PAGE單片機課程設計報告篇一：單片機課程設計報告范例單片機課程設計示例交通燈控制系統設計一、總體設計1、設計要求：交通燈的任務要求為：模擬十字路口的交通燈的亮、滅及閃爍基本工作原理：根據交通燈的亮滅情況，可以分為四種狀態，利用定時計數器每20秒產生一次中斷，每產生一次中斷后由是否有特殊情況決定交通燈的狀態變換。2、硬件和軟件功能的劃分本課題要求實現的功能比較簡單。由單片機的定時/計數器產生八分之一秒的定時時間，通過軟件的方式實現20秒的定時時間。交通燈的亮滅由8255A控制，PA口控制東西向，PB口控制南北向。3、交通燈狀態劃分十字路口交通燈如下圖所示，將12個交通燈進行編號這12個交通燈共有四個狀態：狀態1（S1）：東西紅燈（4、10）亮，南北綠燈（3、9）亮狀態2（S2）：南北綠燈（3、9）滅，黃燈（2、8）閃爍，東西仍為紅燈（4、10）亮狀態3（S3）：南北紅燈（1、7）亮，東西綠燈（6、12）亮狀態4（S4）：東西綠燈（6、12）滅，黃燈（5、11）閃爍，南北仍為紅燈（1、7）亮當東西向（或南北向）有特殊情況，開關K0為低電平則應使交通燈處于S3（東西綠燈、南北），開關K1為低電平則應使交通燈處于S1（南北向綠燈、東西向紅燈），當K0、K1均為低電平則取消特殊情況，返回正常顯示情況。二、硬件設計根據總體設計要求，確定系統擴展與功能接口，設計出系統的電路原理圖。1、系統擴展最小系統，由8031、地址鎖存器和程序存儲器組成。根據課題要求，在此基礎上進行擴展。地址鎖存器選74LS373，程序程序器選2764（8K），盡管本系統程序不長，但考慮以后擴展方便，選用2764。考慮到交通燈數量比較多，控制信號比較多，對單片機的I/O口進行擴展，使用通用I/O接口芯片8255A來對單片機I/O口進行擴展。2、功能接口所謂接口是CPU與外界的連接部件，以實現CPU與外部設備的最佳耦合和匹配。本課題只要求顯示接口。顯示設備為2位七段數碼管。要使用七段數碼管可以利用8031的串行口、可以利用可編程并行I/O擴展芯片8155或8255。由于仿真系統的限制選用8155。2個共陰極數碼管自左至右以兩位數的形式顯示秒數。為了保證數碼管的亮度，必須保證輸入電流的大小，因此，選用74LS244作為驅動放大器（實驗系統內部已經做好）。3、系統的組成及統一編址I/O端口是CPU與I/O設備直接通信的地址。單片機系統對I/O端口是采用端口地址與存儲器地址統一編址的方式，即存儲器映射方式。編址技術分線選法和譯碼法。由于涉及外圍芯片很少，所以采用線選法。系統簡圖如下：由于是線選法，因此芯片地址不是唯一的。而8155與外部數據存儲器統一編址，可以與程序程序器重疊編址。因此，我們取它們的地址如下：2764：0000H~1FFFH存儲程序8155：命令/狀態口7F80HPA口7F81H輸出掃描碼（字選碼）PB口7F82H輸出字形碼PC口7F83H接收回復碼定時器低8位7F84H沒用定時器高8位7F85H沒用RAM3F00H~3FFFH沒用工作方式為：定時器不工作，禁止PA、PB中斷，PC口為輸入方式（方式0），PA口、PB口為輸出方式。因此，工作方式字為03H。4、匯集各芯片及數碼管的技術資料，繪制系統原理圖。將8031、74LS373、2764、8155、數碼管（包括為保證其驅動電流而添加的驅動器74LS244）等資料匯集起來，熟悉各芯片的引腳的功能及連接方法，繪制系統原理圖。三、軟件設計1、系統定義、各種數據類型的定義。秒采用采用BCD碼，八分之一秒計數采用16進制。、定義和分配存儲空間、定義標志位。堆棧區安放在片內RAM的高端60H~7FH；0區為工作寄存器；1區為顯示程序的工作寄存器；地址為3AH的存儲單元內存放LED顯示的數據，以壓縮BCD碼形式存放設計一個標志單元，地址為3CH，用來標示當前交通燈的狀態，共四種狀態，00H帶表狀態1，01H代表狀態2，02H代表狀態3，03代表狀態42、軟件結構設計程序總體執行過程是：上電后系統自動進行初始化，定時/計數器開始工作，檢測標志單元3CH，根據3CH單元中的內容讓交通燈處于對應的狀態，然后調用顯示子程序，將3AH和3BH地址內的數據在七段數碼管上顯示出來。