單片機(jī)課程方案設(shè)計(jì)書(shū)模擬交通信號(hào)燈

1、 課題：模擬交通信號(hào)燈 專(zhuān)業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器 091-7 班級(jí)：機(jī) 姓名：張萌萌 200977506238 學(xué)號(hào)： 同組人：頓文強(qiáng)、袁躍、王莫涵、林垚 指導(dǎo)老師：王衛(wèi)忠 目錄 3課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)第一章 3摘要 1.1 1.2 4設(shè)計(jì)目的和意義1.3 4任務(wù)要求 5 第二章系統(tǒng)工作原理 52.1 LED顯示原理2.2 5紅黃綠燈的控制 7 程序框圖第三章 7主程序框圖3.1 83.2中斷服務(wù)程序流程圖下圖所示 9 Proteus軟件仿真第四章 12設(shè)計(jì)總結(jié)第五章 13第六章 參考文獻(xiàn) 14附頁(yè)程序清單 第七章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 第一章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：模擬交通燈 要 1.1摘交通在人們的日常生活中占有

2、重要的地位，隨著人們社會(huì)活動(dòng)的日益頻繁，這點(diǎn)更是體現(xiàn)的淋漓盡致。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)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)為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈8051控制器，系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)。本設(shè)計(jì)就是采用單片機(jī)模擬十字路口交通 燈的各種狀態(tài)顯示以及倒計(jì)時(shí)時(shí)間。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)口擴(kuò)展系統(tǒng)、交通燈狀態(tài)顯示系統(tǒng)、數(shù)碼顯示系統(tǒng)、緊LEDI/O急情況中斷系統(tǒng)、復(fù)位電路等幾大部分組成。系統(tǒng)除基本的交通燈功能外，還具有倒計(jì) 時(shí)、緊急情況處理等功能，較好的模擬實(shí)現(xiàn)了十字路口可能出現(xiàn)的狀況。軟件上采用編程，主要編寫(xiě)了主程序，數(shù)碼管顯示程序，中斷程序延

3、時(shí)程序LEDC51 等。經(jīng)過(guò)整機(jī)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了對(duì)十字路口交通燈的模擬。 設(shè)計(jì)目的和意義1.2加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)和C51語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)，充分掌握和理解設(shè)計(jì)各部分的工作原理、設(shè)計(jì)過(guò)程、 選擇芯片器件、模塊化編程等多項(xiàng)知識(shí)。 、用單片機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用使個(gè)人設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠真正使用。1 、把理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合，充分發(fā)揮個(gè)人能力，并在實(shí)踐中得到鍛煉。2 、提高利用已學(xué)的知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。3 、提高動(dòng)手實(shí)踐能力。4 任務(wù)要求：1.3 秒，黃燈都是三秒；30秒，支干道綠燈1、主干道綠燈60 、要求用延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間；2 、要求顯示器同步顯示主干道時(shí)間的倒計(jì)時(shí)；3 4、如果有按鍵按下，表示有緊急車(chē)輛通過(guò)（救

4、火車(chē)等），此時(shí)十字路都亮紅燈，蜂鳴器響（十五 秒鐘后恢復(fù)正常）。 系統(tǒng)工作原理第二章 的顯示原理：、數(shù)字LED2.1通過(guò)給51單片機(jī)P0口送入初始值，并用P0口來(lái)控制短選位，P1口來(lái)控制位顯來(lái)實(shí)現(xiàn) 動(dòng)態(tài)顯示，來(lái)顯示各燈的顯示時(shí)間。 紅黃綠燈的控制2.2 、黃紅綠燈的亮滅18051單片機(jī)的P2口的六個(gè)端口接主干道和支干道的紅、綠、黃燈，顯示燃亮情況， 通過(guò)兩個(gè)八段顯示器顯示每個(gè)燈的燃亮?xí)r間，使燈和顯示器時(shí)間同步。 秒循環(huán)。30、由軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)燈的燃亮?xí)r間，設(shè)置使主干道和支干道綠燈別為60秒、2 、通過(guò)延時(shí)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間的延時(shí)。34、帶有緊急按鈕，使按鈕按下時(shí)會(huì)有出現(xiàn)中斷，使其去執(zhí)行中斷程序，主

