單片機(jī)課程設(shè)計指導(dǎo)

單片機(jī)課程設(shè)計指導(dǎo)設(shè)計內(nèi)容：交通燈控制系統(tǒng)湖南工業(yè)大學(xué)電氣工程系2005年3月目錄一、設(shè)計內(nèi)容二、進(jìn)度安排三、基本要求四、設(shè)計過程

1、設(shè)計要求

2、設(shè)計要點

3、硬件設(shè)計

4、軟件設(shè)計

5、調(diào)試與仿真五、設(shè)計報告六、考核方法一、設(shè)計內(nèi)容

十字路口交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計

利用單片機(jī)的定時器產(chǎn)生秒信號，控制十字路口的紅綠黃燈交替點亮和熄滅，并且用4只LED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（綠燈點亮的時間）和暫緩?fù)ㄐ袝r間（黃燈點亮的時間），系統(tǒng)的工作符合一般交通燈控制要求。

回目錄二、進(jìn)度安排

單片機(jī)課程設(shè)計共安排2周，合計60學(xué)時，具體分配如下：實習(xí)動員及準(zhǔn)備工作：2學(xué)時總體方案設(shè)計：4學(xué)時硬件設(shè)計：6學(xué)時軟件設(shè)計：18學(xué)時軟件調(diào)試：6學(xué)時硬件仿真：6學(xué)時撰寫設(shè)計報告：12學(xué)時答辯與總結(jié)：6學(xué)時回目錄三、基本要求

1、課程設(shè)計的基本要求單片機(jī)課程設(shè)計的主要內(nèi)容包括：理論設(shè)計、調(diào)試與仿真、撰寫設(shè)計報告等。其中理論設(shè)計又包括選擇總體方案，硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計；硬件設(shè)計包括單元電路，選擇元器件及計算參數(shù)等；軟件設(shè)計包括模塊化層次結(jié)構(gòu)圖，程序流程圖。程序設(shè)計是課程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過調(diào)試進(jìn)一步完善程序設(shè)計，使之達(dá)到課題所要求的指標(biāo)，使理論設(shè)計更接近于實際產(chǎn)品。課程設(shè)計的最后要求是寫出設(shè)計總結(jié)報告，把理論設(shè)計內(nèi)容，調(diào)試的過程及性能指標(biāo)的測試結(jié)果進(jìn)行全面的總結(jié)，把實踐內(nèi)容上升到理論高度?；啬夸?/p>

2、課程設(shè)計的教學(xué)要求單片機(jī)課程設(shè)計的教學(xué)采用相對集中的方式進(jìn)行，以班為單位全班學(xué)生集中到工控網(wǎng)絡(luò)機(jī)房進(jìn)行實訓(xùn)，每人配備一臺PC機(jī)、一套DDZH-1型電子/單片機(jī)綜合實訓(xùn)箱、相關(guān)的軟件及電子元器件等器材設(shè)備。做到實訓(xùn)教學(xué)課堂化，嚴(yán)格考勤制度，在實訓(xùn)期間（兩周）累計曠課達(dá)到6節(jié)以上，或者遲到、早退累計達(dá)到8次以上的學(xué)生，該課程考核按不及格處理。在實訓(xùn)期間需要外出查找資料、購買電子元器件時，必須向指導(dǎo)老師請假，經(jīng)同意后方可外出。

回目錄課程設(shè)計的任務(wù)相對分散，每5-8名學(xué)生組成一個小組，完成一個課題的設(shè)計。小組成員既有分工、又要協(xié)作，同一小組的成員之間可以相互探討、協(xié)商，可以互相借鑒或參考別人的設(shè)計方法和經(jīng)驗。但每個學(xué)生必須單獨完成設(shè)計任務(wù)，要有完整的設(shè)計資料，獨立撰寫設(shè)計報告，設(shè)計報告雷同率超過50%的課程設(shè)計考核按不及格處理?；啬夸浰?、設(shè)計過程

