交通灯课程设计Word格式文档下载.docx

1、此方案总体分为三个模块：交通灯转换模块、时间显示模块和一秒时间控制模块。现分别叙述如下：交通灯转换模块：本次设计最初只要求设计东南两个方向的指示灯，如果要增加西北两个方向指示灯，不能只是进行简单的对称增加并同步运行，比方说不能东南两个方向同时允许左拐。所以在设计上我进行了六种状态的轮换，如下图所示：图1 交通灯轮换图时间显示模块：由于有四路指示灯，所以需要四个数码管来对等待时间进行显示，每个数码管都是十位数，可以选用7-seg-mpx2-ca，此数码管是共阳极的，是高电平点亮。一秒时间控制模块：此模块通过89c51内部的定时器/计数器来精确对一秒时间进行判断，然后判断红绿灯或者数码管是否切换。

2、除了上述三个模块外，另外还有人行道的红绿灯模块和基于中断的控制模块，红绿灯模块通过硬件电路实现，控制模块通过中断来实现。1.2 方案原理图及其说明图2方案原理图1） 正常运行时首先进入主程序，提取存储在寄存器里面的时间值，进行倒计时预置数，通过秒脉冲源给倒计数器发送秒脉冲，倒计时器开始倒计时，驱动时间显示器显示，并且交通灯也正常运行，当倒计时器计到0时，自动进入到下一个寄存器并提取时间值，同时控制和改变交通灯的显示如此往复循环。2） 紧急情况时当按下紧急开关时，倒计时器一直处于清零状态，车辆通行的交通灯四个方向的红灯以及人行道红灯同时亮起。并且在紧急情况过后拨回开关即能恢复正常时的最后状态。如

3、果路口灯出现不正确显示时，按一下初始化按钮，可以对系统进行初始化操作，所有状态全部复位。另外还有一个对路灯延时的操作，它可以对数码管显示进行加一，并对交通灯延时一秒。2设计总体框图图3 设计总体框图 3. 设计单元电路3.1 单片机芯片AT89C51在设计之中选取的是C51芯片，芯片包含有一个8位CPU；一个片内振荡器及时钟电路；4KB ROM程序存储器；128B RAM数据存储器；可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路；32条可编程的I/O线（4个8位并行I/O端口）；两个16位的定时/计数器；一个可编程全双工串行口；5个中断源、两个优先级嵌套终端结构。芯片如下图：

4、图4 单片机芯片AT89C51AT89C51单片机为40引脚芯片如图23所示。图5 AT89C51引脚图I/O口线: P0、P1、P2、P3共四个八位P0口是三态双向口, 通称数据总线口, 因为只有该口能直接用于对外部存储器的读写操作。P0口也用以输出外部存储器的低8位地址。由于是分时输出, 故应在外部加锁存器将此地址数据锁存, 地址锁存信号用ALE。P1口是专门供用户使用的I/O口, 是准双向口。P2口是从系统扩展时作高8位地址线用。不扩展外部存储器时, P口也可P2口也是准双向口。P3口是双功能口, 该口的每一位均可独立地定义为第一I/O 功能或第二I/O功能。作为第一功能使用时操作同P1

5、口。P3口的第二功能如表21。控制口线: PSEN （片外取控制）、AL E（ 地址锁存控制）、EA （片外储器选择）、RE2SET （复位控制） ;电源及时钟: CCC、VSS; XTAL 1, XTAL 2表1 引脚功能表第一功能标记第二功能P3.0RXD串行输入口P3.1TXD串行输出口P3.2NT0外部中断0输入P3.3NT1外部中断1输入P3.4T0定时/计数器0外部输入P3.5T1定时/计数器1外部输入P3.6WD外部数据存储器写选通P3.7RD外部数据存储器读选通3.2 数码管芯片7seg-mpx2-caLED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，根据LED数码

6、管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。A、 静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O埠进行驱动，或者使用如BCD码二-十进位*器*进行驱动。B、 动态显示驱动：动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通COM端电路的控制。这里选择的是由四个数码管7seg-mpx2-ca，7seg示七段数码管，mp

7、x2-表示是两位，ca是表示共阳极。其芯片如图所示图6 7seg-mpx2-ca 芯片图4 电路原理说明4.1 主程序框图图7 主程序框图4.2 程序说明4.2.1 初始化程序ORG 0000H LJMP START /跳转到初始化程序ORG 000BHLJMP DISP /显示中断程序ORG 001BHLJMP TIME /一秒控制中断程序ORG 0003HLJMP INX /紧急外部中断程序ORG 0013HLJMP INY /加一程序ORG 0030HSTART:MOV SP,#60H MOV P1,#0 MOV R3,#0 MOV TMOD,#11H MOV TH0,#0D8H MOV

