單片機(jī)課程設(shè)計(jì)模擬交通信號燈

《單片機(jī)原理及其接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)課題：模擬交通信號燈專業(yè)：測控技術(shù)與儀器班級：姓名：學(xué)號：同組人：指導(dǎo)老師：目錄第一章課程設(shè)計(jì)任務(wù)書…………31.1摘要……………3設(shè)計(jì)目的和意義……………4任務(wù)要求……………………4第二章系統(tǒng)工作原理………………52.1LED顯示原理………………5紅黃綠燈的控制……………5第三章程序框圖……………………73.1主程序框圖……………………73.2中斷服務(wù)程序流程圖下圖所示………………8第四章Proteus軟件仿真…………9第五章設(shè)計(jì)總結(jié)……………………12第六章參考文獻(xiàn)……………………13第七章附頁程序清單………………14

第一章課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：模擬交通燈1.1摘要交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著人們社會活動的日益頻繁，這點(diǎn)更是體現(xiàn)的淋漓盡致。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(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)8051為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器，系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、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)時時間。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)I/O口擴(kuò)展系統(tǒng)、交通燈狀態(tài)顯示系統(tǒng)、LED數(shù)碼顯示系統(tǒng)、緊急情況中斷系統(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、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C51編程，主要編寫了主程序，LED數(shù)碼管顯示程序，中斷程序延時程序等。經(jīng)過整機(jī)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了對十字路口交通燈的模擬。1.2設(shè)計(jì)目的和意義加強(qiáng)對單片機(jī)和C51語言的認(rèn)識，充分掌握和理解設(shè)計(jì)各部分的工作原理、設(shè)計(jì)過程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項(xiàng)知識。1、用單片機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用使個人設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠真正使用。2、把理論知識與實(shí)踐知識相結(jié)合，充分發(fā)揮個人能力，并在實(shí)踐中得到鍛煉。3、提高利用已學(xué)的知識分析和解決問題的能力。4、提高動手實(shí)踐能力。1.3任務(wù)要求：1、主干道綠燈60秒，支干道綠燈30秒，黃燈都是三秒；2、要求用延時來實(shí)現(xiàn)定時時間；3、要求顯示器同步顯示主干道時間的倒計(jì)時；4、如果有按鍵按下，表示有緊急車輛通過（救火車等），此時十字路都亮紅燈，蜂鳴器響（十五秒鐘后恢復(fù)正常）。第二章系統(tǒng)工作原理2.1、數(shù)字LED的顯示原理：通過給51單片機(jī)P0口送入初始值，并用P0口來控制短選位，P1口來控制位顯來實(shí)現(xiàn)動態(tài)顯示，來顯示各燈的顯示時間。2.2紅黃綠燈的控制1、黃紅綠燈的亮滅8051單片機(jī)的P2口的六個端口接主干道和支干道的紅、綠、黃燈，顯示燃亮情況，通過兩個八段顯示器顯示每個燈的燃亮?xí)r間，使燈和顯示器時間同步。2、由軟件編程來實(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、30秒循環(huán)。3、通過延時程序來實(shí)現(xiàn)時間的延時。4、帶有緊急按鈕，使按鈕按下時會有出現(xiàn)中斷，使其去執(zhí)行中斷程序，主干道與支干道都為紅燈?？傇O(shè)計(jì)圖如下：第三章程序框圖置主道放行標(biāo)志0置主道放行標(biāo)志0—F0主道放行時間送R1主道亮綠燈，支道亮紅燈開始延時1秒主道亮黃燈,支道亮紅燈延時3秒置支道放行標(biāo)志0-F0支道放行時間送R3主道亮紅燈,支道亮綠燈延時1秒主道亮紅燈,支道亮綠燈延時3秒R1—1=0R3—1=0NN中斷服務(wù)程序流程圖下圖所示：主程序主干路支干路紅燈亮判斷是否有INT1中斷主程序主程序主干路支干路紅燈亮判斷是否有INT1中斷主程序第四章Proteus軟件系統(tǒng)仿真硬件系統(tǒng)的接線如圖所示,如下圖,主干道的紅,黃,綠交通燈分別通過P2口的六個端口連在一起,同理，支道上的也互聯(lián)。受89C51的P2.0-P2.5控制.