1、 . . . 長江學院課程設計報告 課程設計題目： 交通信號燈控制系統制作設計2011年 06月 06日單片機控制交通燈控制系統設計摘要十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實現這井然秩序呢？靠的是交通信號燈的自動指揮系統。交通信號燈控制方式很多。本設計是根據我所學習的單片機課程，按照大綱要求對我進行的一次課程檢驗，是進行單片機課程訓練的必要任務，也對我們掌握單片機應用有很大的幫助。掌握單片機技術是一門不可或缺的技術，對我將來的工作以與生活和學習都有很密切的聯系。當今世界的發展是以科學技術為基礎的，微控技術在生產中所占的比重也越來越大。單片機的出現是近代計算機技

2、術發展史上的一個重要里程碑。近年來，隨著電子技術和微機計算機的迅速發展，單片機的檔次不斷提高，其應用領域也在不斷的擴大，已在工業控制、尖端科學、智能儀器儀表、日用家電、汽車電子系統、辦公自動化設備、個人信息終端與通信產品中得到了廣泛的應用，成為現代電子系統中最重要的智能化的核心部件。目 錄 1引言.42原件型號與參數.5 2.1 MSC-51芯片簡介 .5 2.2雙色發光二極管.5 2.3雙色燈與數碼顯示的對應關系.52.4交通燈的狀態.62.5硬件連線.62.6 8279使用簡介.63 CAD電路原理圖與說明.8 4件設計流程圖與源程序清單.95實驗心得與體會.206參考文獻.211引言當今

3、，紅綠燈安裝在各個道口上，已經成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。大多紅綠燈由紅綠黃三色圓形投光器組成：“紅”燈表示“停止”，“黃”燈表示“注意”，“綠”燈表示“通行”。本電路設計了一個簡易的交通燈控制系統，利用51單片機的定時器產生秒信號，控制十字路口的紅綠黃燈交替點亮和熄滅，并且用4只LED數碼管顯示十字路口兩個方向的剩余時間。并運用按鍵設置兩個方向的通行時間（綠燈點亮的時間），使系統的工作符合一般交通燈控制要求。2元器件的型號與參數2.1 MSC-51芯片簡介AT89S52是MCS-51系列單片機的典型產品，我們以這一代表性的機型進行系統的講解。AT89S52單片機包含中央處理器、程序

4、存儲器(ROM)、數據存儲器(RAM)、定時/計數器、并行接口、串行接口和中斷系統等幾大單元與數據總線、地址總線和控制總線等三大總線，現在我們分別加以說明：2.2雙色發光二極管雙色發光二極管是將一個紅色LED管芯和一個綠色LED管芯封裝在一起、公用負端的一個集成器件。當紅色正端加高電平，綠色正端加低電平時，紅燈亮；紅色正端加低電平，綠色正端加高電平時，綠燈亮；兩端都加高電平時，黃燈亮。實驗中，采用4只雙色發光二極管（DLED)分別模擬安裝在東、西、南、北4個路口上的4只交通燈，每只雙色發光二極管由74LS240反向驅動器驅動，74LS240輸入控制端為DR和DG，分別控制DLED紅燈和黃燈的工

5、作。具體控制如下：發光二極管的控制： R 0 G 1 紅色 R 1 G 0 綠色 R 0 G 0 黃色 R 1 G 1 不發光2.3雙色燈與數碼管顯示的對應關系3號數碼管（DR4） 北2號數碼管（DR3） 西1號數碼管（DR2） 南0號數碼管（DR1） 東2.4交通燈的狀態（1）正常狀態：狀態數值持續時間工作狀況101101010(5AH)20秒東西紅燈南北綠燈200001010(0AH)1秒東西紅燈南北黃燈閃爍310100110 (A5H)20秒東西綠燈南北紅燈400000110(05H)1秒南北紅燈東西黃燈閃爍（2）緊急狀態狀態數值持續時間工作狀況100001111(OFH)10秒東西南北

