1、 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)課題名稱交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)姓 名學(xué) 號(hào)院、系、部物理與電子科學(xué)系專 業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)指導(dǎo)教師2013年11月20日一、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：設(shè)計(jì)任務(wù)：1、在T字路口共有三組紅黃綠燈和三個(gè)計(jì)時(shí)顯示系統(tǒng)，計(jì)時(shí)系統(tǒng)由2位數(shù)碼管組成，用于顯示紅綠燈點(diǎn)亮的時(shí)間。2、綠燈倒計(jì)時(shí)20秒、黃燈倒計(jì)時(shí)3秒，均不需要閃爍。要 求： 首先進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，先確定設(shè)計(jì)的硬件電路方案，然后進(jìn)行硬件電路的初步設(shè)計(jì)，在計(jì)算機(jī)上畫(huà)出硬件電路圖，在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行修正硬件電路圖，并對(duì)所涉及的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。在確定硬件的基礎(chǔ)上，要進(jìn)行軟件的總體設(shè)計(jì)，包括軟件主流程的設(shè)計(jì)以及各子程序的設(shè)計(jì)，同時(shí)，要寫(xiě)出

2、詳細(xì)的操作說(shuō)明，如時(shí)間的調(diào)整方法，顯示窗口的時(shí)間切換等，以配合軟件的設(shè)計(jì)。然后進(jìn)入硬件的調(diào)試及編程工作，設(shè)計(jì)組內(nèi)的同學(xué)可根據(jù)任務(wù)分工，有調(diào)試硬件各功能模塊的，如鍵盤(pán)子程序、顯示子程序等，有進(jìn)行整體程序的編制的，各模塊的編制過(guò)程中要注意資源的銜接。最后進(jìn)入聯(lián)機(jī)調(diào)試，聯(lián)機(jī)調(diào)試的原則也要采用分步走的原則，各個(gè)功能模塊要逐步套入，通過(guò)一個(gè)再增加一項(xiàng)功能，從而達(dá)到設(shè)計(jì)的總體要求，不要上來(lái)編制個(gè)最大的程序，最后無(wú)法查找錯(cuò)誤！最后寫(xiě)出設(shè)計(jì)報(bào)告。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 二、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 三、成績(jī) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 目錄一、 緒 言2二、 方案比較與論證22.1 系

3、統(tǒng)整體流程圖22.2 丁字路口交通燈控制系統(tǒng)方案論證32.3 單片機(jī)的選擇方案論證42.4 顯示模塊的選擇方案論證5三、硬件電路設(shè)計(jì)53.1 交通燈控制電路圖5四、程序流程圖6五、 電子密碼鎖控制器仿真65.1 Keil調(diào)試65.2 Proteus調(diào)試7六、結(jié)束語(yǔ)7七、參考文獻(xiàn)7附錄1 系統(tǒng)電路原理圖8附錄2 部分源程序8一、緒 言 社會(huì)發(fā)展迅速,交通問(wèn)題逐漸成為一個(gè)非常重要的問(wèn)題,而路口的紅綠燈是交通法規(guī)的無(wú)聲命令，是司機(jī)和行人的行為準(zhǔn)則。路口的交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關(guān)鍵。 當(dāng)前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市正在采用“自動(dòng)”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈綠燈”轉(zhuǎn)換間隔，并自動(dòng)切換。它們一

4、般由“通行與禁止時(shí)間控制顯示、紅黃綠三色信號(hào)燈和方向指示燈”三部分組成。 本次課程設(shè)計(jì)為模擬丁字路口的交通燈,控制三個(gè)方向的車輛通行與停止。二、方案比較與論證2.1 系統(tǒng)整體流程圖2.2 丁字路口交通燈控制系統(tǒng)方案論證車輛運(yùn)行可分為以下兩種情況:一、1，2方向綠燈-黃燈時(shí)，3號(hào)路紅燈。二、3方向綠燈-黃燈時(shí)，1,2方向紅燈。晶振電路 外部振蕩電路單片機(jī)必須在AT89C52的驅(qū)動(dòng)下才能工作，在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元。外部震蕩電路如圖所示：復(fù)位電路單片機(jī)外部中斷和內(nèi)部中斷并存，它有硬件復(fù)位端RST，只要輸入持續(xù)4個(gè)機(jī)器周期的