緊急車請求通過時由按鈕控制,通過中斷來實(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：如下所示主干道方向亮黃燈3秒，支干道方向亮紅燈：如下圖仿真圖所示，有緊急車通過時按下按鍵K0時，主、支干道均亮紅燈特殊指示燈亮：第五章設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過一學(xué)期的對《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)行了為期兩周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，經(jīng)過了小組的討論我們選定了“模擬交通信號燈”的課題。在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多實(shí)際性的問題，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)中你會發(fā)現(xiàn)自己在飛速的提升。在整個設(shè)計(jì)過程中大部分時間是用在程序上面的。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個子程序才是關(guān)鍵的問題所在，這需要對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)很熟悉。因此可以說系統(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，雖然感覺理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過一番努力才得以解決。要做好一個課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個清晰的思路和一個完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時，不能妄想一次就將整個程序設(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)識到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，只有分工協(xié)作才能保證整個項(xiàng)目的有條不絮。另外在課程設(shè)計(jì)的過程中，當(dāng)我們碰到不明白的問題時，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)過程中對我們的指導(dǎo)！第六章參考文獻(xiàn)[1]汪貴平，李登峰，雷旭新編單片機(jī)原理與應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社[2]胡漢才單片機(jī)原理及其接口技術(shù)（第二版）清華大學(xué)出版社2004[3]戴佳.單片機(jī)C51語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社，2006.7:168-169[4]朱民雄.計(jì)算機(jī)語言技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社，2002.1:103-105[5]李鴻.單片機(jī)原理及應(yīng)用.湖南大學(xué)出版社.2004:8:72-73[6]劉建清.單片機(jī)技術(shù).國防工業(yè)出版社，2006.8:104-105[7]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，2005-03:306-32第七章附頁程序清單ORG0000HAJMPMAINORG00013HLJMPINT9;跳到跳到特種車輛自動服務(wù)程序............數(shù)字顯示代碼...........TAB:DB3FH,6H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,7H,7FH,6FH/*主程序*/ORG0300HMAIN:MOV25H,#60;南北通行時間初始值，存到25H單元MOV26H,#30;東西通行時間初始值，存到26H單元SETBIT0;外部中斷一邊沿觸發(fā)MOVIE,#8FH;開中斷.......南北綠燈東西紅燈............ NBLD:MOVR1,25H;為南北方向顯示時間做準(zhǔn)備NBLD1:MOV20H,R1;南北通行時間60秒(25h)=60，（NBLD即東西綠燈）MOVP2,#1EH;點(diǎn)亮南北綠燈東西紅燈MOVA,R1;ADDA,#3;MOV21H,A;為東西方向顯示時間做準(zhǔn)備LCALLDISP1;顯示通行所剩時間，其中有0.5秒延時LCALLDISP1;再次顯示以便數(shù)碼管不閃，且再延時0.5秒以便湊夠一秒DJNZR1,NBLD1;判斷60秒是否已完，若未完則從新顯示、延時............南北黃燈閃東西紅燈.............ShanHD:MOVR2,#3;黃燈閃亮3秒HD:MOVP2,#1DH;點(diǎn)亮黃燈MOV22H,R2;為顯示時間做準(zhǔn)備LCALLDISP2;黃燈閃亮剩時顯示，其中延時0.5秒MOVP2,#1FH;熄滅黃燈LCALLDISP2;顯時，且再延時0.5秒以便湊夠1秒DJNZR2,HD;判斷3秒是否已完，若未完則從新閃滅、延時和顯示......南北紅燈東西綠燈.............DXLD:MOVR3,26H;東西通行30秒（26H)=30,(DXLD即東西綠燈）DXLD1:MOVP2,#33H;點(diǎn)亮南北紅燈東西綠燈MOV24H,R3;為東西方向顯示時間做準(zhǔn)備MOVA,R3;ADDA,#3;MOV23H,A;為南北方向顯示時間做準(zhǔn)備LCALLDISP3;時間顯示，其中有0.5秒延時LCALLDISP3;湊夠1秒時間DJNZR3,DXLD1;判斷30秒是否已完.......