6、全部紅燈2.5硬件連線（1）采用P1口輸出，P1.0P1.7分別與DG1，DR1，DG2，DR2，DG3，DR3，DG4，DR4相連；（2）P3.2和P3.3分別與按鍵開關K1、K2相連，K1的優先級高于K2；（3）在愛迪克實驗教學機上，數碼管和8279部已經連接好，不需再連線。2.6 8279使用簡介8279可按其功能分為:鍵盤功能塊;顯示功能塊;控制功能塊;與CPU接口功能塊控制功能塊包括控制和定時寄存器,定時和控制,掃描計數器三部分。它主要用來控制鍵盤和顯示功能塊工作.控制和定時寄存器:用于存貯來自CPU的編程命令,CPU對8279編程以確定鍵盤與顯示器工作方式和其它工作條件時,先把命令

7、控制數據放到數據總線上,然后使A0=1,WR=0CS=0,并在WR上升沿把命令鍵存在控制和定時寄存器中,并經譯碼,建立適當的功能. 定時和控制:它含基本的定時計數器,第一個計數器是一個分頻系數為2-31的前置定時器,分頻系數可由程序預置,使部頻率為100KHz,從而能給出5.1ms鍵盤掃描時間和10.3ms反跳時間,其它計數器將此基本頻率分頻后,提供適當的按鍵掃描.行掃描.鍵盤陣列掃描.以與顯示器掃描次數.   本圖片為8279引腳圖18279 在鍵盤工作方式時，可設置為雙鍵互鎖方式和 N 鍵循回方式。雙鍵互鎖方式：若有兩個或多個鍵同時按下時，不管按鍵先后順序如何，只能識別

8、最后一個被釋放的鍵，并把該鍵值送入 FIFO RAM 中。N 鍵循回方式：一次按下任意個鍵均可被識別，按鍵值按掃描次序被送入 FIFO RAM 中。2.5.2顯示方式顯示功能塊包括:顯示寄存器,16X8顯示RAM,顯示地址寄存器. 顯示RAM和顯示寄存器8279部有16X8的顯示RAM,通過顯示寄存器和兩個四位端口0UT A0-3,0UT BO-3來刷新顯示,顯示器可以是白熾燈,也可以是8段數碼管,顯示RAM可以是16X8的形式,也可以構成兩個16x4 的RAM形式,顯示RAM可由CPU進行讀寫,被讀寫的RAM字節地址由顯示地址寄存器指示. 顯示地址寄存器保存當前CPU讀或寫的那個RAM地址,

9、以與正顯示著的那兩個4位半字節的地址,讀寫地址由CPU命令編程,也可置為每次讀寫后地址自動加1的工作方式,在設置了正確的工作方式后,顯示RAM可直接由CPU讀出,半字節A和半字節B地址自動由8279更新,以適應由CPU送入的數據,A和B半字節可獨立送入,也可作為一個字送入,隨CPU所設置的工作方式而定3 CAD電路原理圖與說明4軟件設計流程圖與源程序清單與注解4.1主程序流程圖主程序程序注入返回4.2源程序清單與注解Z8279 EQU 08701H ;8279 狀態/命令口地址D8279 EQU 08700H ;8279 數據口地址LEDMOD EQU 00H ;左邊輸入八位字符顯示 ;外部譯

10、碼鍵掃描方式,雙鍵互鎖LEDFEQ EQU 2FH ;掃描速率LEDCLS EQU 0C1H ;清除顯示 RAMLEDWR0 EQU 80H ;設定的將要寫入的顯示RAM地址 ORG 0000H AJMP START ORG 0003H ;INT 0 中斷入口地址LJMP INT_0 ORG 000BH ;INT T0 入口地址 AJMP INT_T0 ORG 001BH ;INT T1 入口地址AJMP INT_T1 ORG 0040HSTART: MOV SP,#60H LCALL INIT8279 ;初始化8279 MOV R6,#00H MOV R1,#0H ;南北 MOV R2,#0