8、 TL0,#0F0H MOV 40H,#3 /状态1等待时间 MOV 42H,#4 /状态2等待时间 MOV 44H,#5 /状态3等待时间 MOV 46H,#6 /状态4等待时间 MOV 48H,#7 /状态5等待时间 MOV 4AH,#8 /状态6等待时间 SETB EA SETB ET0 /开启定时器0 SETB ET1 /开启定时器1 SETB TR0 SETB TR1 SETB EX0 /开启外部中断0 CLR IT0 /设置为低电平中断 SETB EX1 /开启外部中断1 SETB IT1 /设置为下降沿中断4.2.2 交通灯点亮程序MAIN: MOV P1,#64H MOV P2

9、,#04H /点亮东南方向的红灯，西方向的绿灯，北方向的黄灯 MOV R2,40H /取出寄存器40H所存储的时间，给R2LOOP1:MOV A,42H ADD A,R2 MOV 30H,A /西方向绿灯的等待时间为40H+42H MOV 32H,R2 /北方向黄灯的等待时间为40H MOV 34H,R2 /东方向红灯的等待时间为40H MOV 36H,30H /南方向红灯的等待时间为40H+42HNEXT1:CJNE R2,#0,LOOP1 /计时到0时跳转到下一个状态MOV P1,#4CH MOV P2,#08H /点亮东西方向的绿灯，南北方向的红灯 MOV R2,42H /取出寄存器42

10、H所存储的时间，给R2LOOP2:MOV 30H,R2 /西方向绿灯的等待时间为42H MOV A,44H MOV 32H,A /北方向红灯的等待时间为42H+44H MOV 34H,32H /东方向绿灯的等待时间为42H+44H MOV 36H,R2 /南方向红灯的等待时间为42HNEXT2:CJNE R2,#0,LOOP2 /计时到0时跳转到下一个状态4.2.3 显示中断程序DISP: CLR EA CLR TR0 PUSH ACC PUSH PSW /入栈保护数据 ACALL HEXBCD /显示时间的个位和十位分开，分别存储 MOV R0,#50H /显示西方向数码管的十位 MOV R

11、1,#0 /选中西方向的数码管十位显示LD: MOV DPTR,#TAB1 MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR MOV P3,A /输出使其选中要显示的数码管 MOV DPTR,#TAB MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A /显示时间 ACALL DELAY INC R0 /选中下一个存储时间的寄存器 INC R1 /选中下一个要显示的数码管 CJNE A,#8,LD /数码管的8位选完后退出中断EXIT1:MOV TH0,#0D8H POP PSW POP ACC /出栈 SETB TR0 /开启定时器0中断 SETB EA /开启总中断 RETI4.2

12、.4 一秒控制中断程序TIME: CLR TR1 PUSH PSW /入栈保护 INC R3 CJNE R3,#20,EXIT0 /判断是否等待1s时间 DEC R2 /如果等待了一秒，即对R2进行减一EXIT0:MOV TH1,#03CH MOV TL1,#0B0H /设置中断时间为50ms SETB TR1 /开启定时器1中断 SETB EA /开启总中断4.2.5 紧急中断程序INX: CLR EA /关闭总中断 CLR TR0 /关闭定时器1中断 CLR TR1 /关闭定时器1中断 JB P3.2,KAI /如果p3.2为低电平，执行红灯点亮 MOV P0,#00H MOV P1,#2

13、4H MOV P2,#09H JNB P3.2,$KAI: SETB TR0 /开启定时器0中断4.2.6 等待时间加一中断程序INY: INC R2 /对R2加一RETI5 设计心得在这学期的课程设计中，我通过查找大量资料，以及不懈的努力，培养了独立思考的能力。更重要的是，我学会了遇到问题时要调整好心态解决问题，而这是日后最实用的，真正对自己有意义的收获。这次单片机课程设计，使我掌握了如何独立编写程序，编写程序的基本过程及其各阶段的基本任务，并了解了总流程框图的编写思路，对课本上的知识有了更深层次的理解。课本上的知识永远都是机械的，表面的，只有通过把书本上的知识在实际中实现，才能把原来以为很

14、深奥的东西变得更加容易理解。另外，在设计的过程中，我发现了自己存在的不足。比方说，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。但是通过查阅大量有关资料并咨询老师同学，不仅使我克服了障碍，而且使自己学到了不少新的知识，同样收获巨大。这次设计虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。6 参考文献1 李朝青.单片机原理及接口技术.北京航空

15、航天大学出版社，2006年2 何立民.单片机应用技术大全.北京航空航天大学出版社，1994年3 周润景. proteus入门实用教程.机械工业出版社，2007年4 李建忠.单片机原理及应用.西安电子科技大学出版社, 2002年5 潘新民.微型计算机控制技术.电子工业出版社, 2003年附录元器件清单表2 原件清单中文名称元件代号数量（个）单片机AT89C51U11数码管7SEG-MPX2-CA无4红色发光二极管LED-REDD1D4绿色发光二极管LED-GREEND5D8交通灯TRAFFIC LIGHTS电阻10WATT 0R22R1R1515与门74LS08U3AU3D非门74LS04U4AU4D排阻RESPACK-8RP138译码器74LS138U2单刀双掷开关SW-SPDT-MOMSW1按钮BUTTON2