5、干道與支干道都 為紅燈。 總設(shè)計(jì)圖如下： 程序框圖 第三章 開(kāi)始0-F0 置支道放行標(biāo)志R3 支道放行時(shí)間送F0 0置主道放行標(biāo)志 R1 主道放行時(shí)間送 主道亮紅燈,支道亮綠燈 主道亮綠燈，支道亮紅延延N1=0 R3 N 1=0 R1 支道亮綠燈,主道亮紅燈 支道亮紅燈主道亮黃燈, 秒延時(shí)3 3延時(shí)秒 中斷服務(wù)程序流程圖下圖所示： 主程序 判斷是否有 INT1中斷 主干路支干路紅燈亮 主程 軟件系統(tǒng)仿真Proteus第四章硬件系統(tǒng)的接線(xiàn)如圖所示,如下圖,主干道的紅,黃,綠交通燈分別通過(guò)P2口的六個(gè)端口連在一起,同理，支道上的也互聯(lián)。受89C51的P2.0-P2.5控制.緊急車(chē)請(qǐng)求通過(guò)時(shí)由按鈕控

6、制, 通過(guò)中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)功能要求分別仿真各種情況下的亮燈情況，具體如下：如下圖仿真圖所示，正常情況下主干道方向亮綠燈，主干道放行。支干道方向亮紅 燈，支干道禁行： RESPACK-8RP1C2C1X130p主干道時(shí)間30p978345612CRYSTAL312011117562343456701102dddddpddpddpdpddddddU1d03919支干道時(shí)間P0.0/AD0XTAL1d138P0.1/AD1d237P0.2/AD2d31836XTAL2P0.3/AD3d435R10P0.4/AD4d534P0.5/AD5d6339.1P0.6/AD6d7932RSTP0.7/AD7

7、R1R2R3p2121100R100R100RP2.0/A8p2222P2.1/A9p2323P2.2/A10p242924PSENP2.3/A11p253025ALEP2.4/A12D1D2D3C3p263126EAP2.5/A1327LED-GREENLED-REDLED-YELLOW1uP2.6/A1428D7D10P2.7/A15132222R15R7pppp26p10p26110P1.0P3.0/RXDp11X1211100R100P1.1P3.1/TXDp12312LED-REDLED-REDP1.2P3.2/INT0D13p13413D8D11P1.3P3.3/INT1514R1

8、6R8支干道LED-REDP1.4P3.4/T0p25p25615P1.5P3.5/T1716100R100RP1.6P3.6/WR817LED-YELLOWLED-YELLOWP1.7P3.7/RD主干道AT89C51D9D12net=p14R17R9p24p24100R100R231222LED-GREENLED-GREENpppD4D5D6LED-GREENLED-YELLOWLED-REDLS1R4R5R6100R100R100QSPEAKEX2N2905 秒，支干道方向亮紅燈：3如下所示主干道方向亮黃燈RESPACK-8RP1C2C1X130p主干道時(shí)間30p978345612CRY

9、STAL312011117562344235670101ddddddpddpdpddpdddddU1d03919支干道時(shí)間P0.0/AD0XTAL1d138P0.1/AD1d237P0.2/AD2d31836XTAL2P0.3/AD3d435R10P0.4/AD4d534P0.5/AD5d6339.1P0.6/AD6d7932RSTP0.7/AD7R1R2R3p2121100R100R100RP2.0/A8p2222P2.1/A9p2323P2.2/A10p242924PSENP2.3/A11p253025ALEP2.4/A12D1D2D3C3p263126EAP2.5/A1327LED-GR

10、EENLED-YELLOWLED-RED1uP2.6/A1428D7D10P2.7/A15123222R15R7pppp26p10p26110P1.0P3.0/RXDp11X1211100R100P1.1P3.1/TXDp12312LED-REDLED-REDP1.2P3.2/INT0D13p13413D8D11P1.3P3.3/INT1514R16R8支干道LED-REDP1.4P3.4/T0p25p25615P1.5P3.5/T1716100R100RP1.6P3.6/WR817LED-YELLOWLED-YELLOWP1.7P3.7/RD主干道AT89C51D9D12net=p14R17