11、H ;東西 MOV 32h,#10 MOV 33h,#8 MOV TMOD, #10H ;置T1為方式1 SETB EX0 ;INT 0 中斷有效 SETB IT0 SETB PX0 MOV TMOD,#11H MOV TL0,#00H ;50 mS 的時間常數 MOV TH0,#04CH MOV TL1,#00H ;50 mS 的時間常數 MOV TH1,#04CH MOV R0,#20H SETB TR0 SETB TF1 SETB ET0 SETB TR1 SETB ET1 SETB EA ;開總中斷 LCALL ST0 ;置初始狀態南北東西全紅WAIT0: MOV A,R1 MOV R

12、2,A MOV R3,A LCALL DISPLAY CJNE R1,#00,WAIT0CIRCLE: LCALL ST1WAIT1: MOV A,R1 MOV R2,A LCALL DISPLAY CJNE R1,#02,WAIT1FLASH: LCALL ST2 MOV A,R1 MOV R2,A LCALL DISPLAY CJNE R1,#00,flash LCALL ST3 WAIT3: MOV A,R1 MOV R3,A LCALL DISPLAY CJNE r1,#02,WAIT3FLASH1: LCALL ST4 MOV A,R1 MOV R3,A LCALL DISPLAY

13、CJNE R1,#00,FLASH1LJMP CIRCLEST0: MOV DPTR,#8300h MOV a,#0FH ;東西南北全紅 MOVX DPTR,a MOV R1,#05 RETST1: MOV DPTR, #8300H ; 東西綠燈南北紅燈 MOV A, 32h MOV R1, A MOV A, #5AH MOVX DPTR, A RETST2: MOV DPTR,#8300H ;綠燈閃3次 MOV A,#5FH MOVX DPTR,A LCALL DELAY ;調用延時 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV A,#5AH MOVX DPTR,A LCALL D

14、ELAY ;調用延時 LCALL DELAY LCALL DELAY RETST3: MOV DPTR,#8300H ;南北綠燈東西紅燈 MOV A,33h MOV R1,A MOV A,#0A5H MOVX DPTR,A RETST4: MOV DPTR,#8300H ;綠燈閃3次 MOV A,#0AFH MOVX DPTR,A LCALL DELAY ;調用延時 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV A,#0A5H MOVX DPTR,A LCALL DELAY ;調用延時 LCALL DELAY LCALL DELAY RETINT_0: PUSH PSW ;保護現場

15、PUSH 2 PUSH 90H CLR EX0 MOV P1, #0FH ;南北,東西都亮紅燈 MOV R2, #100 ;延時10秒 LCALL DISPLAY SETB EX0 POP 90H ;恢復現場 POP 2 POP PSW RETIDELAY: ;延時子程序 PUSH 8 ;保存現場 PUSH 9 MOV 8,#0HDELAY1: MOV 9,#0H DJNZ 9,$ DJNZ 8,DELAY1 POP 9 ;恢復現場 POP 8 RETINIT8279: ;8279初始化子程序 PUSH DPH ;保存現場 PUSH DPL PUSH ACC LCALL DELAY ;延時 M

16、OV DPTR ,#Z8279 MOV A,#LEDMOD ;置8279工作方式 MOVX DPTR,A MOV A,#LEDFEQ ;置鍵盤掃描速率 MOVX DPTR,A MOV A,#LEDCLS ;清除 LED 顯示 MOVX DPTR,A LCALL DELAY ;延時 POP ACC ;恢復現場 POP DPL POP DPH RET;顯示字符子程序;輸入: R4,位置 R5,值DISLED: PUSH DPH ;保存現場 PUSH DPL PUSH ACC MOV A,#LEDWR0 ;置顯示起始地址 ADD A,R4 ;加位置偏移量 MOV DPTR,#Z8279 MOVX D

17、PTR,A ;設定顯示位置 MOV DPTR,#LEDSEG ;置顯示常數表起始位置 MOV A,R5 MOVC A,A+DPTR ;查表 MOV DPTR,#D8279 MOVX DPTR,A ;顯示數據 POP ACC ;恢復現場 POP DPL POP DPH RETINT_T0: ;INT_T1中斷服務子程序 PUSH DPH ;保護現場 PUSH DPL PUSH ACC PUSH PSW CLR TR0 MOV TL0,#00H ;50mS 定時常數 MOV TH0,#4CH SETB TR0 LCALL KEYCAN ;8279鍵盤掃描 MOV A, R6 CJNE R6,#00

