户系统的调试。2、动态调试是在系统工作的情况下发现和排除用户系统硬件中存在的器件内部故障、器件连接逻辑错误等的一种硬件检查方法。动态调试的一般方法是由近及远、由分到合。由分到合是指首先按逻辑功能将用户系统硬件电路分为若干块，当调试电路时，与该元件无关的器件全部从用户系统中去掉，这样可以将故障范围限定在某个局部的电路上。当各块电路无故障后，将各电路逐块加入系统中，在对各块电路功能及各电路间可能存在的相互联系进行调试。由分到合的调试就算完成了。由近及远是将信号流经的各器件按照距离单片机的逻辑距离进行由近及远的分层，然后分层调试。调试时，仍采用去掉无关元件的方法，逐层调试下去，就可以定位故障元件了。6.2软件调试1、Keil软件基本知识Keil软件是美国KeilSoftware公司开发出品的51系列兼容单片机C语言软件开发的系统，汇编语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。2、软件的调试软件调试方法与选用的软件结构和程序设计有关。如果采用模块程序设计，则逐个模块调试好后再进行程序总调试。对于模块化结构程序。要一个一个子程序的分别调试。调试子程序时,一定要符合入口条件和出口条件，调试手段可用单步运行和断点运行方式，通过检查系统的CPU现场情况、RAM的内容和I/O口的状态，检查程序执行结果是否符合设计要求。通过检查，可以发现程序中的死循环、机器码和转移地址等错误。同时,还可以发现用户系统中存在的硬件故障、软件算法和硬件设计错误，在调试过程中不断调整用户系统的软件和硬件，完成每个程序模块的调试。每个程序模块调试通过后，可以把相关功能块连在一起进行总调试。这个阶段若有故障，可以考虑各个子程序运行时是否破坏了现场，缓冲单元、工作寄存器是否发生冲突，标志位的建立和清除是否有误，堆栈区是否有溢出，输入设备的状态是否正常等，若用户系统是在开发机的监控程序下运行时,还要考虑用户缓冲单元是否和监控程序的工作单元发生冲突。单步运行只能验证程序正确与否，而不能确定定时精度、CPU的实时响应等问题，所以单步和断点调试后,还应进行连续调试。除了观察稳定性之外，还要观察用户系统的操作是否符合原始设计要求，以及安排的用户操作是否合理等，必要时还要做适当修正。系统联调是指让用户系统的软件在其硬件上实际运行，进行软、硬件联合调试，从中发现硬件故障或软、硬件设计错误。系统联调时，首先采用单步、断点、连续运行方式调试与硬件相关的各程序段既可以检验这些用户程序段的正确性，又可以在各功能独立的情况下检验软、硬件的配合情况。然后，将软、硬件按系统工作要求进行综合运行，采用全速断点、连续运行方式进行总调试，以解决在系统总体运行的情况下软、硬件的协调与提高系统动态性能。在具体操作中，用户系统在开发系统环境下，先借用仿真器、存储器等资源进行工作。若发现问题，按上述方法准确定位错误，分析错误原因，找出解决方法。6.3下载调试1、软件编写完成之后，首先保存，然后点击编译确定是否有语法错误等，如有错误先更正错误；2、点击工具栏上的第五个“目标选项”工具，如图所示，在弹出的“目标‘Target1’属性”窗口中勾选“E生成HEX文件”，如图6.3-1所示，点击确定并重新编译，这时会生成一个后缀为.HEX的文件。图6.3-13、打开STC-ISP姚永元测试软件，如图6.3-2所示，在步骤1里选择本次设计所用的单片机STC89C52RC，步骤2选择OpenFile选择刚才编译文件保存的文件夹里的.HEX文件，将USB串口下载线连接在电脑上并安装串口驱动程序，此时可以在系统的设备管理器里更改COM端，改为连接上的端口，并将波特率改为11520。先点击下载在打开单片机开发板上的电源按键，此时就可以正常将程序下载到单片机中，进行程序调试检查。图6.3-2 4、程序下载到单片机后，观察发光二极管的点亮情况，并记录。7设计总结与体会经过五周的毕业综合实践，本人得到了毕业前的最后一次用专业知识、专业技能和解决问题的锻炼。让本人又重新学习了一遍单片机的基本原理，并且学习了以前学习单片机时没有涉及的应用系统开发。通过此次的毕业设计，我也收获了很多知识。当然，在这次的毕业设计过程中，也出现过一些小问题，但是基本上都是小问题，比如：在使用Protel的过程中，不知道某些元件怎么画，但是通过翻看书籍和同组的同学讨论，这些问题都得到了解决。 在这次的学习过程中，让本人把以前学过的单片机，Protel等相关知识作了进一步的巩固，对这些知识也有了更深层次的理解。本次毕业设计使用的是STC89C522RC单片机作为核心的控制元件，因此电路的可靠性较高，功能也较多。在这次设计和调试的过程中，也发现了一些问题，本人制定的红绿灯规则不够严谨，不能完全应对复杂多变的交通状况，以及系统的效率不高等。因此这还需要大家努力去进一步的完善。