1、目錄1硬件設(shè)計方案 - 3 -1.1 總方案設(shè)計 - 3 -1.2 中央處理單元 - 4 -1.3 紅、綠、黃燈顯示部分 - 4 -1.4 時間顯示部分 - 4 -1.5 按鍵部分 - 5 -2主要電路原理分析和說明 - 6 -2.1 紅、綠、黃燈顯示電路 - 6 -2.2 時間顯示電路 - 6 -2.3 按鍵電路 - 8 -2.4 時鐘及復(fù)位電路， - 9 -其電路原理圖如圖 2.4 所示 - 9 -2.5 完整電路原理圖 - 9 -2.6 單片機(jī)相應(yīng)管腳及功能說明 - 12 -3. 軟件設(shè)計流程及描述 - 14 -3.1 程序流程圖 - 14 -4. 調(diào)試 - 16 -（ 1）硬件調(diào)試 -

2、 16 -（ 2）軟件調(diào)試 - 16 -5. 結(jié)束語 -17 -6. 參考文獻(xiàn) -17 -7. 附錄 -19 -1. 源程序代碼 -19 -2. 實(shí)物圖 -22 -【摘要】：近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同 時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實(shí)時檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 中，單片機(jī)往往是作為一個核心部件來使用， 僅單片機(jī)方面知識是不夠的，還應(yīng) 根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件結(jié)合， 加以完善。交通信 號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減 少交通事故有明顯效果。本系統(tǒng)采用單片機(jī) STC89C52R為中心器件來設(shè)計

3、交通 燈控制器，控制十字路口的紅、綠、黃燈交替點(diǎn)亮和熄滅，并且利用4只數(shù)碼管顯示十字路口兩個方向的剩余時間。要求能用按鍵設(shè)置兩個方向的通行時間（綠、 紅燈點(diǎn)亮的時間）和暫緩?fù)ㄐ袝r間（黃燈點(diǎn)亮?xí)r間）。系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、 擴(kuò)展性強(qiáng)?！娟P(guān)鍵字】：單片機(jī)STC89C52RC按鍵設(shè)置時間顯示1 硬件設(shè)計方案1.1總方案設(shè)計整個交通燈控制系統(tǒng)可分為五大部分：中央處理單元（ CPU、紅、綠、示部分、時間顯示部分、按鍵部分、復(fù)位與時鐘部分。硬件原理框圖如下圖黃燈顯1.1-1所示:按鍵電路部分紅黃綠燈顯示L J時鐘復(fù)位電路顯示時間圖1.1-1 :硬件原理框圖1.2中央處理單元CPU選用STC89C52R對

4、整個系統(tǒng)進(jìn)行控制：(1) 它將數(shù)據(jù)輸出到數(shù)碼管和LED顯示。(2) 根據(jù)按鍵輸入調(diào)用相應(yīng)鍵處理子程序，實(shí)現(xiàn)對紅、綠、黃燈點(diǎn)亮及顯示時 間的調(diào)整和設(shè)定1.3紅、綠、黃燈顯示部分紅、綠、黃燈顯示模塊：用單片機(jī)驅(qū)動LED顯示。硬件原理圖如圖1.1-2圖1.1-2 :紅綠黃燈顯示原理圖紅、綠、黃燈顯示模塊：為方便觀看并考慮到現(xiàn)實(shí)情況，用LED燈顯示提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。1.4時間顯示部分時間的顯示模塊：經(jīng)分析過相向的燈的狀態(tài)和倒計時都是相同的，可采用兩組四個數(shù)碼管。同時為了節(jié)省口資源，采用串口顯示的方式驅(qū)動數(shù)碼管，其硬件原理圖如圖1.1-3圖1.1-3 :時間

