单片机关于交通灯设计.docx
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单片机关于交通灯设计
一、课程设计任务书
1.设计内容
1）以89C51单片机为核心器件组成交通灯控制系统，采用定时中断实现精确定时；
2）利用提供的单元模块构成硬件系统。
2.设计要求：
1）基本功能：
要求在一般工作方式下，十字路口为A、B道（A、B道交叉组成十字路口），每道设置红、绿、黄三盏灯，在灯的控制下各道轮流放行。
通行的流程是：
B道红灯亮50秒，同时A道绿灯亮30秒，闪烁5秒，A道黄灯亮5秒；然后切换A道红灯亮50秒，同时B道绿灯亮30秒，闪烁5秒；B道黄灯亮5秒。
如此循环。
在A、B道红、绿、黄灯依次点亮时，A、B道对应的两位数码管分别倒计时显示本道红、绿、黄灯点亮的时间。
2）扩展功能：
设置自动流量控制功能：
即当一道有车而另一道无车（用按键开关S1、S2模拟车辆检测功能）时，使有车车道放行。
设置优先控制功能：
当有紧急车辆通过时，用开关S0进行控制，将A、B道均设定为红灯，第二次按下开关S0后，回复正常运行状态。
3.课程设计报告要求
1）自行设计系统硬件结构，硬件图纸要求B5图纸打印；图纸符合电气规范、美观。
2）编写系统程序，要求程序书写规范，功能完全；
3）书写报告，3千字左右，报告按照设计过程来进行撰写，文后需要附系统硬件原理图一份。
4）课程设计总结（可包括课程设计过程中的收获、体会及对该课程设计的意见、建议等）。
3、参考资料
[1]李广弟,朱月秀,王秀山编著.单片机基础.北京:
北京航空航天大学出版社,2001
[2]何立民编著.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京:
北京航空航天大学出版社,1999
目录
第一章:
课程设计内容与要求分析.......................1
1.1课程设计内容.....................................4
1.2课程设计要求分析..............................
1.2.1系统单元电路组成...........................4
第二章控制系统程序设计..........................
单片机原理及应用课程设计总结.........................13
参考文献............................................
附录................................................
1.1课程设计内容
1）以89C51单片机为核心器件组成交通灯控制系统，采用定时中断实现精确定时；以89C51单片机为核心器件组成交通灯控制系统，采用定时中断实现精确定时；
1）基本功能与要求：
要求在一般工作方式下，十字路口为A、B道（A、B道交叉组成十字路口），每道设置红、绿、黄三盏灯，在灯的控制下各道轮流放行。
通行的流程是：
B道红灯亮40秒，同时A道绿灯亮30秒，闪烁5秒，A道黄灯亮5秒；然后切换A道红灯亮40秒，同时B道绿灯亮30秒，闪烁5秒；B道黄灯亮5秒。
如此循环。
在A、B道红、绿、黄灯依次点亮时，A、B道对应的两位数码管分别倒计时显示本道红、绿、黄灯点亮的时间。
2）扩展功能：
设置自动流量控制功能：
即当一道有车而另一道无车（用按键开关S1、S2模拟车辆检测功能）时，使有车车道放行。
设置优先控制功能：
当有紧急车辆通过时，用开关S0进行控制，将A、B道均设定为红灯，第二次按下开关S0后，回复正常运行状态。
2）利用提供的单元模块构成硬件系统。
1.2.1系统单元电路组成
电路组成：
在此电路中，我们主要用到了AT89C52单片机，
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，AT89C51是一种高效微控制器。
AT89C单片机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。
1．AT89C51主要特性：
·与MCS-51兼容
·4K字节可编程闪烁存储器
寿命：
1000写/擦循环
数据保留时间：
10年
·全静态工作：
0Hz-24Hz
·三级程序存储器锁定
·128*8位内部RAM
·32可编程I/O线
·两个16位定时器/计数器
·5个中断源
·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式
·片内振荡器和时钟电路
2．管脚说明：
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
口管脚备选功能
P3.0RXD（串行输入口）
P3.1TXD（串行输出口）
P3.2/INT0（外部中断0）
P3.3/INT1（外部中断1）
P3.4T0（记时器0外部输入）
P3.5T1（记时器1外部输入）
P3.6/WR（外部数据存储器写选通）
P3.7/RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。
具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。
其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。
8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。
8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。
同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。
由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：
与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。
8255管脚
特性
（1）一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口.
（2）具有24个可编程设置的I/O口,即3组8位的I/O口为PA口,PB口和PC口.它们又可分为两组12位的I/O口,A组包括A口及C口（高4位,PC4~PC7）,B组包括B口及C口（低4位,PC0~PC3）.A组可设置为基本的I/O口,闪控（STROBE）的I/O闪控式,双向I/O3种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定.
引脚功能
RESET:
复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。
CS:
芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输.
RD:
读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。
WR:
写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。
D0～D7:
三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。
PA0～PA7:
端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。
PB0～PB7:
端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。
PC0～PC7:
端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。
端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口，每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。
'
A0,A1:
地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.
