【大學】單片機課程設計 交通燈（WORD檔）

1、1 課題的基本控制要求題目1 交通燈控制器1.1 課程設計的目的 1掌握用定時器延時方法。 2掌握軟件延時進行定時控制的方法。 3掌握定時器中斷處理方法。1.2 課程設計的基本要求設計制作一個模擬的十字路口交通燈控制系統(tǒng)要求：1 正常情況下東西與南北兩個方向輪流點亮紅、綠燈信號，每次持續(xù)時間30s，中間有2s的黃燈過度。2 東西與南北兩個方向各設一個緊急切換按鈕。某個方向按下時，該方向緊急切換為綠燈，以便于特種車輛通過。3 擴展實驗箱上的74ls273做為輸出口，控制六個發(fā)光二極管亮滅，模擬交通燈管理。4. 基本任務（1）利用實驗設備正確接線。畫出整體原理圖。（2）調通使二極管發(fā)亮子程序。（3

2、）調通延時子程序或中斷服務程序。（4）調通主程序。（5）畫出程序流程圖2 總體設計2.1 基本工作原理首先必須了解交通路燈的亮滅規(guī)律。本題目需要用到實驗箱上八個發(fā)光二極管中的六個，即紅、黃、綠各兩個。不妨將l1(紅)、l2（綠）、l3（黃）做為東西方向的指示燈，將l5（紅）、l6（綠）、l7（黃）做為南北方向的指示燈。而交通燈的亮滅規(guī)律為：初始態(tài)是兩個路口的紅燈全亮，之后，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車，延時30s后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍2s。閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時南北路口的綠燈亮，南北方向開始通車，延時30s后，南北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍2s。閃爍

3、若干次后，再切換到東西路口方向，重復上述過程。各發(fā)光二極管的陽極通過保護電阻接到+5v的電源上，陰極接到輸入端上，因此使其點亮應使相應輸入端為低電平。圖2.1 74ls273交通等的延時可用兩種方法：軟件延時和定時器延時。軟件延時可先編寫一段延時1s的子程序，然后在主程序中反復調用，以實現(xiàn)30s和2s的延時。同時送出信號去控制相應的交通燈和調用相應的數碼顯示子程序。定時器延時可以通過單片機內部定時器t0產生中斷來實現(xiàn)。t0可工作于方式1，每100ms產生一次中斷，由中斷服務程序實現(xiàn)30s和2s的延時，同時送出信號去控制相應的交通燈和調用相應的數碼顯示子程序。74ls273的輸出o0o7接發(fā)光二

4、極管l1l8，74ls273的片選cs273接片選信號cso.2.2 硬件總體設計2.2.1 系統(tǒng)組成方案計算機、鍵盤、led顯示、mcs-51系列單片、可編程接口芯片、觸發(fā)器。2.2.2 擴展單元編址觸發(fā)器74ls273的輸出o0o2、o4o6接發(fā)光二極管l1l3、l5l7。觸發(fā)器74ls273的片選cs273接片選信號cs2。單脈沖輸出端p-接cpu板上的int0。2.3 軟件總體設計圖2.1 軟件總體設計圖3 硬件設計mcs-51系列單片：圖3.1 mcs-51內部結構1. 芯片介紹：mcs-51系列單片機是美國intel公司開發(fā)的8位單片機，又可以分為多個子系列。mcs-51系列單片機

5、共有40條引腳，包括32條i/o接口引腳、4條控制引腳、2條電源引腳、2條時鐘引腳。 2.引腳說明： p0.0p0.7：p0口8位口線，第一功能作為通用i/o接口，第二功能作為存儲器擴展時的地址/數據復用口。 p1.0p1.7：p1口8位口線，通用i/o接口無第二功能。 p2.0p2.7：p2口8位口線，第一功能作為通用i/o接口，第二功能作為存儲器擴展時傳送高8位地址。 p3.0p3.7：p3口8位口線，第一功能作為通用i/o接口，第二功能作為為單片機的控制信號。 ale/ prog：地址鎖存允許/編程脈沖輸入信號線（輸出信號） psen：片外程序存儲器開發(fā)信號引腳（輸出信號） ea/vpp

6、：片外程序存儲器使用信號引腳/編程電源輸入引腳 rst/vpd：復位/備用電源引腳。圖3.2 mcs-51引腳圖可編程接口芯片8255a：圖3.3 8255a內部結構1.芯片介紹： 8255a是intel公司生產的可編程輸入輸出接口芯片,它具有3個8位的并行i/o口,具有三種工作方式,可通過程序改變其功能,因而使用靈活,通用性強,可作為單片機與多種外圍設備連接時的中間接口電路。8255有三種基本工作方式， 三種工作方式由工作方式控制字決定,方式控制字由cpu通過輸入/輸出指令來提供.三個端口中pc口被分為兩個部分,上半部分隨pa口稱為a組,下半部分隨pb口稱為b組.其中pa口可工作與方式0、1