11、R9p24p24100R100R213222LED-GREENLED-GREENpppD4D5D6LED-GREENLED-YELLOWLED-REDLS1R4R5R6100R100R100QSPEAKEX2N2905 如下圖仿真圖所示，有緊急車(chē)通過(guò)時(shí)按下按鍵K0時(shí)，主、支干道均亮紅燈特殊指示 燈亮：RESPACK-8RP1C2C1X130p主干道時(shí)間30p976823451CRYSTAL312011117562340234567101dddddddpddpdpddpddddU1d03919支干道時(shí)間P0.0/AD0XTAL1d138P0.1/AD1d237P0.2/AD2d31836XTAL

12、2P0.3/AD3d435R10P0.4/AD4d534P0.5/AD5d6339.1P0.6/AD6d7932RSTP0.7/AD7R1R2R3p2121100R100R100RP2.0/A8p2222P2.1/A9p2323P2.2/A10p24292PSEP2.3/A1p232ALP2.4/A1DDDCp232EP2.5/A12LED-GREELED-YELLOLED-RE1P2.6/A12DD1P2.7/A1R1Rp2p1p21P1.P3.0/RXp1X110010P1.P3.1/TXp11LED-RELED-REP1.P3.2/INTD1p11DD1P1.P3.3/INT1R1R支干

13、LED-REP1.P3.4/Tp2p21P1.P3.5/T1100100P1.P3.6/W1LED-YELLOLED-YELLOP1.P3.7/R主干AT89C5DD1net=p1R1Rp2p2100100LED-GREELED-GREEDDDLED-GREELED-RELED-YELLOLSRRR100100100QSPEAKEX2N2905 設(shè)計(jì)總結(jié) 第五章 經(jīng)過(guò)一學(xué)期的對(duì)單片機(jī)原理及應(yīng)用的學(xué)習(xí)，在本學(xué)期末我們進(jìn)行了為期兩周的單 的課題。”片機(jī)課程設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)了小組的討論我們選定了“模擬交通信號(hào)燈在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多實(shí)際性的問(wèn)題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn)，書(shū)本上理論性的東西與在實(shí)際運(yùn)用中的還是有

14、一定的出入的，所以有些問(wèn)題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯(cuò)誤思維。一切問(wèn)題必須要靠自己一點(diǎn)一滴的解決，而在解決的過(guò)程當(dāng)中你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己在飛速的提升。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中大部分時(shí)間是用在程序上面的。很多子程序是可以借鑒書(shū)本上的，但怎樣銜接各個(gè)子程序才是關(guān)鍵的問(wèn)題所在，這需要對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)很熟悉。因此可以說(shuō)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是軟件和硬件的結(jié)合，二者是密不可分的。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足之處，雖然感覺(jué)理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過(guò)程中 仍有意想不到的困惑，經(jīng)過(guò)一番努力才得以解決。要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些

15、資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè) .計(jì)的必經(jīng)之路其次，這次課程設(shè)計(jì)讓我充分認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，只有分工協(xié)作才能保證整個(gè)工程的有條不絮。另外在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，當(dāng)我們碰到不明白的問(wèn)題時(shí)，指導(dǎo)老師總是 耐心的講解，給我們的設(shè)計(jì)以極大的幫助，使我們獲益匪淺。 最后，非常感謝王老師在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我們的指導(dǎo)！ 參考文獻(xiàn) 第六章 新編單片機(jī)原理與應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社1 汪貴平，李登峰，雷旭 2004 單片機(jī)原理及其接口技術(shù)（第二版）清華大學(xué)出版社2 胡漢才 2006.7:168-169. 電子工業(yè)出版社，. 單片機(jī)

16、C51語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)3 戴佳 2002.1:103-105. 北京航空航天大學(xué)出版社，朱民雄.計(jì)算機(jī)語(yǔ)言技術(shù)4 . 2004:8:72-73湖南大學(xué)出版社. 李鴻. 單片機(jī)原理及應(yīng)用5 2006.8: 104-105 國(guó)防工業(yè)出版社，. 單片機(jī)技術(shù). 6 劉建清 2005-03:306-32楊寧，胡學(xué)軍單片機(jī)與控制技術(shù)北京航空航天大學(xué)出版社，7 附頁(yè)程序清單 第七章 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 00013H 跳到跳到特種車(chē)輛自動(dòng)服務(wù)程序 LJMP INT9 。 .數(shù)字顯示代碼 TAB: DB 3FH,6H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,7H,7FH,6FH */

