單片機(jī)c語言課程設(shè)計(jì)交通燈

1、河 南 理 工 大 學(xué)萬 方 科 技 學(xué) 院?jiǎn)?片 機(jī) 課 程 設(shè) 計(jì) 20112012學(xué)年 第 1 學(xué)期課 程 名 稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用實(shí)例仿真設(shè) 計(jì) 題 目： 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 0926304017 專 業(yè) 班 級(jí)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)01班 指 導(dǎo) 教 師： 2011-10-24目 錄一概述2二功能概述22.1設(shè)計(jì)任務(wù)：交通燈的硬件和軟件設(shè)計(jì)22.2設(shè)計(jì)目的2三硬件設(shè)計(jì)23.1定時(shí)器33.2定時(shí)器計(jì)數(shù)器的概念33.3定時(shí)器計(jì)數(shù)器的相關(guān)寄存器33.4 定時(shí)器計(jì)數(shù)器的編程4四軟件設(shè)計(jì)54.1定時(shí)器初始化5五電路圖及仿真設(shè)計(jì)55.1設(shè)計(jì)完成原理圖如下55.2南北跳轉(zhuǎn)到黃燈

2、5s，東西仍為紅燈65.3程序代碼7六總結(jié)12參考文獻(xiàn)13一概述引 言近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。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(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。交通信號(hào)燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈控制器，. 二功能概述2.1設(shè)計(jì)任務(wù)：交通燈的硬件和軟件設(shè)計(jì)2.2設(shè)計(jì)目的1.進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。2.掌握單片

3、機(jī)的接口技術(shù)及相關(guān)外圍芯片的外特性，控制方法。3.通過課程設(shè)計(jì)，掌握以單片機(jī)為核心的電路設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)，了解有關(guān)電路參數(shù)的計(jì)算方法。4.通過實(shí)際程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設(shè)計(jì)方法和調(diào)試技術(shù)。5.通過完成一個(gè)包括電路設(shè)計(jì)和程序開發(fā)的完整過程，為我們今后從事相應(yīng)工作打下基礎(chǔ)。三硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)交通燈控制器實(shí)例主要使用了89C52定時(shí)器，基礎(chǔ)知識(shí)主要包括交通燈的變化規(guī)律、定時(shí)器概念和工作方式、以及數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示方式。3.1定時(shí)器定時(shí)器是單片機(jī)中最常用、最重要的功能模塊之一，本節(jié)通過交通燈控制器實(shí)例來演示定時(shí)器的使用。首先介紹交通燈以及定時(shí)器計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)知識(shí)，接著介紹本實(shí)例的硬件電路構(gòu)

4、成，然后逐步分析定時(shí)器的變成以及程序的全貌，最后總結(jié)一下本實(shí)例的技巧與注意點(diǎn)。3.2定時(shí)器計(jì)數(shù)器的概念89C52片機(jī)內(nèi)有兩個(gè)可編程的定時(shí)器計(jì)數(shù)器T0、T1。當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)器用作“定時(shí)器”時(shí)，每經(jīng)過1個(gè)機(jī)器周期（12個(gè)時(shí)鐘周期），計(jì)數(shù)器加1。當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)器用作“計(jì)數(shù)器”時(shí)，計(jì)數(shù)器在對(duì)應(yīng)的外部輸入管腳（T0為P3.4引腳，T1為P3.5引腳）上每發(fā)生一次1到0的跳變時(shí)加1。使用“計(jì)數(shù)器”功能時(shí)，外部輸入每個(gè)機(jī)器周期被采樣一次。當(dāng)某一周期管腳狀態(tài)采樣為高電平而下一周期采樣為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器加1。由于檢測(cè)下降沿跳變需要兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期）的時(shí)間，所以技術(shù)頻率最大值只能為時(shí)鐘周期的124。計(jì)數(shù)器

