交通燈模擬電路程序(匯編).doc

第一章 課程設(shè)計內(nèi)容與要求分析第一章 課程設(shè)計內(nèi)容與要求分析1.1 課程設(shè)計內(nèi)容1.以89C51單片機為核心器件組成交通燈控制系統(tǒng)，采用定時中斷實現(xiàn)精確定時；1）基本功能與要求：要求在一般工作方式下，十字路口為A、B道（A、B道交叉組成十字路口），每道設(shè)置紅、綠、黃三盞燈，在燈的控制下各道輪流放行。通行的流程是：B道紅燈亮40秒，同時A道綠燈亮30秒，閃爍5秒，A道黃燈亮5秒；然后切換A道紅燈亮40秒，同時B道綠燈亮30秒，閃爍5秒；B道黃燈亮5秒。如此循環(huán)。在A、B道紅、綠、黃燈依次點亮時，A、B道對應(yīng)的兩位數(shù)碼管分別倒計時顯示本道紅、綠、黃燈點亮的時間。2）擴展功能：設(shè)置自動流量控制功能：即當一道有車而另一道無車（用按鍵開關(guān)S1、S2模擬車輛檢測功能）時，使有車車道放行。設(shè)置優(yōu)先控制功能：當有緊急車輛通過時，用開關(guān)S0進行控制，將A、B道均設(shè)定為紅燈，第二次按下開關(guān)S0后，回復(fù)正常運行狀態(tài)。2.利用提供的單元模塊構(gòu)成硬件系統(tǒng)。 硬件設(shè)備有AT89C52單片機，74LS164芯片，12個發(fā)光二極管，4個共陽極數(shù)碼管，3個開關(guān)和若干導線。1.2 課程設(shè)計要求分析1.2.1 系統(tǒng)單元電路組成 1.電路組成1）在此電路中，我們主要用到了AT89C52單片機下面我們來介紹一下：AT89C52是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C52是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C52是一種高效微控制器。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 圖1 AT89C52了解了AT89C52的一些功能，我們來介紹一下有關(guān)它在使用上的參數(shù)：主要特性：與MCS-51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz三級程序存儲器鎖定128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個16位定時器/計數(shù)器5個中斷源 可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C52的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。芯片擦除：整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。 2）除此之外，我們還用到了74LS164芯片，和數(shù)碼管共同組成靜態(tài)顯示電路。164為8位移位寄存器,其主要電特性的典型值如下：54/74164 185mW 54/74LS164 80mW當清除端（CLEAR）為低電平時，輸出端（QAQH）均為低電平。 串行數(shù)據(jù)輸入端（A，B）可控制數(shù)據(jù)。當 A、B任意一個為 低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時鐘端（CLOCK）脈沖上升沿作用下Q0 為低電平。當A、B 有一個為高電平，則另一個就允許輸入數(shù)據(jù)，并在CLOCK 上升沿作用下決定Q0 的狀態(tài)。71LS164引腳圖及引腳功能：CLOCK ：時鐘輸入端CLEAR： 同步清除輸入端（低電平有效） A，B ：串行數(shù)據(jù)輸入端QAQH： 輸出端圖2 74LS164封裝圖74LS164電氣參數(shù):極限值 電源電壓7V 輸入電壓 5.5V 工作環(huán)境溫度 54164 -55125 74164 -070 儲存溫度 -65150圖3 真值表3）共陽極數(shù)碼管共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。1.2.2 系統(tǒng)單元電路設(shè)計分析1.數(shù)碼管靜態(tài)顯示驅(qū)動模塊1）靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多。2）驅(qū)動4個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要4840根I/O端口來驅(qū)動，要知道一個89C52單片機可用的I/O端口才32個呢，實際應(yīng)用時必須增加74ls164譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動。2.單片機AT89C52控制電路P1腳的P1.0,P1.1,P1.2分別接東西方向的發(fā)光二極管紅，黃，綠，P1.3P1.5分別接南北方向的發(fā)光二極管紅，黃，綠。P3.5也就是15引腳設(shè)置為開關(guān)S0，控制全紅燈亮。P3.3,P3.4中斷INT0,INT1分別設(shè)置為開關(guān)S1,S2,控制當一道有車而另一道無車（用按鍵開關(guān)S1、S2模擬車輛檢測功能）時，使有車車道放行。3用protelDXP對電路圖進行仿真設(shè)計，設(shè)計圖見附錄。第二章 控制系統(tǒng)程序設(shè)計第二章 控制系統(tǒng)程序設(shè)計在單片機的變成調(diào)試過程中，我們利用kiel軟件對單片機的程序進行編程、調(diào)試和仿真，并進一步利用protelDXP對電路和軟件進行進一步的仿真。