17、 /*主程序 ORG 0300H 單元25H MAIN: MOV 25H,#60 。南北通行時(shí)間初始值，存到 單元 東西通行時(shí)間初始值，存到26H MOV 26H,#30 。 外部中斷一邊沿觸發(fā) SETB IT0 。 開(kāi)中斷。 MOV IE,#8FH .南北綠燈東西紅燈 為南北方向顯示時(shí)間做準(zhǔn)備 NBLD: MOV R1,25H 。 即東西綠燈），（(25h)=60NBLD秒南北通行時(shí)間。 NBLD1: MOV 20H,R1 60 點(diǎn)亮南北綠燈東西紅燈 。 MOV P2,#1EH 。 MOV A,R1 。 ADD A,#3 為東西方向顯示時(shí)間做準(zhǔn)備。 MOV 21H,A 秒延時(shí)顯示通行所剩時(shí)間

18、，其中有0.5 LCALL DISP1 。 秒以便湊夠一秒再次顯示以便數(shù)碼管不閃，且再延時(shí)0.5 LCALL DISP1 。 秒是否已完，若未完則從新顯示、延時(shí)判斷60 DJNZ R1,NBLD1 。 .南北黃燈閃東西紅燈. 秒3。 黃燈閃亮ShanHD: MOV R2,#3 點(diǎn)亮黃燈 HD: MOV P2,#1DH 。 為顯示時(shí)間做準(zhǔn)備 MOV 22H,R2 。 秒0.5黃燈閃亮剩時(shí)顯示 ，其中延時(shí) LCALL DISP2 。 熄滅黃燈 MOV P2,#1FH 。 秒10.5秒以便湊夠 LCALL DISP2 。 顯時(shí)，且再延時(shí) 秒是否已完，若未完則從新閃滅、延時(shí)和顯示3 判斷 DJNZ R

19、2,HD 。 .南北紅燈東西綠燈. 即東西綠燈）（26H)=30, (DXLD30 東西通行秒 DXLD: MOV R3,26H 。 點(diǎn)亮南北紅燈東西綠燈。 DXLD1: MOV P2,#33H 為東西方向顯示時(shí)間做準(zhǔn)備。 MOV 24H,R3 。 MOV A,R3 。 ADD A,#3 為南北方向顯示時(shí)間做準(zhǔn)備。 MOV 23H,A 秒延時(shí)0.5 時(shí)間顯示，其中有 LCALL DISP3 。 秒時(shí)間1。 湊夠 LCALL DISP3 秒是否已完30。 判斷 DJNZ R3,DXLD1 .南北紅燈東西黃燈閃. 秒3 轉(zhuǎn)入黃燈閃亮ShanHD1: MOV R2,#3 。 為顯示做準(zhǔn)備 HD1:

20、MOV 22H,R2 。 點(diǎn)亮南北紅燈東西黃燈。 MOV P2,#2BH 秒顯示時(shí)間，并延時(shí)0.5 LCALL DISP2 。 點(diǎn)亮南北紅燈關(guān)閉東西黃燈 。 MOV P2,#3BH 秒1顯時(shí)，且再延時(shí)0.5秒以便湊夠 LCALL DISP2 。 秒是否到，若未到繼續(xù)閃滅東西黃燈判斷 3 DJNZ R2,HD1 。 主程序到此完 AJMP NBLD 。 . .延時(shí)程序. DELAY3: ），（ 5ms=50*50*2us延時(shí)。 MOV R6,#1 5ms DE61: MOV R0,#1 DE71: DJNZ R0,DE71 DJNZ R6,DE61 RET 延時(shí) 10ms DELAY: ACAL

21、L DELAY1 。 ACALL DELAY1 RET ）5ms=50*50*2us延時(shí) ，（ DELAY1: MOV R6,#50 。 5ms DE6: MOV R0,#50 DE7: DJNZ R0,DE7 DJNZ R6,DE6 RET .南北通行的時(shí)間顯示子程序. 熄滅數(shù)碼管 DISP1: MOV P0,#0 。 秒=0.525*4*5毫秒。 以下調(diào)用四次5毫秒延時(shí)程序，故 MOV R7,#25 A南北方向要顯示時(shí)間移到寄存器。 RP1: MOV A,20H 要顯示的數(shù)字代碼表首地址 MOV DPTR,#TAB 。 MOV B,#10 相除，求出十位和個(gè)位要顯示的時(shí)間與 10 DIV