接著循環檢測3CH單元中的內容以及特殊情況控制信號和調用顯示子程序，讓交通燈處于對應的狀態，將3AH地址內的數據送七段數碼管上顯示出來，在整個過程中定時/計數器中斷始終打開等待定時/計數器中斷。中斷服務程序完成狀態的變換（3CH的值的改變）以及LED顯示內容（3AH）的改變。主程序的框圖都如圖所示：3、模塊設計根據主程序框圖，定義如下幾個模塊：初始化模塊、狀態1顯示子程序、狀態2顯示子程序、狀態3顯示子程序、狀態4顯示子程序、出錯處理程序、LED顯示程序、中斷服務程序。由于在程序運行過程中多次出現需要延時的情況，這里將延時程序也作為一個模塊。、初始化模塊功能：完成變量初始化、8155初始化、定時器初始化和中斷初始化。初始化的框圖如圖所示。根據框圖寫出如下程序：(注意：后面我們要經常對以下程序進行補充和修改，利用它對其它模塊或子程序進行調試。因此，要隨時保存不同的版本。為方便起見，以下程序我們稱版本ORG0000HAJMPSTARTORG000BH；T0中斷入口地址AJMPINT0；中斷服務程序ORG0030HSTART:MOVSP,#60H；置堆棧頂指針MOV3AH,#20H；時間存儲區單元初始化MOV3CH,#00HMOVR3,00HMOVR2,00HMOVA,#80H；8255A初始化，置工作方式MOVDPTR,#0FF2BHMOVX@DPTR,AMOVA，#03H；置8155命令格式MOVDPTR，#0FF20H；指向命令口MOVX@DPTR,AMOVTMOD,#01H；置T0為定時器，工作方式1MOVTH0,0BHMOVTL0,0DCHSETBEA；中斷初始化SETBET0SETBTR0程序中的時間常數是從要求一秒中斷一次，但8051單片機的最大定時時間達不到1秒，所以選擇1/8秒作為定時時間。DVCC的晶振頻率為6MHz，則機器周期為2μs。設時間初值為X，工作方式1時定時器為16位，最大計數值為216=65536，則：-61/8=（65536-X）×2×10解得X=3036D=0BDCH則TH0=0BH，TL0=0DCH。狀態1顯示程序模塊功能：交通燈處于狀態1狀態1（S1）為東西紅燈（4、10）亮，南北綠燈（3、9）亮，所以本程序模塊即為將3、4、9、10號燈點亮、程序由于本模塊的程序比較簡單，只是簡單的將4個高電平打到對應的端口就可以了，所以程序框圖略，在這里直接給出程序：DISP1：MOVDPTR，#0FF29HMOVA，#00HMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，00H；讓所有燈熄滅MOVX@DPTR，AMOVDPTR，#0FF29HMOVA，#03HMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，0CHMOVX@DPTR，A；東西紅燈亮，南北綠燈亮RET狀態2顯示程序狀態2（S2）為東西紅燈（4、10）亮，南北黃燈黃燈（2、8）閃爍，本程序模塊比狀態1顯示程序稍稍復雜一點，除了要將高電平打入對應的端口外還要控制黃燈的閃爍，黃燈的閃爍采用軟件延時的辦法實現，即黃燈亮后延時一段時間再滅，然后再延時一段時間再亮。程序篇二：單片機交通燈課程設計報告摘要根據STC10F04單片機的特點及交通燈在實際控制中的特點，本文提出一種用單片機自動控制交通燈及時間顯示的方法。同時給出了軟硬件設計方法，設計過程包括硬件電路設計和程序設計兩大步驟，對在單片機應用中可能遇到的重要設計問題都有涉足。本文對十字路口狀態預設為三種，一種是正常狀態，一種是緊急狀態，另一種是方程式狀態。增設路段遇忙調整時方程式控制狀態和緊急情況處理模塊，通過手動控制開關按鈕A0和A1方便系統在正常狀態和緊急狀態、方程式控制間來回切換，進一步完善了交通燈控制系統。并分別用紅、黃、綠燈的不同組合來指揮兩個方向通車與禁行，用LED數碼管作為倒計時指示，實時的控制當前交通燈時間使LED顯示器進行倒計時工作并與狀態燈保持同步，在保持交通安全的同時最大限度的提高交通能順暢交替運行。