1、設(shè)計要求十字交叉路口的交通燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。南北東西圖1.1十字路口交通燈控制示意圖回目錄往南和往北的信號一致，即紅燈（綠燈或黃燈）同時亮或同時熄滅。用兩個數(shù)碼管來顯示被點亮的指示燈還將點亮多久。往東和往西方向的信號一致，其工作方式與南北方向一樣，也采用兩個數(shù)碼管來倒計時。當(dāng)南北方向為綠燈和黃燈時，東西向的紅燈點亮禁止通行；而東西方向為綠燈和黃燈時，南北向的紅燈點亮禁止通行。回目錄假設(shè)馬南北番方向仙為主圾干道像，通成行時呆間為序60汽秒，仗東西擋方向吊是次芳干道悟，通業(yè)行時籮間為菊30啞秒，殊黃燈克點亮菌的時懇間均叛為4焦秒，姓則其狀工作凍方式閥如表毒1.凍1所德示循礙環(huán)點吐亮信閑號燈立。南北向東西向表1.愉1交通丸信號稱燈工曠作模呢式綠燈暢亮6加0秒黃燈異亮4嬌秒紅燈蜂亮6況4秒紅燈厲亮3瘦4秒綠燈冶亮3扁0秒黃燈爸亮4亦秒回目呼錄具體處設(shè)計沿要求滾如下發(fā)：1、飛設(shè)計木一交劃通燈陡控制臂系統(tǒng)蒙，其蒼結(jié)構(gòu)隸如圖斜1所裳示，暖工作形方式尊滿足異上述刻要求貼。2、菊主干漿道和必次干餡道的笑通行惹時間畢及黃晶燈點麻亮的姜時間究可以牢手動埋設(shè)置跌。3、無在沒框有手癢動設(shè)取置通稀行時鵝間時警，系盼統(tǒng)自戀動按災(zāi)表1.崗1的模緊式進(jìn)封行工凱作。回目蜓錄2、單設(shè)計丘要點(1傭)殃硬件扭設(shè)計脈：1）拒單片圍機(jī)建欺議選秩用AT律89退C5雨1，它與僑80舞51頁系列課單片旱機(jī)全純兼容逐，但炒其內(nèi)彩部帶盡有4KB的FL詠AS樂H帽RO催M(jìn)，設(shè)計丑時無津需外松接程兆序存茄儲器駕，為械設(shè)計百和調(diào)伙試帶捷來極妙大的落方便肅。2）LE燥D顯示繞系統(tǒng)奇：南譽(yù)北向砍和東蹤蝶西向外各采目用2序個數(shù)拾碼管店計時脅，對通該方洋向的赤指示營燈的吊點亮慕時間攤進(jìn)行響倒計著時，亦最長居計時里范圍紐奉為9田9秒雅。設(shè)忍計時尿可利估用單襯片機(jī)獵的P0口和P1口作寸為字識段和灰片選冰信號駛輸出膛，經(jīng)世驅(qū)動彎芯片架后驅(qū)看動數(shù)炒碼管聾顯示瘦倒計求時時漏間，索數(shù)碼寇管采嶄用動小態(tài)掃回描方鳴式顯作示?；啬繌堜?）散鍵盤拘系統(tǒng)該：設(shè)置定3個采程序中按鍵苦：設(shè)群置鍵照、增畫加鍵半、減扛少鍵想，因歡鍵盤也使用賺頻率綱很小證，建瞧議采允用查叛詢方鋒式來淡讀取務(wù)鍵盤凍。另銅需配熟置一業(yè)個非頑程序棗按鍵夠：系蜘統(tǒng)復(fù)扮位鍵滅。4）親電源季供電近系統(tǒng)狗：本系岔統(tǒng)采駕用2界20V電源梁供電姻，應(yīng)登設(shè)計顛相應(yīng)虜?shù)姆€(wěn)如壓電揭源電泄路。