22、AB 。 找到十位的顯示代碼。 MOVC A,A+DPTR 選擇南北數(shù)碼管十位片。 MOV P1,#00001110B 送出十位顯示代碼。 MOV P0,A 以點(diǎn)亮數(shù)碼管延時(shí)5ms LCALL DELAY1 。 A 把個(gè)位數(shù)移到寄存器 MOV A,B 。 找到個(gè)位數(shù)顯示代碼 MOVC A,A+DPTR 。 選擇南北數(shù)碼管個(gè)位片 MOV P1,#00001101B 。 送出個(gè)位數(shù)顯示代碼 MOV P0,A 。 以點(diǎn)亮數(shù)碼管5ms 延時(shí)。 LCALL DELAY1 A東西方向要顯時(shí)間移到寄存器。 MOV A,21H 要顯示的數(shù)字代碼表首地址 MOV DPTR,#TAB 。 MOV B,#10 相除

23、，求出十位和個(gè)位要顯示的時(shí)間與10 DIV AB 。 找到十位的顯示代碼。 MOVC A,A+DPTR 選擇東西數(shù)碼管的十位片 。 MOV P1,#00001011B 送出十位顯示代碼 MOV P0,A 。 以點(diǎn)亮數(shù)碼管5ms 延時(shí)LCALL DELAY1 。 A 把個(gè)位數(shù)移到寄存器 MOV A,B 。 找到個(gè)位的顯示代碼 。 MOVC A,A+DPTR 選擇東西數(shù)碼管的個(gè)位片 MOV P1,#00000111B 。 送出個(gè)位顯示碼。 MOV P0,A LCALL DELAY1 次25 DJNZ R7,RP1 。是否已循環(huán) RET . .黃燈的時(shí)間顯示子程序 熄滅數(shù)碼管。 DISP2: MOV

24、 P0,#0 秒延時(shí)程序，以下調(diào)用兩次0.01 MOV R7,#25 。 A 要顯示的時(shí)間移到寄存器 RP2: MOV A,22H 。 要顯示的數(shù)字代碼表首地址 。 MOV DPTR,#TAB MOV B,#10 相除，求出十位和個(gè)位10。 要顯示的時(shí)間與 DIV AB 找到十位的顯示代碼 MOVC A,A+DPTR 。 選擇南北數(shù)碼管十位片和東西數(shù)碼管十位片 MOV P1,#00001010B。 送出十位顯示代碼 MOV P0,A 。 以點(diǎn)亮數(shù)碼管10ms。 延時(shí) LCALL DELAY 選擇東西南北數(shù)碼管個(gè)位片。 MOV P1,#00000101B A把個(gè)位數(shù)移到寄存器。 MOV A,B

25、找到個(gè)位數(shù)顯示代碼 MOVC A,A+DPTR 。 送出個(gè)位數(shù)顯示代碼 MOV P0,A 。 一點(diǎn)亮數(shù)碼管10ms 延時(shí) LCALL DELAY 。 DJNZ R7,RP2 RET .東西通行的時(shí)間顯示子程序 熄滅數(shù)碼管。 DISP3: MOV P0,#0 次調(diào)用延時(shí)程序，以下調(diào)用4 MOV R7,#25 。 A 要南北方向顯示的時(shí)間移到寄存器 RP3: MOV A,23H 。 要顯示的數(shù)字代碼表首地址。 MOV DPTR,#TAB MOV B,#10 相除，求出十位和個(gè)位10。 要顯示的時(shí)間與 DIV AB 找到十位的顯示代碼 MOVC A,A+DPTR 。 選擇南北數(shù)碼管十位片 MOV P1,#00001110B。 送出十位顯示代碼 MOV P0,A 。 以點(diǎn)亮數(shù)碼管5ms 延時(shí) LCALL DELAY1 。 A 把個(gè)位數(shù)移到寄存器。 MOV A,B 找到個(gè)位數(shù)顯示代碼。 MOVC A,A+DPTR 選擇南北道數(shù)碼管個(gè)位片。 MOV P1,#00001101B 送出個(gè)位數(shù)顯示代碼 MOV P0,A 。 一點(diǎn)亮數(shù)碼管5ms。 延時(shí) LCALL DELAY1 A要東西方向顯示的時(shí)間移到寄存器。 MOV A,24H MOV B,#10 相除，求出十位和個(gè)位要顯示的時(shí)間與10 DIV AB 。 找到十位的顯示代碼 MOVC A,A+D