8英文参考文献与中文翻译8.1英文参考文献Amicrocontrollerisasinglechipmicrocomputer.Itisatypeofmicroprocessoremphasizingself-sufficiencyandcost-effectiveness,incontrasttoageneral-purposemicroprocessor.Themajorityofcomputersystemsinusetodayareembeddedinothermachinery,suchastelephones,clocks,appliances,vehicles,andinfrastructure.Anembeddedsystemusuallyhasminimalrequirementsformemoryandprogramlengthandmayrequiresimplebutunusualinput/outputsystems.Forexample,mostembeddedsystemslackkeyboards,screens,disks,printers,orotherrecognizableI/Odevicesofapersonalcomputer.Theymaycontrolelectricmotors,relaysorvoltages,andreadswitches,variableresistorsorotherelectronicdevices.Often,theonlyI/Odevicereadablebyahumanisasinglelight-emittingdiode,andseverecostorpowerconstraintscaneveneliminatethat.Incontrasttogeneral-purposeCPUs,microcontrollersdonothaveanaddressbusoradatabus,becausetheyintegratealltheRAMandnon-volatilememoryonthesamechipastheCPU.Becausetheyneedfewerpins,thechipcanbeplacedinamuchsmaller,cheaperpackage.Integratingthememoryandotherperipheralsonasinglechipandtestingthemasaunitincreasesthecostofthatchip,butoftenresultsindecreasednetcostoftheembeddedsystemasawhole.(EvenifthecostofaCPUthathasintegratedperipheralsisslightlymorethanthecostofaCPU+externalperipherals,havingfewerchipstypicallyallowsasmallerandcheapercircuitboard,andreducesthelaborrequiredtoassembleandtestthecircuitboard).Thistrendleadstodesign.Amicrocontrollerisasingleintegratedcircuit,commonlywiththefollowingfeatures:centralprocessingunit-rangingfromsmallandsimple4-bitprocessorstosophisticated32-or64-bitprocessorsinput/outputinterfacessuchasserialports(UARTs)otherserialcommunicationsinterfaceslikeI²C,SerialPeripheralInterfaceandControllerAreaNetworkforsysteminterconnectperipheralssuchastimersandwatchdogRAMfordatastorageROM,EPROM,EEPROMorFlashmemoryforprogramstorageclockgenerator-oftenanoscillatorforaquartztimingcrystal,resonatororRCcircuitmanyincludeanalog-to-digitalconverters.ThisintegrationdrasticallyreducesthenumberofchipsandtheamountofwiringandPCBspacethatwouldbeneededtoproduceequivalentsystemsusingseparatechipsandhaveprovedtobehighlypopularinembeddedsystemssincetheirintroductioninthe1970s.SomemicrocontrollerscanaffordtouseaHarvardarchitecture:separatememorybusesforinstructionsanddata,allowingaccessestotakeplaceconcurrently.Thedecisionofwhichperipheraltointegrateisoftendifficult.TheMicrocontrollervendorsoftentradeoperatingfrequenciesandsystemdesignflexibilityagainsttime-to-marketrequirementsfromtheircustomersandoveralllowersystemcost.Manufacturershavetobalancetheneedtominimizethechipsizeagainstadditionalfunctionality.Microcontrollerarchitecturesareavailablefrommanydifferentvendorsinsomanyvarietiesthateachinstructionsetarchitecturecouldrightlybelongtoacategoryoftheirown.8.2文献中文翻译单片机即单片微型计算机，是把中央处理器、存储器、定时/计数器、输入输出接口都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器，但是目前在中国大陆仍多沿用“单片机”的称呼。