難但課哈程設(shè)含計受休時間友限制艷，也宗可采張用現(xiàn)挎成的外5V直流花穩(wěn)壓滋電源翅供電固，這亡樣可堤以節(jié)催約設(shè)嫁計時苗間、舉簡化夕設(shè)計統(tǒng)過程法?；啬恳变?2雞)肝本系糠統(tǒng)的針工作狂流程寨：1）活接通拐電源踐時或胳系統(tǒng)娃復(fù)位鵝后，拴系統(tǒng)亞按程惕序給防定的貨時間驕工作校，即建南北渡向通缺行6炊0秒其，東速西向循通行難30壯秒，航黃燈吐亮4課秒，陡工作資模式是如表杰1.爆1所疫示?，F(xiàn)首先妨南北倘向通擱行，鞋然后論東西躬向通敏行，厭如此臣循環(huán)阿。2）移通行稻時間伍的設(shè)餃置：軍當(dāng)需滔要更虛改主證、次蟲干道墳的通慢行時身間時右，可悲以用艘“設(shè)汁置鍵泡、增協(xié)加鍵兼、減飲少鍵竄”進(jìn)統(tǒng)行設(shè)廟置。第一蓮次按畫“設(shè)派置鍵墾”時，南白北向盾的綠致燈亮尸，南鄰北向惰的數(shù)航碼管率顯示恢當(dāng)前來南北時向的構(gòu)通行盛時間趣，并開且按健每秒遲3次淋的頻膀率閃晚爍（思每秒要鐘亮鑄3次曲暗3冷次）辛，其捕余的飾信號門指示考燈和姓東西欄向的寒?dāng)?shù)碼罪管熄滅約，此很時可渡以用誕“增睜加鍵緣瑞”和世“減膝少鍵炸”來回目喂錄改變濃南北蓄向的餅通行凡時間宅。按逃一次清“增孟加鍵篇”或深“減染少鍵愿”，掌數(shù)碼宗管的刺顯示賢時間是增加盯1秒欲或減蕩小1綱秒，糖長按速“增航加鍵挽”或腎“減定少鍵秩”（爐按下暖的時犁間超滋過1拾秒鐘陷以上寇），煙則數(shù)羽碼管罰顯示主的時霧間按辦每秒痕鐘增苗加或樣減少街10環(huán)的速誕度快耽速變伯化。第二角次按央“設(shè)旬置鍵粱”時，南責(zé)北向憤的黃精燈亮跪，南舊北向砍的數(shù)蓄碼管注顯示甚當(dāng)前排南北姓向黃高燈的磁點亮棉時間賺，并隱且按肆每秒罩3次最的頻顏率閃宏爍（它每秒桿鐘亮遣3次詠暗3類次）喬，其棒余的胃信號痕指示搖燈和朝東西擾向的繭數(shù)碼利管熄招滅，愛此時炭可以冒用“向增加巡壽鍵”修和“釋減少鄭鍵”渠來改含變南茅北向糟黃燈巾的點巾亮?xí)r摩間。回目葡錄第三炕次按貼“設(shè)期置鍵高”時，東肌西向科的綠痰燈亮湊，東解西向刑的數(shù)熔碼管羞顯示宮當(dāng)前泰東西崇向的釋通行蘭時間自，并墳且按餐每秒勉3次誰的頻餐率閃送爍，紐奉此時異可以香用“騙增加銜鍵”丟和“禍減少美鍵”傻來改莊變東尤西向封的通遮行時碗間。第四液次按缸“設(shè)猴置鍵?！睍r，東萬西向剃的黃仰燈亮順，東肺西向雁的數(shù)顆碼管痰顯示臭當(dāng)前繼東西抽向黃焰燈的補(bǔ)點亮亞時間位，并催且按站每秒練3次每的頻包率閃犁爍，筍此時鍬可以膜用“魄增加創(chuàng)鍵”趕和“景減少兼鍵”樣來改貸變東勇西向規(guī)黃燈鎖的點蚊亮?xí)r文間。第五正次按途“設(shè)艇置鍵稿”時，系爹統(tǒng)退漁出設(shè)嘆置狀格態(tài)，訂回到倒交通僅信號果燈狀宇態(tài)，屑并且受南北住向先塑通行卸，東短西向吳后通刑行。勞“設(shè)遷置鍵君”的缺功能絲式如表列1.梢2所類示?；啬揩F錄按“設(shè)置鍵”的次數(shù)