当A0=0,A1=0时,PA口被选择;
当A0=0,A1=1时,PB口被选择;
当A0=1,A1=0时,PC口被选择;
当A0=1.A1=1时,控制寄存器被选择.
1.3控制系统程序设计
由PA.0～PA.2控制南北方向，其中PA.0为红灯，PA.1为黄灯，PA.2为绿灯。
PA.5～PA.7控制东西方向，其中PA.7为红灯，PA.6为黄灯，PA.5为绿灯。
COM_ADD
XDATA
0F003H
PA_ADD
XDATA
0F000H
PB_ADD
XDATA
0F001H
PC_ADD
XDATA
0F002H
ORG
0000H
LJMP
STAR
ORG
0100H
STAR:
MOV
SP,#60H
MOV
DPTR,#COM_ADD
MOV
A,#80H
;PA、PB、PC为基本输出模式
MOVX
@DPTR,A
MOV
DPTR,#PA_ADD
;灯全熄灭
MOV
A,#0FFH
MOVX
@DPTR,A
START1:
MOV
A,#37H
MOVC
A,@A+PC
MOVX
@DPTR,A
;东西绿灯，南北红灯
ACALL
DL5S
MOV
R4,#6
START2:
MOV
A,#30H
MOVC
A,@A+PC
MOVX
@DPTR,A
;东西绿灯闪烁，南北红灯
ACALL
DL500ms
MOV
A,#29H
MOVC
A,@A+PC
MOVX
@DPTR,A
ACALL
DL500ms
DJNZ
R4,START2
MOV
A,#23H
;东西黄灯亮，南北红灯
MOVC
A,@A+PC
MOVX
@DPTR,A
ACALL
DL3S
MOV
A,#1EH
;东西红灯，南北绿灯
MOVC
A,@A+PC
MOVX
@DPTR,A
ACALL
DL5S
MOV
R4,#6
START3:
MOV
A,#17H
;东西红灯，南北绿灯闪烁
MOVC
A,@A+PC
MOVX
@DPTR,A
ACALL
DL500ms
MOV
A,#10H
MOVC
A,@A+PC
MOVX
@DPTR,A
ACALL
DL500ms
DJNZ
R4,START3
MOV
A,#0AH
;东西红灯，南北黄灯亮
MOVC
A,@A+PC
MOVX
@DPTR,A
ACALL
DL3S
SJMP
START1
DB
01111110B
;东西绿灯，南北红灯
DB
11111110B
;东西绿灯闪烁，南北红灯
DB
10111110B
;东西黄灯亮，南北红灯
DB
11011011B
;东西红灯，南北绿灯
DB
11011111B
;东西红灯，南北绿灯闪烁
DB
11011101B
;东西红灯，南北黄灯亮
DL500ms:
MOV
R5,#25
DL500ms1:
MOV
R6,#100
DL500ms2:
MOV
R7,#100
DJNZ
R7,$
DJNZ
R6,DL500ms2
DJNZ
R5,DL500ms1
RET
DL3S:
MOV
R4,#6
DL3S1:
LCALL
DL500ms
DJNZ
R4,DL5S1
RET
DL5S:
MOV
R4,#10
DL5S1:
LCALL
DL500ms
DJNZ
R4,DL5S1
RET
END
单片机原理及应用课程设计总结
此次课程设计没有现成的程序和设计图，需要我们真正亲手去编，最郁闷的莫过于画设计图。
按照实验要求上的图画了出来，加载程序以后却不能正常运行，改了好多次都没有成功。
同学们电脑上软件的版本差异也影响了交流。
有些元件的型号不同，但在选用时图形确很相似，致使选错了元件，影响了结果。
这两周的实习真的有点郁闷，程序里面的好多内容不懂，自我感觉是单片机我们所学的内容还不足以编出这两个程序，但是只好硬着头皮去看去理解。
但在学习过程中也充满了乐趣，当看懂了程序的一些语句，画出了要求的设计图，那我喜悦那种成就感油然而生。
这次实习让我受益匪浅，无论从知识上还是其他的各个方面。
上课的时候的学习从来没有见过真正的单片机，只是从理论的角度去理解枯燥乏味。
但在实习中见过甚至使用了单片机及其系统，能够理论联系实际的学习，开阔了眼界，提高了单片机知识的理解和水平。
在这次课程设计中又让我体会到了合作与团结的力量，当遇到不会或是设计不出来的地方，我们就会在QQ群里讨论或者是同学之间相互帮助。
团结就是力量，无论在现在的学习中还是在以后的工作中，团结都是至关重要的，有了团结会有更多的理念、更多的思维、更多的情感。
单片机是很重要的一门课程，老师和一些工作的朋友都曾说过，如果学好一门单片机，就凭这个技术这门手艺找一个好工作也不成问题。
尽管我们在课堂学到的内容很有限，但在以后的学习中单片机还需要好好的深入研究和学习，学好了单片机也就多了一项生存的本钱。
最后衷心的感谢我的合作伙伴及叶天迟老师给我的精心指导和帮助。
附录：
89c51的A0和A1分别接8255的A0和A1口。
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