5、高電平既可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。硬件復(fù)位后的各狀態(tài)可知寄存器和存儲(chǔ)器的值都恢復(fù)到了初始值，應(yīng)該為本設(shè)計(jì)功能中有倒計(jì)時(shí)時(shí)間的記憶功能，所以不能對(duì)單片機(jī)進(jìn)行硬件復(fù)位，只能使用軟復(fù)位。軟復(fù)位實(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后，將程序指針通過(guò)一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程。復(fù)位電路雖然簡(jiǎn)單，但其作用非常重要。一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，首先要檢查是否復(fù)位成功。此復(fù)位電路直接接在AT89C52的RST端口上，RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸出端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效，因?yàn)槭褂玫氖?2M晶振，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期（即兩個(gè)機(jī)器周期）以上。具體設(shè)計(jì)如圖所示：交通燈主控芯片的端口分配P1、P2端口為交通燈燈泡輸出電路，P1.0P1.

6、7、P2.0、P2.1為交通燈車道紅綠燈，P3.2、P3.3分別接兩個(gè)中斷開(kāi)關(guān)。端口的分配如表所示：原件名對(duì)應(yīng)端口復(fù)位開(kāi)關(guān)RST晶振電路XTAL1和XTAL21號(hào)車道P1.6-P2.12號(hào)車道P1.0-P1.23號(hào)車道P1.3-P1.51-2車道數(shù)碼管P0.0-P0.63車道數(shù)碼管P0.0-P0.62.3 單片機(jī)的選擇方案論證方案一：采用可編程邏輯期間CPLD作為控制器。CPLD可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO資源豐富、易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模控制系統(tǒng)的控制核心。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對(duì)數(shù)據(jù)的處理速

7、度的要求也不是非常高，且從使用及經(jīng)濟(jì)的角度考慮我們放棄了此方案。方案二：采用Atmel公司的AT89S52單片機(jī)作為控制器。AT89S52是一個(gè)低功耗，高性能的51內(nèi)核的CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k空間的可反復(fù)擦些1000次的Flash只讀存儲(chǔ)器，具有256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)IO口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器。綜合考慮，選擇方案二，采用Atmel公司的AT89S52單片機(jī)作為控制器。2.4 顯示模塊的選擇方案論證方案一：采用帶字庫(kù)LCD模塊顯示。能顯示復(fù)雜的信息，具有質(zhì)量輕，體積小，功耗低，指令功能強(qiáng)，接口簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，顯示內(nèi)容豐富，圖形美觀，易于人

8、機(jī)交流。但是價(jià)格昂貴。方案二：采用LED燈顯示。成本低、易操作，對(duì)于簡(jiǎn)單的電路可以選用此方案。選用方案二，顯示所需信息。三、硬件電路設(shè)計(jì)3.1 交通燈控制電路圖3.5 主要元器件選擇主要元器件選用型號(hào)和數(shù)量如表2-1所示：表2-1 主要元器件清單序號(hào)材料名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量元件代號(hào)1單片機(jī)AT89C511U12晶振12MHz1X13電容22PF2C1、C24數(shù)碼管MPX82DS1、DS25排阻1k2RP16中斷開(kāi)關(guān)SPST-21SW-PB開(kāi)始四、程序流程圖 一二號(hào)路綠燈亮三號(hào)路紅燈亮一二號(hào)路黃燈亮三號(hào)路綠燈亮一二號(hào)路紅燈亮三號(hào)路黃燈亮5、 電子密碼鎖控制器仿真 在完成了交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件

9、設(shè)計(jì)以后，便進(jìn)入系統(tǒng)的調(diào)試階段。系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法基本上是相同的，但具體細(xì)節(jié)和所采用的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)以及用戶系統(tǒng)選用的單片機(jī)型號(hào)有關(guān)，如可選用Keil軟件進(jìn)行軟件調(diào)試，用Proteus軟件完成硬件調(diào)試。5.1 Keil調(diào)試5.2 Proteus調(diào)試 六、結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能去分析問(wèn)題、解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及用c語(yǔ)言設(shè)計(jì)程序的思路技巧等方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。七、參考文獻(xiàn)【1】 張迎新.單片機(jī)初級(jí)教程【M】.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.【2】 馮志強(qiáng).A