調(diào)整內(nèi)容

調(diào)整范圍

第1次南北磨向的功綠燈緞點亮故時間0—99秒表1.亦2設(shè)置榴鍵的雕功能第2次南北翅向的潛黃燈洪點亮殊時間0—9秒第3次東西踐向的福綠燈伶點亮揪時間0—99秒第4次東西聽向的范黃燈棚點亮劉時間0—9秒第5次恢復(fù)雄交通策燈工希作狀撿態(tài)回目盲錄(3咳)爭軟件妙設(shè)計燒：1）柱系統(tǒng)魯資源潤分配成：為了禾便于住程序門的設(shè)綠計、惱閱讀摔及修征改，扛需要抄先對圣系統(tǒng)盈的存質(zhì)儲器農(nóng)資源須進(jìn)行礦分配席和說縱明。2）非軟件口模塊絕：根據(jù)帳上述構(gòu)工作后流程瞇和設(shè)把計要辨求，踐軟件烏設(shè)計靜可以希分為僑以下錘幾個縣功能曾模塊室：·主跪程序蹄：初始忘化及言鍵盤篩監(jiān)控儉?！び嫊r姑程序竊模塊門：為定腳時器租的中諷斷服避務(wù)子噴程序抽，完譽(yù)成0.陡1秒和1秒的商時間珍定時辦。回目在錄·顯將示程佳序模灘塊：完成憑12臉個發(fā)果光二緒極管各（實俗際上態(tài)只需犯驅(qū)動滲6個聞）和錦4個LE臂D數(shù)碼扇管的贈顯示領(lǐng)驅(qū)動某?！ゆI非盤掃晝描程感序模岸塊：判斷秋是否光有鍵體按下敘，并著求取箭鍵號潤。·鍵藝處理栽程序號模塊難：分別勾是“京設(shè)置查鍵”蟲“增夕加鍵受”“亦減少土鍵”默的處隊理子溫程序器。回目妙錄3、郵硬件輔設(shè)計根據(jù)頌設(shè)計鄙要求古，交通說燈控鏟制系泥統(tǒng)的婚硬件橋由8懸位單素片機(jī)、4個數(shù)押碼管打及其謠驅(qū)動眾電路矮、1溫2個顯三色LE攝D指示峰燈及跳其驅(qū)動庸電路鴿、鍵列盤（蝦3個栗程序吊鍵）夠、電縣源電巧路等聚組成旋。可以參北照圖脂1.怠2所榆示的機(jī)方框摩圖進(jìn)叢行設(shè)宏計。硬件再設(shè)計劈燕的要渣求：回目浮錄（1禽）確零定元翼器件營的型革號及前參數(shù)留。（2紹）用PR懶OT白EL畫出職完整址的原理圖。（3叫）列滾出元器攜件清熄單。P2.0～P2.3P0P3.0～P3.2回目快錄電源電路時鐘與復(fù)位程序按鍵段驅(qū)動位驅(qū)動驅(qū)動P1.0～P1.53色LE碼D指示紙燈4位LED數(shù)碼管單片機(jī)AT89C51圖1.綢2紙交嗎通燈畜控制蔑系統(tǒng)夕組成惑方框趣圖4、患軟件額設(shè)計根據(jù)模設(shè)計御要點井，軟逮件設(shè)悠計首起先應(yīng)捉對系虹統(tǒng)資蒼源進(jìn)烤行進(jìn)沖行分落配和笑說明順。為了泛增加翼程序閘的可箏讀性鏡，理辱清程孕序的抓編寫府思路費(fèi)，建議程左序采井用模吸塊化友結(jié)構(gòu)宵，可表按以攻下9涼個模真塊編跡寫程夾序：回目辣錄①主程電序模款塊：主要歡完成RA仁M清零旨，T0定時法器的需設(shè)置挎，綠圍、黃越燈的傳初值瘡設(shè)定洋，鍵緣瑞盤查扒詢以胖及各簽子程埋序的燥調(diào)用艷。②禮定時盼中斷界服務(wù)運(yùn)程序蔥模塊：產(chǎn)生焦0.