5、顯示原圖1.5按鍵部分按鍵模塊：采用獨(dú)立方式，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易的判斷哪 個鍵按下。由于獨(dú)立式鍵盤編程簡單，且可以完全達(dá)到要求，所以采用獨(dú)立式鍵 盤控制。本系統(tǒng)采用三個按鍵：分別是綠燈時間設(shè)置鍵、黃燈時間設(shè)置鍵、確認(rèn)鍵。2 主要電路原理分析和說明圖2.1 :紅綠黃燈接口電路圖紅、綠、黃燈顯示電路，用 P1 口的P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 分別接一個LED作為東西、南北兩個方向的紅、綠、黃燈。通過編程顯示東西、南北兩 個方向的交通燈點(diǎn)亮情況。當(dāng)pl 口輸出信號為0時與之對應(yīng)相連的led點(diǎn)亮。圖2.2 :時間顯示電路圖在時間顯示電路中，考慮到動態(tài)顯示

6、需用很多I/O 口，本著節(jié)約資源的原則故 采用串口接74IS164串入并出的方式驅(qū)動數(shù)碼管，分別顯示東西、南北兩條干道 所剩余的時間。由74IS164的特性選用共陽極7段數(shù)碼管，中間接0.3k限流電 阻。第1片74ls164ab端接單片機(jī)rxd作為信號輸入，其高位接第2片ab端, 以此類推。4片74IS164的Clk端全部接txd端，作為信號輸入同步信號。2.3按鍵電路按鍵電路：電路原理如圖2.3所示:圖2.3 :按鍵電路圖圖中S3為黃燈時間設(shè)置鍵、S2為綠燈時間設(shè)置鍵、S1為確認(rèn)鍵。通過調(diào)用子程序，按S3可以設(shè)置黃燈閃爍的時間；按S2可以設(shè)置綠燈點(diǎn)亮的時間；由于紅燈點(diǎn)亮的時間等于綠燈點(diǎn)亮的時

7、間加上黃燈閃爍的時間所以可以不用設(shè)置；按下S1確認(rèn)后，就可以按照設(shè)定好的時間運(yùn)行2.4時鐘及復(fù)位電路，其電路原理圖如圖2.4所示圖2.4 :時鐘及復(fù)位電路圖時鐘部分采用12Mhz晶振及30pf電容，復(fù)位部分采用22uf極性電容，R10為0.3k 電阻，R11為1k電阻接地，該復(fù)位電路具有上電復(fù)位及手動復(fù)位功能。2.5完整電路原理圖電路原理圖如圖2.5所示:單片機(jī)系統(tǒng)采用STC89C52R為核心，時鐘信號采用12MHZ晶振，采用獨(dú)立式鍵 盤；顯示部分用LED和數(shù)碼管相結(jié)合，分別顯示交通燈點(diǎn)亮情況和剩余時間圖2.5 :完整電路原理圖2.6單片機(jī)相應(yīng)管腳及功能說明VCC:供電電壓。GND接地。P0

8、口： P0 口為一個8位漏級開路雙向I/O 口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng) P0 口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲 器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入 口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1 口： P1 口是一個部提供上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接收 輸出4TTL門電流。P1 口管腳寫入1后，被部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外 部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn) 時，P1 口作為第八位地址接收。P2 口： P2 口為一個

9、部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸 出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸 入。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上 拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八 位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的容。P2 口在FLASH 編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。P3 口： P3 口管腳是8個帶部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4個TTL 門電流。當(dāng)P3 口寫入“1”后

10、，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入， 由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL ）這是由于上拉的緣故。P3 口也 可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示:口管腳備選功能P3.0 RXD （串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0 （外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0 （記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3 口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。RST :復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高

11、電平 時間。ALE/PROG當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位 字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳 過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8Ehfe址上置0。此時，ALE只 有在執(zhí)行MOV，MOV指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微 處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN :外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī) 器周期兩次/

12、PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號 將不出現(xiàn)。/EA/VPP :當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH， 不管是否有部程序存儲器。注意加密方式 1時，/EA將部鎖定為RESET當(dāng)/EA端保持高電平時，此間部程序存儲器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（VPP 。XTAL1 :反向振蕩放大器的輸入及部時鐘工作電路的輸入XTAL2 :來自反向振蕩器的輸出。3. 軟件設(shè)計流程及描述3.1程序流程圖本設(shè)計的總體流程圖，如圖3.1所示開始圖3.1 :設(shè)計總體流程圖4. 調(diào)試(1) 硬件調(diào)試第一步：目測。檢查外部的各