本文介紹了控制基本原理以及控制的表現，同時，論述了系統中交通現狀、交通管理、交通規則及背景信息。關鍵詞：自動控制，時間顯示器，外部中斷，延時，方程式控制AbstractAccordingtothecharacteristicsofsingle-chipSTC10F04andtrafficlightsintheactualcontrolofthecharacteristicsofthispaper,,giventhehardwareandsoftwaredesignmethodology,designprocess,,thedefaultstateofthecrossroadsforthree,oneisthenormalstateisastateofemergency,,theequationbetweenthecontrolswitchbackandforth,,yellowandgreenlighttodirectdifferentcombinationsoftrafficinbothdirectionsandcut-line,withLEDdigitaltubeasacountdowntotheinstructions,,aswellastheperformanceofcontrolatthesametime,trafficonthesystemstatus,trafficmanagement,trafficregulationsandbackgroundinformation.Keywords:automaticcontrol;time;externalinterrupt;delay;controlequation目錄摘要1Abstract2目錄31緒論4交通燈研究的背景和意義4交通燈國內外發展概況42系統工作原理及設計方案7交通燈的工作原理7交通燈總體設計方案73硬件系統設計11硬件系統組成11單片機最小系統11信號顯示驅動電路15鍵盤輸入電路164交通燈系統詳細設計18軟件總體設計思想18交通控制算法實現20系統初始化模塊21信息顯示模塊22信號燈模塊22LED倒計時顯示子程序26鍵盤掃描模塊295調式總結376致謝38參考文獻39附錄40附錄一程序清單40附錄二交通燈PCB圖48附錄三交通燈電路原理圖491緒論交通燈研究的背景和意義交通是城市經濟活動的命脈，對城市經濟發展、人民生活水平的提高起著十分重要的作用。城市交通問題是困擾城市發展、制約城市經濟建設的重要因素。城市道路增長的有限與車輛增加的無限這一對矛盾是導致城市交通擁擠的根本原因。城市街道網絡上的交通容量的不斷增加，表明車輛對道路容量的要求仍然很高，短期內還不可能改變。自從開始使用計算機控制系統后，不管在控制硬件里取得什么樣的實際進展，交通控制領域的控制邏輯方面始終沒能取得重大突破。可以肯定的說，對于減輕交通擁塞及其副作用一特別是對于大的交通網絡而言，仍然缺乏一種真正的交通響應控制策略。計算機硬件能力與控制軟件能力很不相符，由此造成的影響是很多交通控制策略根本不能實現。在少數幾個例子中，一些新的控制策略確實能得以實現，但他們卻沒能對早期的控制策略進行改進。由于缺乏能提高交通狀況、特別是缺乏擁塞網絡交通狀況的實時控制策略，幾乎可以說真正成熟的控制策略仍然不存在.智能化和集成化是城市交通信號控制系統的發展趨勢和研究前沿，而針對交通系統規模復雜性特征的控制結構和針對城市交通瓶頸問題并代表智能決策的阻塞處理則是智能交通控制優化管理的關鍵和突破口。因此，研究基于智能集成的城市交通信號控制系統具有相當的學術價值和實用價值。把智能控制引入到城市交通控制系統中，未來的城市交通控制系統才能適應城市交通的發展。從長遠來看該研究具有巨大的現實意義。交通燈國內外發展概況隨著經濟的發展，城市現代化程度不斷提高，交通需求和交通量迅速增長，城市交通網絡中交通擁擠日益嚴重，道路運輸所帶來的交通擁堵、交通事故和環境污染等負面效應也日益突出，逐步成為經濟和社會發展中的全球性共同問題。交通問題已經日益成為世界性的難題，城市交通事故、交通阻塞和交通污染問題愈加突出。