綁1秒鈴和1殘秒的艷定時籃信號遺，每挺到了潛1秒燥鐘，狂使南逃北綠節(jié)燈(途20H)儉，南北拿黃燈率(2瞞1H)追，東西朵綠燈忘(2鑰2H)解，東西竹黃燈漸(2制3H)進(jìn)行割遞減幟計數(shù)規(guī)。③羊掃描漸顯示貸子程浪序：為1叮2位LE矮D動態(tài)外顯示爺提供項驅(qū)動乞信號態(tài)。P0口和P2口為榨數(shù)碼秩管提謎供驅(qū)摟動信唱號，P0口為山字段?？?，茶低電例平有襪效，P2口為鮮字位婚碼輸淚出口蔥，高冷電平烏有效喝。顯士示緩笛沖區(qū)罩30H到3貝4H共4聲個字榆節(jié)，枝33H和3計2H存放澡南北秒顯示窮的十種位與菜個位抵?jǐn)?shù)據(jù)??；3艱1H和3傻0H存放旦東西攏的十購位與手個位辣數(shù)據(jù)幻玉?；啬繚怃洟荇~鍵掃磁描子剪程序：檢測P3端口版，判優(yōu)斷是泊否有歇鍵按竹下，截如果廟有鍵抵按下場，則弊進(jìn)行悔延時肚去抖養(yǎng)動并眾讀取障鍵值加存入A中。⑤亞鍵值臉處理呆子程也序：根據(jù)讀鍵值班，轉(zhuǎn)宣相應(yīng)抄鍵處氣理子同程序噸。⑥缺設(shè)置陷鍵處價理子戶程序：設(shè)置已鍵是尾一個哄多功劣能鍵造，需除要對萄其所恒按的央次數(shù)鹿進(jìn)行寇計數(shù)晌，然逃后轉(zhuǎn)淋到相善應(yīng)的晌程序席段。⑦眾加1幕鍵處順理子達(dá)程序：在按餐鍵標(biāo)冤志位昨有效快的情弊況下煉，每傘按一您次加騰1鍵庭，對即應(yīng)的雖數(shù)據(jù)柏作加梨1處殖理。江長按朗該鍵迅（時厲間超鞋過1產(chǎn)秒）吃，則朝對應(yīng)必的數(shù)碧據(jù)快撇速增田加。回目丈錄⑧哈減1謙鍵處例理子黑程序：在按莫鍵標(biāo)盜志位愉有效畢的情晉況下涌，每昌按一漢次減恭1鍵免，對安應(yīng)的最數(shù)據(jù)打作減虹1處肅理。粘長按稠該鍵洗（時疾間超剖過1賞秒）京，則朵對應(yīng)彎的數(shù)捐據(jù)快恒速減放小。⑨蘆恢復(fù)拴通行悼顯示駝子程穿序：在設(shè)輔置通咳行時隙間的穴狀態(tài)壁下（聯(lián)此時志鍵處標(biāo)理標(biāo)勿志位0F2碎H=覆1），如在30秒鐘遼內(nèi)沒倒有按娛任何尸按鍵寸，則僅自動吊恢復(fù)央到正襪常工渣作狀索態(tài)，尺所作沿的設(shè)潑置時嫌間無淚效?；啬壳痄涇浖窃O(shè)計投的要金求：（1勒）用MC賠S-截51匯編牧語言尤進(jìn)行距程序球設(shè)計冶。（2四）在WA背VE或其摟它編騰程平楚臺上柱進(jìn)行商編輯和，并匙完成懂編譯娛。附：參考銷程序叉。回目攤錄5、初調(diào)試緩與仿愿真程序潮設(shè)計眼完畢逃后，仍再進(jìn)球行硬船件仿翻真和紹系統(tǒng)匙調(diào)試猴。仿刺真和鐮調(diào)試瘡在DD顧ZH耀-1型電脈子/慘單片糕機(jī)綜否合實物訓(xùn)箱炒上完繁成。系統(tǒng)窗調(diào)試漏按以液下步耀驟進(jìn)內(nèi)行：回目方錄(1境)DD河ZH醉-1型電航子/失單片制機(jī)綜頭合實啟訓(xùn)箱德的硬嗚件連孕接：J1連J6撤；J練4的1衡、2寒、3瞎腳連J7的1蒸、2愿、3本腳。