匯編語言程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP TI0ORG 0013HLJMP TI1ORG 001BHLJMP TI2ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H ; MOV TMOD,#60H;設(shè)置T1的工作方式寄存器 MOV TL1,#0FFH; MOV TH1,#0FFH; SETB TR1; SETB ET1; SETB EX0 SETB EX1 SETB IT0 SETB IT1 SETB EA MOV R2,#40 ; MOV R3,#35 ; CLR P1.2 SETB P1.0 ;QQ: ACALL ZZ ; 調(diào)用十六-十子程序 CJNE R2,#00H,TT ;R2不得0,B路紅燈亮 AJMP AA ;TT: CLR P1.3 SETB P1.4 SETB P1.5 SETB P1.0 ACALL JJ ; 調(diào)用顯示子程序 ACALL TIME DEC R2 ;YY1: DJNZ R3,YY ; R3得0，CJNE R2,#05H,YY2; R2得5，A路黃燈亮，R2不得5，A路綠燈閃 MOV R3,#05H ; A路黃燈亮 SETB P1.2 CLR P1.1YY2: MOV R3,#05H ; R2不得5，A路綠燈閃 CPL P1.2 ;YY: CJNE R2,#09H,YYY1 CPL P1.2YYY1: CJNE R2,#08H,YYY2 CPL P1.2YYY2: CJNE R2,#07H,YYY3 CPL P1.2YYY3: CJNE R2,#06H,YYY4 CPL P1.2YYY4:CJNE R2,#05H,YYY CPL P1.2YYY: AJMP QQ ;AA:MOV R2,#35 ; MOV R3,#40 CLR P1.5 ;QQ1: ACALL ZZ ; CJNE R3,#00H,TT1 ; AJMP MAIN ;TT1:SETB P1.3 CLR P1.0 SETB P1.1 SETB P1.2 SETB P1.3 ACALL JJ ACALL TIME ; DEC R3 ;PP1:DJNZ R2,PP ; CJNE R3,#05H,PP2; MOV R2,#05H ; SETB P1.5 CLR P1.4PP2:MOV R2,#05H ; CPL P1.5PP:CJNE R3,#09H,PPP1CPL P1.5PPP1:CJNE R3,#08H,PPP2CPL P1.5PPP2:CJNE R3,#07H,PPP3CPL P1.5PPP3:CJNE R3,#06H,PPP4CPL P1.5PPP4:CJNE R3,#05H,PPPCPL P1.5PPP: AJMP QQ1;ZZ: MOV A,R2; 十六-十子程序 MOV B,#10 DIV AB MOV 40H,B MOV 41H,A MOV A,R3 MOV B,#10 DIV AB MOV 42H,B MOV 43H,A RETJJ:MOV R0,#40H ; ;靜態(tài)顯示子程序4位顯示 MOV R7,#4 ; MOV SCON,#00HKK:MOV A,R0 ; MOV DPTR,#TBB MOVC A,A+DPTR MOV SBUF,AMM:JNB TI,MM CLR TI INC R0 DJNZ R7,KK RETTIME:MOV R4,#5 ;延時1秒子程序D1: MOV R5,#200D2: MOV R6,#200D3: NOP NOP NOP DJNZ R6,D3 DJNZ R5,D2 DJNZ R4,D1 RETTI0:CLR EA PUSH PSW PUSH ACC PUSH P1 SETB EA SETB P1.0 SETB P1.1 SETB P1.4 SETB P1.5 CLR P1.2 CLR P1.3OO: JNB P3.3,SSS LJMP OOTI1:CLR EA PUSH PSW PUSH ACC PUSH P1 SETB EA SETB P1.1 SETB P1.2 SETB P1.3 SETB P1.4 CLR P1.0 CLR P1.5OO1: JNB P3.2,SSS LJMP OO1TI2: CLR EA PUSH PSW PUSH ACC PUSH P1 SETB EA SETB P1.1 SETB P1.2 SETB P1.4 SETB P1.5 CLR P1.0 CLR P1.3OO2:JB P3.5,SSSLJMP OO2SSS:POP P1 POP ACC POP PSW RETI EEE:ACALL QQ TBB: DB 0C0H;0 DB 0F9H;1 DB 0A4H;2 DB 0B0H;3 DB 99H;4 DB 92H;5 DB 82H;6 DB 0F8H;7 DB 80H;8 DB 90H;9END第三章 單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計總結(jié)第三章 單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計總結(jié)課程設(shè)計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.隨著科學技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機已經(jīng)成為當今計算機應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域