18、H,LOOP9 SJMP EXIT0LOOP9: CJNE A,#30H,NEXT ;判斷是否南北綠燈時間重置 CLR TR1LOOP8: MOV R6,#00H ;加計數子程序 LCALL KEYCAN MOV A,R6 CJNE A,#31H, LOOP MOV A,32H ADD A,#01 DA A MOV 32H, A MOV R2, A LCALL DISPLAY SJMP LOOP8LOOP: CJNE A,#32H,EXIT1 MOV A,32H SUBB A,#01 ;減計數子程序 MOV 32H,A MOV R2,A LCALL DISPLAY SJMP LOOP8 EXI

19、T1: CJNE A,#35H,LOOP8 SJMP EXIT0NEXT: CJNE A,#37H,EXIT0 ;判斷是否東西綠燈時間重置 CLR TR1LOOP7: MOV R6,#00H LCALL KEYCAN MOV A, R6 CJNE A,#31H,LOOP1 MOV A,33H ;加計數子程序 ADD A,#01 DA A MOV 33H,A MOV R3,A LCALL DISPLAY SJMP LOOP7LOOP1: CJNE A,#32H,EXIT2 MOV A,33H ;減計數子程序 SUBB A,#01 MOV 33H,A MOV R3,A LCALL DISPLAY

20、SJMP LOOP7EXIT2: CJNE A,#35H, LOOP7EXIT0: SETB TR1 MOV R6, #00 POP PSW ;恢復現場 POP ACC POP DPL POP DPH RETI ;中斷返回INT_T1: ;INT_T1中斷服務子程序 PUSH DPH ;保護現場 PUSH DPL PUSH ACC PUSH PSW CLR TR1 MOV TL1,#00H ;50mS 定時常數 MOV TH1,#4CH SETB TR1 DJNZ R0,EXIT ;判斷是否到1000毫秒 MOV R0,#20 ; 判斷是否到1秒 DEC R1EXIT: POP PSW ;恢復

21、現場 POP ACC POP DPL POP DPH RETI ;中斷返回DISPLAY: MOV B, #10 MOV A, R2 DIV AB ;除法指令 MOV R4,#1 MOV R5,A ;商放在高位 LCALL DISLED ;顯示秒高位 MOV R4,#0 MOV R5,B ;余數放在低位 LCALL DISLED ;顯示秒低位 MOV B, #10 MOV A, R3 DIV AB MOV R4,#7 MOV R5,A ;商放在高位 LCALL DISLED ;顯示秒高位 MOV R4,#6 MOV R5,B ;余數放在低位 LCALL DISLED ;顯示秒低位 RETKEY

22、CAN: PUSH DPH ;保存現場 PUSH DPL PUSH PSW MOV DPTR,#Z8279 MOVX A,DPTR ;讀8279狀態 ANL A,#07H ;屏蔽D7-D3 JNZ RD_KB ;判斷是否有鍵輸入 MOV A,#0H ;置標志(無鍵輸入) SJMP EXIT3RD_KB: MOV A,#40h ;讀 FIFO RAM 命令 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#D8279 MOVX A,DPTR ;讀鍵 ANL A,#3FH ;屏蔽 SHIFT 和 CTRL 鍵 MOV DPTR,#KEYCODE ;鍵碼表起始地址 MOVC A,A+DPTR ;查表 MOV R6,A EXIT3: POP PSW ;恢復現場 POP DPL POP DPH RETLEDSEG: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ;'0,1,2,3,4,5,6,7' DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ;'8,9,A,B,C,D,E,F' DB 6DH,40H,08H,00H,59H,0FH,76H ;'U,-,_, ,I,O,P, 'KEYCODE:DB 30H,3