為了解決車和路的矛盾，常用的有兩種方法：一是控制需求，最直接的辦法就是限制車輛的增加；二是增加供給，也就是修路。但是這兩個辦法都有其局限性。交通是社會發展和人民生活水平提高的基本條件，經濟的發展必然帶來出行的增加，而且在我國汽車工業正處在起步階段的時期，因此限制車輛的增加不是解決問題的好方法。而采取增加供給，即大量修筑道路基礎設施的方法，在資源、環境矛盾越來越突出的今天，面對越來越擁擠的交通，有限的源和財力以及環境的壓力，也將受到限制。這就需要依靠除限制需求和提供道路設施之外的其他方法來滿足日益增長的交通需求。交通系統正是解決這一矛盾的途徑之一。智能交通系統是將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術及計算機處理技術等有效的集成運用于整個地面交通管理系統而建立的一種在大范圍內、全方位發揮作用的實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。對城市交通流進行智能控制，可以使道路暢通，提高交通效率。合理進行交通控制可以對交通流進行有效的引導和調度，使交通保持在一個平穩的運行狀態，從而避免或緩和交通擁擠狀況，大大提高交通運輸的運行效率，還可以減少交通事故，增加交通安全，降低污染程度，節省能源消耗，本文就是通過對交叉路口交通信號的智能控制，達到優化路口交通流的目的進入20世紀70年代，隨著計算機技術和自動控制技術的發展，以及交通流理論的不斷完善，交通運輸組織與優化理論和技術水平不斷提高，控制手段越來越先進，形成了一批商水平有實效的城市道路交通控制系統。早在1977年，Pappis等人就將模糊控制運用到交通控制上，通過建立規則庫或是專家系統對各種交通狀況進行模糊控制，并取得了很好的效果。近年來，歐美日本等相繼建立了智能交通控制系統。在這些系統中，大部分都在路口附近安裝磁性環路檢測器，還使用了新型檢測器等技術和設備。這些現代化設備技術加上控制理論和現代化科學管理技術，使得交通控制系統日益完善。隨著一些研究控制理論的學者投身到交通控制的研究中，在交通信號控制領域提出了一些新方法、新思路。如靜態多段配時控制、準動態多段配時控制、最優控制、大系統遞階控制、模糊控制、神經網絡控制，網絡路由控制等。模糊交通控制已經成為了交通信號控制的主流方向之一。國內外很多學者都進行了此類研究。交通系統作為一個時變的、具有隨機性的復雜系統，傳統的人為設定多種方案或是建立各種預測模型均比較困難。城市交通控制研究的起源比較早。1868年，英國倫敦燃汽信號燈的問世，標志著城市交通控制的開始。1913年，在美國俄亥俄州的Cleveland市出現了世界上最早的交通信號控制。1926年美國的芝加哥市采用了交通燈控制方案，每個交叉口設有唯一的交通燈，適用于單一的交通流。從此，交通控制技術和相關的控制算法得到了發展和改善，提高了交通控制的安全性、有效性，并減少了對環境的影響。雖然模糊控制能有效處理模糊信息，但是產生的規則比較粗糙，利用規則表查表進行控制，運算速度雖然比較快，但沒有自學習功能。而且這些研究有些以相序固定為前提。不能保證相序與實際交通流狀況的一致性，影響了綠燈時間的利用率。有些研究則提出了可變相序的模糊控制方法，提高了綠燈時間的利用率，彌補了相序固定的缺點，但同時也存在一些不足。例如目前應用比較好的交通系篇三：《單片機課程設計》報告機械與車輛學院《單片機課程設計》報告（XX-XX學年第一學期）課程設計題目：水塔水位控制系統姓名：學號：班級：指導老師：職稱：時間：成績：《單片機課程設計》考查評分表目錄一、課程設計性質和目的4二、課程設計的內容及要求41、硬件設計42、軟件設計53、功能要求：5三、課程設計的進度及安排5四、設計所需設備及材料6五、設計思路及原理分析7六、流程圖及程序編寫7（1）根據功能要求畫出控制程序流程圖。8（2）根據控制程序流程圖編寫C51程序8七、調試運行101、軟件測試：102、硬件測試：11八、結果及分析12九、心得體會13十、參考文獻14十一、致謝14十二、附錄15【1】整流器protel防真原理圖：15【2】數字時鐘16一、課程設計性質和目的單片機課程設計是《單