7、和2，而pb口只能工作在方式0和1。8255共有40個引腳,采用雙列直插式封裝。 2.引腳說明 d0-d7：三態(tài)雙向數據線,與單片機數據總線連接,用來傳送數據信息。 cs：片選信號線，低電平有效，表示芯片被選中。 rd：讀出信號線，低電平有效，控制數據的讀出。 wr：寫入信號線，低電平有效，控制數據的寫入。 vcc：+5v電源。 pa0-pa7：a口輸入/輸出線。 pb0-pb7：b口輸入/輸出線。 pc0-pc7：c口輸入/輸出線。 reset：復位信號線。 a1、a0：地址線，用來選擇8255內部端口。gnd：地線。圖3.4 8255a引腳圖觸發(fā)器74ls273：圖3.5 74ls2731

8、.芯片介紹：74ls273是帶有清除端的8d觸發(fā)器，只有在清除端保持高電平時，才具有鎖存功能，鎖存控制端為11腳clk，采用上升沿鎖存。 cpu 的ale信號必須經過反相器反相之后才能與74ls273的控制端clk 端相連。74ls273是一種帶清除功能的8d觸發(fā)器， 1d8d為數據輸入端，1q8q為數據輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作8位地址鎖存器。4 軟件設計4.1 程序流程圖圖4.1 順序流程圖4.2 程序清單name t3 ;交通燈控制實驗port equ 0cfa0h ;片選地址cs0org 0000hljmp startorg 4100hstart: mov a,#11h ;

9、兩個紅燈亮，黃燈、綠燈滅acall disp ;調用273顯示單元acall de3s ;延時3秒loop1: mov a,#12h ;東西路口綠燈亮;南北路口紅燈亮acall disp ;調用273顯示單元acall de30s ;延時30秒mov a,#10h ;東西路口綠燈滅;南北路口紅燈亮acall disp ;調用273顯示單元mov r2,#05h ;r2中的值為黃燈閃爍次數loop2: mov a,#14h ;東西路口黃燈亮;南北路口紅燈亮acall disp ;調用273顯示單元acall de02s ;延時0.2秒mov a,#10h ;東西路口黃燈滅;南北路口紅燈亮acal

10、l disp ;調用273顯示單元acall de02s ;延時0.2秒djnz r2,loop2 ;返回loop2，使東西路口黃燈閃爍五次mov a,#11h ;兩個紅燈亮，黃燈、綠燈滅 acall disp ;調用273顯示單元acall de02s ;延時0.2秒 mov a,#21h ;東西路口紅燈亮;南北路口綠燈亮acall disp ;調用273顯示單元acall de30s ;延時30秒 mov a,#01h ;東西路口紅燈亮;南北路口綠燈滅acall disp ;調用273顯示單元mov r2,#05h ;黃燈閃爍五次loop3: mov a,#41h ;東西路口紅燈亮;南北路

11、口黃燈亮acall disp ;調用273顯示單元acall de02s ;延時0.2秒mov a,#01h ;東西路口紅燈亮;南北路口黃燈滅acall disp ;調用273顯示單元acall de02s ;延時0.2秒 djnz r2,loop3 ;返回loop3，使南北路口;黃燈閃爍五次mov a,#03h ;兩個紅燈亮，黃燈、綠燈滅acall disp ;調用273顯示單元acall de02s ;延時0.2秒 jmp loop1 ;轉loop1循環(huán)de30s: mov r5,#120 ;延時30秒jmp de1de3s: mov r5,#12 ;延時3秒jmp de1de02s: m

12、ov r5,#01 ;延時0.2秒de1: mov r6,#225de2: mov r7,#225djnz r7,$djnz r6,de2djnz r5,de1retdisp: mov dptr,#port ;273顯示單元cpl amovx dptr,aretend結束語為期一周的實訓就這樣結束了，這次實訓讓我收獲不少。通過本次帶急救車通過的交通燈的調研活動，我熟悉了一個實際項目的設計過程，更鍛煉了自己的動手實踐能力，在設計的過程中，我對8051單片機外圍電路的設計有了更深刻的認識，掌握了并行口如何輸入輸出數據，定時器 計數器的工作過程等，也清楚了自己在實踐過程中應該注意的問題。在設計電路時

13、，充分利用了接口芯片8051單片機，8255并行接口芯片，發(fā)光二極管等，也就是對這些器件的使用和功能有了更進一步的了解，同時把學到的知識運用到了實際當中去，使知識掌握的更加穩(wěn)固。另外，對團對合作有了更進一步的了解。通過這次的課程設計讓我對本門課程有了更加的了解，對我今后的工作非常重要，通過本次的設計讓我知道了作為一名出色的設計者應該要有多么高的要求，使自己更加有學習的動力和信心，日后可以較為熟練地應用自己所學的知識，為自己創(chuàng)造財富。在學習的過程中有失敗，當然也有困惑，但是當模擬成功那一刻，心里百分喜悅。雖然只是課程設計，但我學習態(tài)度很重要，認真對待了能學到知識覺得很驕傲，能認識到自己的過錯和不足也是一件幸事，做學問也是做人，在做學問的過