南北紅燈東西黃燈閃..................ShanHD1:MOVR2,#3;轉(zhuǎn)入黃燈閃亮3秒HD1:MOV22H,R2;為顯示做準(zhǔn)備MOVP2,#2BH;點(diǎn)亮南北紅燈東西黃燈LCALLDISP2;顯示時間，并延時0.5秒MOVP2,#3BH;點(diǎn)亮南北紅燈關(guān)閉東西黃燈LCALLDISP2;顯時，且再延時0.5秒以便湊夠1秒DJNZR2,HD1;判斷3秒是否到，若未到繼續(xù)閃滅東西黃燈AJMPNBLD;主程序到此完......延時程序...................DELAY3:MOVR6,#1;5ms延時，（5ms=50*50*2us）DE61:MOVR0,#1 DE71:DJNZR0,DE71DJNZR6,DE61 RETDELAY:ACALLDELAY1;10ms延時ACALLDELAY1RETDELAY1:MOVR6,#50;5ms延時，（5ms=50*50*2us）DE6:MOVR0,#50DE7:DJNZR0,DE7DJNZR6,DE6RET.....南北通行的時間顯示子程序..........DISP1:MOVP0,#0;熄滅數(shù)碼管MOVR7,#25;以下調(diào)用四次5毫秒延時程序，故25*4*5毫秒=0.5秒RP1:MOVA,20H;南北方向要顯示時間移到寄存器AMOVDPTR,#TAB;要顯示的數(shù)字代碼表首地址MOVB,#10DIVAB;要顯示的時間與10相除，求出十位和個位MOVCA,@A+DPTR;找到十位的顯示代碼MOVP1,#00001110B;選擇南北數(shù)碼管十位片MOVP0,A;送出十位顯示代碼LCALLDELAY1;延時5ms以點(diǎn)亮數(shù)碼管MOVA,B;把個位數(shù)移到寄存器AMOVCA,@A+DPTR;找到個位數(shù)顯示代碼MOVP1,#00001101B;選擇南北數(shù)碼管個位片MOVP0,A;送出個位數(shù)顯示代碼LCALLDELAY1;延時5ms以點(diǎn)亮數(shù)碼管MOVA,21H;東西方向要顯時間移到寄存器AMOVDPTR,#TAB;要顯示的數(shù)字代碼表首地址MOVB,#10DIVAB;要顯示的時間與10相除，求出十位和個位MOVCA,@A+DPTR;找到十位的顯示代碼MOVP1,#00001011B;選擇東西數(shù)碼管的十位片MOVP0,A;送出十位顯示代碼LCALLDELAY1;延時5ms以點(diǎn)亮數(shù)碼管MOVA,B;把個位數(shù)移到寄存器AMOVCA,@A+DPTR;找到個位的顯示代碼MOVP1,#00000111B;選擇東西數(shù)碼管的個位片MOVP0,A;送出個位顯示碼LCALLDELAY1DJNZR7,RP1;是否已循環(huán)25次RET.............黃燈的時間顯示子程序................DISP2:MOVP0,#0;熄滅數(shù)碼管MOVR7,#25;以下調(diào)用兩次0.01秒延時程序，RP2:MOVA,22H;要顯示的時間移到寄存器AMOVDPTR,#TAB;要顯示的數(shù)字代碼表首地址MOVB,#10DIVAB;要顯示的時間與10相除，求出十位和個位MOVCA,@A+DPTR;找到十位的顯示代碼MOVP1,#00001010B;選擇南北數(shù)碼管十位片和東西數(shù)碼管十位片MOVP0,A;送出十位顯示代碼LCALLDELAY;延時10ms以點(diǎn)亮數(shù)碼管MOVP1,#00000101B;選擇東西南北數(shù)碼管個位片MOVA,B;把個位數(shù)移到寄存器AMOVCA,@A+DPTR;找到個位數(shù)顯示代碼MOVP0,A;送出個位數(shù)顯示代碼LCALLDELAY;延時10ms一點(diǎn)亮數(shù)碼管DJNZR7,RP2RET..........東西通行的時間顯示子程序.........DISP3:MOVP0,#0;熄滅數(shù)碼管MOVR7,#25;以下調(diào)用4次調(diào)用延時程序，RP3:MOVA,23H;要南北方向顯示的時間移到寄存器AMOVDPTR,#TAB;要顯示的數(shù)字代碼表首地址MOVB,#10DIVAB;要顯示的時間與10相除，求出十位和個位MOVCA,@A+DPTR;找到十位的顯示代碼MOVP1,#00001110B;選擇南北數(shù)碼管十位片MOVP0,A;送出十位顯示代碼LCALLDELAY1;延時5ms以點(diǎn)亮數(shù)碼管MOVA,B;把個位數(shù)移到寄存器AMOVCA,@A+DPTR;找到個位數(shù)顯示代碼MOVP1,#00001101B;選擇南北道數(shù)碼管個位片MOVP0,A;送出個位數(shù)顯示代碼LCALLDELAY1;延時5ms一點(diǎn)亮數(shù)碼管MOVA,24H;要東西方向顯示的時間移到寄存器AMOVB,#10DIVAB;要顯示的時間與10相除，求出十位和個位MOVCA,@A+DPTR;找到十位的顯示代碼MOVP1,#00001011B;MOVP0,A;送出十位顯示代碼LCALLDELAY1;延時5ms以點(diǎn)亮數(shù)碼管MOVA,BMOVCA,@A+DPTRMOVP1,#00000111B;選擇東西數(shù)碼管個位片MOVP0,A;送出個位顯示代碼LCALLDELAY1DJNZR7,RP3RET............特殊車輛通過的時間顯示子程序..........DISP4:MOVP0,#0;熄滅數(shù)碼管MOVR7,#50;以下調(diào)用兩次0.01秒延時程序，RP4:CL