10、ltium Designer8.0中文版電路設(shè)計(jì)【M】.北京：清華大學(xué)出版社，2009.【3】 楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程（第三版）【M】.北京：高等教育出版社，2006.【4】 余孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程（第三版）【M】.北京：高等教育出版社，2006.【5】 程鵬.自動(dòng)控制原理（第二版)【M】.北京：高等教育出版社，2006.【6】 王化祥，張淑英.傳感器原理及應(yīng)用(第三版)【M】.天津：天津大學(xué)出版社，2007.【7】 邱關(guān)源，羅先覺(jué).電路（第五版）【M】.北京：高等教育出版社，2006.【8】 王明泉.信號(hào)與系統(tǒng)【M】.北京：科學(xué)出版社，2008.附錄1 系統(tǒng)電路原理圖附錄

11、2 部分源程序P1.0/P1.1/P1.2分別控制主干道的紅、黃、綠燈1.3/P1.4/P1.5分別控制次干道的紅、黃、綠燈1.6/P1.7驅(qū)動(dòng)光電耦合器/P1.7為干道紅燈亮輸出0一二號(hào)路 綠燈亮20秒，黃燈亮3秒，計(jì)23秒；三號(hào)路 綠燈亮20秒，黃燈亮3秒，計(jì)23秒；$INCLUDE(C8051F020.inc)ORG 0000HSJMP STARTORG 0BH ;T0中斷入口ORG 30HSTART:MOV SP,#46HMOV A,#0FFHMOV P1,AMOV A,#0MOV P0,AMOV P2,AMOV P3,AMOV A,#0MOV B,#0MOV TMOD,#11HMOV

12、 TL0,#0B0HMOV TH0,#3CHSETB EASETB ET0SETB TR0START1:NOPNOPMOV 0A6H,#01EH ;看門(mén)狗MOV 0A6H,#0E1H ;看門(mén)狗MOV A,#BMOV P1,A ;雙方向黃燈亮3秒BK1: MOV 0A6H,#01EH ;看門(mén)狗MOV 0A6H,#0E1H ;看門(mén)狗MOV A,B ;NOPNOPCJNE A,#3,BK1 ;MOV B,A ;MSNOPNOPCJNE A,#19,BK1MOV A,#BMOV P1,A ;主干道綠燈亮、次干道紅亮MOV A,#0MOV B,#0BK2: MOV 0A6H,#01EH ;看門(mén)狗MOV

13、0A6H,#0E1H ;看門(mén)狗MOV A,BNOP NOPCJNE A,#41,BK2 ;CPL P1.2MOV R0,#8 ;BK3: MOV 0A6H,#01EH ;看門(mén)狗MOV 0A6H,#0E1H ;看門(mén)狗MOV B,ANOP NOPCJNE A,#10,BK3CPL P1.2MOV A,#0DJNZ R0,BK3MOV A,#BMOV P1,A ;雙方向黃燈亮3秒MOV A,#0MOV B,#0BK4: MOV 0A6H,#01EH ;看門(mén)狗MOV 0A6H,#0E1H ;看門(mén)狗MOV A,BNOPNOPCJNE A,#3,BK4 ;MOV B,ANOPNOPCJNE A,#19,BK4MOV A,#BMOV P1,A ;主干道紅燈亮、次干綠道亮MOV A,#0MOV B,#0BK5: MOV 0A6H,#01EH ;看門(mén)狗MOV 0A6H,#0E1H ;看門(mén)狗MOV A,BNOPNOPCJNE A,#27,BK5CPL P1.5MOV R0,#8 ;BK6: MOV 0A6H,#01EH ;看門(mén)狗MOV 0A6H,#0E1H ;看門(mén)狗MOV B,ANOPNOPCJNE A,#10,BK6CPL P1.5MOV A