13、種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。第二步：用萬用表測試。先用萬用表復(fù)核目測中有疑問的連接點(diǎn)，再 檢測各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。第三步：加電檢測。給板加電，檢測所有插座或是器件的電源端是否符合要求的值第四步：是聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏脝纹瑱C(jī)開發(fā)系統(tǒng)才能完成對用戶系 統(tǒng)的調(diào)試。(2) 軟件調(diào)試：軟件調(diào)試是通過對程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。通過調(diào)試我們發(fā)現(xiàn)了一些問題，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管顯示有亂碼，仔細(xì)排除發(fā)現(xiàn)是數(shù)碼管顯示字形表與實(shí)際接法不符，導(dǎo)致顯示亂碼。通過改變字型碼問題得到解決。按鍵反應(yīng)太快導(dǎo)致按下鍵數(shù)字猛閃，通過在按鍵程序中加入延時程序問題也得到解決

14、5.結(jié)束語通過單片機(jī)課程設(shè)計，我們不僅加深了對單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。同時，更重要的是，我們在這一設(shè)計過程中，學(xué)會了堅持不懈,不輕易言棄。6. 參考文獻(xiàn)1 毅剛，喜元編著單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計.電子工業(yè)，2008.42 余錫存，編著.單片機(jī)微機(jī)原理及接口技術(shù)M.:電子科技，2000.12-143 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全.：航空航天大學(xué)，19944 譚浩強(qiáng).單片機(jī)課程設(shè)計.：清華大學(xué)，19897. 附錄 1.源程序代碼K1 EQU P0.0K2 EQU P0.1K3 EQU P0.2ORG 0000H

15、LJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV P0,#0FFHMOV P1,#0EBH ;東西綠南北黃，數(shù)碼管顯示相應(yīng)時間MOV R1,#10 ;設(shè)置最小值MOV R2,#2LCALL BBSW1:JB K1,SW2 ;按下則程序運(yùn)行，否則設(shè)置初值LCALL DELAY10MSJB K1,SW2MOV 70H,R1MOV A,R2ADD A,R1MOV 71H,AMOV P1,#0C0HLCALL DELAY500MSSJMP N0SW2:JB K2,SW3 ;設(shè)置綠燈時間LCALL DELAY10MSJB K2,SW3INC R1CJNE R1,#61,BBMOV R1,#10SJM

16、P BBSW3:JB K3,SW1 ;設(shè)置黃燈時間LCALL DELAY10MSJB K3,SW1INC R2CJNE R2,#6,BBMOV R2,#2BB:MOV R0,#30HLCALL DISPSJMP SW1N0:MOV R1,70HMOV R2,71HMOV P1,#0EEHS1:MOV R0,#30H ;東西綠南北紅DEC R1DEC R2LCALL DISPLCALL DELAYCJNE R1,#00H,S1S2:MOV R0,#32H;東西黃閃南北紅MOV P1,#0F6HDEC R2LCALL DISPLCALL DELAY500MSMOV P1,#0FEHLCALL DE

17、LAY500MSCJNE R2,#00H,S2MOV R1,70HMOV R2,71HMOV P1,#0DDHS3:MOV R0,#34H;東西紅南北綠DEC R1DEC R2LCALL DISPLCALL DELAYCJNE R1,#00H,S3S4:MOV R0,#32H;東西紅南北黃閃MOV P1,#0DBHDEC R2LCALL DISPLCALL DELAY500MSMOV P1,#0DFHLCALL DELAY500MSCJNE R2,#00H,S4SJMP N0DELAY10MS:MOV R7,#20D1:MOV R6,#248NOPDJNZ R6,$DJNZ R7,D1RETDELAY500MS:MOV R5,#50D2:LCALL DELAY10MSDJNZ R5,D2RETDELAY:MOV R4,#100D3:LCALL DELAY10MSDJNZ R4,D3RET顯示程序DISP:MOV A,R1MOV B,#10DIV ABMOV 30H,BMO