(2吩)申程序轉(zhuǎn)燒錄排：·乒如單覽片機(jī)有采用AT批89緒S5苦1，可以溪用DD舒ZH面-1型實肌驗箱絲式的JC嘗1口（IS紐奉P下載偽）固位化程俯序。潮用數(shù)肝據(jù)線轟將PC機(jī)的珠串口弦與(4尤)圣長時深間通皺電試令機(jī)，第檢測慶系統(tǒng)獲的穩(wěn)油定性禾和抗真干擾斷能力西。回目撐錄實驗?zāi)赶涞腏C豎1口接側(cè)連，朽打開降相應(yīng)飼的程塵序燒贊錄軟件件（冷如Zp滲ro等）癥，按拋要求身操作急即可謎?！し氯鐔螖r片機(jī)遞采用AT洲89惹C5五1，則須撐采用鍛專用臂的程巨序燒蒼錄器亡下載唐程序岸。(3保)揮測試陽系統(tǒng)放的性冰能，冰不能惹達(dá)到穴設(shè)計下要求質(zhì)時，盒重新信調(diào)整躁或修差改程踢序，命進(jìn)一近步調(diào)頑試，撥直到超滿足插設(shè)計兩要求何。五、身設(shè)計安報告設(shè)計霸完成銷后，董必須雷撰寫某課程屢設(shè)計狐報告岡。設(shè)居計報告必登須獨活立完錄成，拼格式垮符合槳要求劣，文擁字（響不含癥圖形拒、程序揭）不扯少于惕30室00泉字，士圖形兄繪制兵規(guī)范冊。設(shè)賴計報誕告的格式貨如下廈：回目預(yù)錄1、修封面2、擋內(nèi)容遣提要3、苗目錄4、螞正文(1昨)柴所作型題目送的意忽義、米本人沒所做潤的工屆作及孟系統(tǒng)滲的主要下功能埋；(2資)宴硬件柏電路宣設(shè)計慌及描反述；(3混)底軟件桌設(shè)計姥流程以及描偏述；(4罪)斃源程勤序代儀碼（宗要有變注釋翅）；5、竄心得壓體會6、族參考砍文獻(xiàn)回目校錄六、坐考核歷方法單片蟻機(jī)課權(quán)程設(shè)槐計的丈考核興方式難為考柳查，謎考核煤結(jié)果伶為優(yōu)迫秀、捕良好尊、中憤等、停及格律和不時及格示五等營，分收數(shù)在臺90洞-1賭00廉之間址為優(yōu)疊秀，建80砌-8孕9分煉之間纏為良巷好，珍70州-7炭9分傻之間匆為中育等，葉60虎-6們9分機(jī)之間鴿為及燭格，瓣60蒼分以婦下為愛不及卷格?？己吮秩競€方漁面進(jìn)邁行：設(shè)計喬制作蠢4收0%；設(shè)計姿報告秋3哈0%；設(shè)計倘答辯籮3摘0%。表1截.3波是單嫩片機(jī)挎課程正設(shè)計遷的考臥核成籠績記孔錄表適?；啬績︿洷?長.2參單片永機(jī)課周程設(shè)稀計考臨核成茄績記描錄表姓名班級學(xué)號考核項目設(shè)計制作40分設(shè)計報告30分設(shè)計答辯30分設(shè)計質(zhì)量50%創(chuàng)新設(shè)計50%報告質(zhì)量70%平時成績30%熟練程度80%個人素質(zhì)20%實得分總分考核等級教師簽名回目和錄1、儉設(shè)計揉制作走：4銹0分回目麥錄（1笑）創(chuàng)品新設(shè)睬計：別50屢%包括松總體送設(shè)計摟方案態(tài)