5、對(duì)外部輸入信號(hào)的占空比并無限制，但為了保證給定的電平信號(hào)在其改變之前至少被采樣一次，外部輸入信號(hào)必須至少保持一個(gè)完整的機(jī)器周期。3.3定時(shí)器計(jì)數(shù)器的相關(guān)寄存器與定時(shí)器計(jì)數(shù)器相關(guān)的寄存器有定時(shí)器計(jì)數(shù)器工作方式寄存器（TMOD）、定時(shí)器計(jì)數(shù)器控制寄存器（TCON）。TCON已經(jīng)在2.5節(jié)受控輸出實(shí)例中介紹過，因此，在本例中主要介紹TMOD寄存器。定時(shí)器計(jì)數(shù)器工作方式寄存器（TMOD），字節(jié)地址89H，不可進(jìn)行位尋址。定時(shí)器計(jì)數(shù)器工作方式寄存器（TMOD）的8位分為兩組，高4位控制T1，低4位控制T0。TMOD每一位的功能如下。GATE：門控位。GATE0，僅由運(yùn)行控制位TRX（X0，1）1來啟動(dòng)定

6、時(shí)器計(jì)數(shù)器運(yùn)行；GATE1，由運(yùn)行控制位TRX（X0，1）1和外部中斷引腳上的高電平共同來啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)數(shù)器運(yùn)行。CT：定時(shí)器模式和計(jì)數(shù)器模式選擇位。CT0，為定時(shí)器模式；CT1，為計(jì)數(shù)器模式。M1、M0：工作方式選擇位。M1、M0的4中編碼對(duì)應(yīng)4種工作方式，對(duì)應(yīng)關(guān)系見表210。3.4 定時(shí)器計(jì)數(shù)器的編程（1）初始化定時(shí)器計(jì)數(shù)器的初始化編程包括以下幾個(gè)部分。根據(jù)要求給定時(shí)器計(jì)數(shù)器方式寄存器（TMOD）送一個(gè)方式控制字，以設(shè)定定時(shí)器計(jì)數(shù)器的工作方式。根據(jù)需要給TH和TL寄存器送初值，以確定需要的定時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)的初值。根據(jù)需要給中斷允許寄存器（IE）送中斷控制字，以開放相應(yīng)的中斷和設(shè)定中斷優(yōu)先級(jí)。給

7、TCON寄存器送命令字以啟動(dòng)或禁止定時(shí)計(jì)數(shù)器的運(yùn)行。（2）定時(shí)器計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算。計(jì)數(shù)器初值：設(shè)計(jì)算器的模值位M，所需的計(jì)數(shù)值為C，計(jì)數(shù)初值設(shè)定為TC，則TC=M-C (M等于2的13次方，16次方，8次方)。定時(shí)器初值：設(shè)定時(shí)器的模值為M，需要的定時(shí)時(shí)間為T，定時(shí)器的初值設(shè)定為TC，則TC=M-T/t（M等于2的13次方，16次方，8次方）。四軟件設(shè)計(jì)交通燈控制器實(shí)例使用了89C52片機(jī)的定時(shí)器，首先分定時(shí)器初始化，定時(shí)器中斷服務(wù)程序兩個(gè)部分介紹定時(shí)器計(jì)數(shù)器的軟件編程，其次在畫出程序流程圖的基礎(chǔ)上編寫軟件程序，并給出完整的交通燈控制器程序?qū)嵗?.1定時(shí)器初始化為了使定時(shí)器時(shí)間準(zhǔn)確，避免因?yàn)?/p>

8、定時(shí)器重裝而引起的累計(jì)誤差，應(yīng)將定時(shí)器設(shè)置為初值自動(dòng)裝置的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器工作在工作方式2.在12MHz晶振條件下，8位定時(shí)器的最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間是0.256ms，為了方便計(jì)算取定時(shí)時(shí)間為0.25ms，所以，定時(shí)0.5s需要定時(shí)器中斷2000次。下面計(jì)算定時(shí)器的初值。定時(shí)器初值TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;每0.5ms定時(shí)器中斷發(fā)生，num+1，程序跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序T0-INT開始執(zhí)行。中斷服務(wù)程序每次將定時(shí)器中斷計(jì)數(shù)變量減1，但定時(shí)器中斷計(jì)數(shù)變量為0時(shí)，0.5s定時(shí)時(shí)間到，將位變量SECOND-FLAG置為1.定時(shí)器中斷服務(wù)程