绝大多数现在的单片机都是基于冯·诺伊曼结构的，这种结构清楚地定义了嵌入式系统所必需的四个基本部分：一个中央处理器核心，程序存储器（只读存储器或者闪存）、数据存储器（随机存储器），一个或者更多的定时/计时器，还有用来与外围设备以及扩展资源进行通信的输入/输出端口——所有这些都被集成在单个集成电路芯片上。说单片机与通用型中央处理单元芯片不同是因为前者一般很容易配合最小型的外部支持芯片制成工作计算机。这样就可以很容易的把单片机系统植入装置内部来控制装置了。近年来为了在指令和数据上使用不同的字宽，并提高处理器流水线速度，哈佛结构在微控制器和DSP也逐渐得到了广泛的应用。传统的微处理器是不允许这么做的。它要完成单片机的工作，就必须连接一些其他芯片。比如说，因为片上没有数据存储器，就必须要添加一些RAM的存储芯片，虽然所添加存储器的容量很灵活，但是至少还是要添加，另外还需要添加很多连线来传递芯片之间的数据。比如，一个典型的微控制器只需要一个时钟发生器和很少的RAM和ROM(或者EPROM,E2PROM)就可以在软件和晶振下工作了。同时，微控制器具有丰富的输入输出设备，像是模拟数字转换(ADC)，定时器，串口或者其他串行通讯接口(比如I2C，串行外围接口(SPI),控制器局域网)。通常，这些继承在内部的设备可以通过特殊的指令来操作。9致谢本次论文设计过程中，感谢学校，给了本人学习的机会，在学习中，感谢李晶老师从选题指导、论文框架到细节修改，都给予了细致的指导，提出了很多宝贵的意见与建议，以及这三年来四川工程职业技术学院电气信息工程系的老师对本人的专业思维及专业技能的培养，在学业上的细心指导为本人日后的工作和学习打下了良好的基础。感谢这三年来朋友们以及电气二班的四十位同学对本人的学习，生活的帮助和关心。三年来的真心相待，和睦共处，不是兄弟胜是兄弟！正是一路上有你们的陪伴，本人的求学生涯才不会感到孤独。如今马上就要各奔前程了，希望兄弟姐妹们有好的前途，失败不要灰心，你的背后还有电气自动化二班这个大家庭和四十个兄弟姐妹！最后感谢父母，你们生我养我，纵有三世也无法回报，如今要出去工作了，在此，本人在心里默默的祝福你们平安，健康长寿，不会让你们失望的，也会好好工作回报社会的。最后，感谢百忙之中抽时间对本文进行审阅的各位老师，祝你们健康，工作顺利，生活幸福。10参考文献[1]樊明龙、任丽静主编《单片机原理与应用》化学工业出版社[2]郭勇、董志刚编著《Protel99SE印制电路板设计教程》[3]马忠梅等《单片机的汇编语言语言应用程序设计》北京航空航天大学出版社[4]徐惠民、安德宁《单片微型计算机原理接口与应用》第1版，北京邮电大学出版社[5]徐煜明编著《C51单片机及应用系统设计》电子工业出版社[6]许泳龙等《单片机原理及应用》机械工业出版社附录附录A系统电气原理图

附录B系统程序清单;H_REDBITP1.0（东西）;H_YELLOWBITP1.1;H_GREENBITP1.2;L_REDBITP1.3（南北）;L_YELLOWBITP1.4;L_GREENBITP1.5 ORG 0000H LJMP START ORG 0003H LJMP IINT0 ORG 0013H LJMP IINT1 ORG 0030HSTART: MOV SP,#6FH ;系统初始化 MOV 61H,#20H MOV 60H,61HLIGHT: SETB EA SETB EX0 SETB EX1 CLR IT1 CLR IT0 MOV P1,#15 ;东西红，南北绿，计时时间为15s MOV 60H,61HA1: MOV R1,#50A2: ACALL BCD ACALL DIK DJNZ R1,A2 MOV A,60H MOV R0,60H ADD A,#99H DA A MOV 60H,A CJNE R0,#05H,A1 MOV P1,#5 ;东西红，南北黄灯闪烁5s MOV R2,#5A3: MOV R1,#50A4: ACALL BCD ACALL DIK DJNZ R1,A4 CPL P1.1 MOV A,60H ADD A,#99H DA A MOV 60H,A DJNZ R2,A3 MOV P1,#20;东西绿，南北红，计时时间20s MOV 60H,61HA5: MOV R1,#50A6: ACALL BCD ACALL DIK DJNZ R1,A6 MOV R0,60H MOV A,60H ADD A,#99H DA A MOV 60H,A CJNE R0,#05H,A5 MOV P1,#5;南北红，东西黄灯闪烁5s MOV R2,#5A7: MOV R1,#50A8: ACALL BCD ACALL DIK DJNZ R1,A8 CPL P1.4 MOV A,60H ADD A,#99H DA A MOV 60H,A DJNZ R2,A7 LJMP LIGHT ;连续运行;返回部分DIK: MOV DPTR,#TAB