9、序通過RETI指令返回，程序?qū)⑻D(zhuǎn)到進(jìn)入中斷前的斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行。五電路圖及仿真設(shè)計(jì)5.1設(shè)計(jì)完成原理圖如下在電路連接完成后，將寫好的程序放入單片機(jī)，運(yùn)行。5.2南北跳轉(zhuǎn)到黃燈5s，東西仍為紅燈在南北轉(zhuǎn)換為紅燈的同時(shí)，東西燈轉(zhuǎn)換到綠燈持續(xù)25s；東西轉(zhuǎn)換為黃燈持續(xù)5s，南北紅燈不變；如此循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)交通燈的作用。5.3程序代碼#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit kai=P30;sbit jia=P31;sbit jian=P32;bit guan=1,flag=0,ci=0

10、;uchar code table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;uchar i,num;uchar max=30;void delay(uchar z)uchar x,y;for(x=0;x<z;x+)for(y=0;y<110;y+);void key()while(!kai)delay(10);if(!kai) guan=guan;while(!kai);void tiao()bit sub,add;if(bit)(P3&0x02)=0)delay(5);if(bit)(P3&0x02)=0

11、)add=(bit)(P3&0x02);max+;if(max>30)max=30;while(!add)add=(bit)(P3&0x02);if(bit)(P3&0x04)=0)delay(5);if(bit)(P3&0x04)=0)sub=(bit)(P3&0x04);max-;if(max<6)max=6;while(!sub)sub=(bit)(P3&0x04);void main()TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;while(1)key(

12、);if(guan)ET0=1;TR0=1;if(!flag) if(num<2*(max-5) P2=0xde;P0=0XF2;P1=table(max-num/2)/10; delay(1);P1=0xff; P0=0xf1;P1=table(max-num/2)%10;delay(1);P1=0xff;else if(num<2*max)if(num%2)P2=0x2e;else P2=0x3e;P0=0XF2;P1=table(max-num/2)/10;delay(1);P1=0xff;P0=0XF1;P1=table(max-num/2)%10;delay(1);P1=

13、0xff; if(flag)if(num<2*(max-5)P2=0xf3;P0=0XF2;P1=table(max-num/2)/10;delay(1);P1=0xff;P0=0XF1;P1=table(max-num/2)%10;delay(1);P1=0xff;else if(num<2*max)if(num%2)P2=0x35;else P2=0x37;P0=0XF2;P1=table(max-num/2)/10;delay(1);P1=0xff;P0=0XF1;P1=table(max-num/2)%10;delay(1);P1=0xff; elseTR0=0;num=0

14、;tiao();P0=0XF2;P1=tablemax/10;delay(1);P1=0xff;P0=0xF1;P1=tablemax%10;delay(1);P1=0xff;void time() interrupt 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;i+; if(i=10)i=0;num+;if(num=2*max)num=0;flag=flag;六總結(jié)回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我仍感慨頗多，學(xué)到了很多的東西。同時(shí)不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且還學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實(shí)際運(yùn)用

15、中的還是有一定的出入的，所以有些問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。一切問題必須要靠自己一點(diǎn)一滴的解決，而在解決的過程當(dāng)中你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己在飛速的提升。對(duì)于單片機(jī)設(shè)計(jì)，其硬件電路是比較簡(jiǎn)單的，主要是解決程序設(shè)計(jì)中的問題，而程序設(shè)計(jì)是一個(gè)很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力，它才是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在。因此可以說單片機(jī)的設(shè)計(jì)是軟件和硬件的結(jié)合，二者是密不可分的。通過這次課程設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)單片機(jī)原理應(yīng)用行很強(qiáng)，只看也不中，只有自己動(dòng)手去做才會(huì)發(fā)現(xiàn)自己確實(shí)有太多的不足，許多的原理，程序看似簡(jiǎn)單，真正去做才知道知識(shí)并沒有自己想象的那樣扎實(shí)。從而懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相