單片機(jī)交通燈課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、目錄1 設(shè)計(jì)任務(wù) - 12 設(shè)計(jì)方案 12.1 任務(wù)分析 12.2 方案設(shè)計(jì) 12.3 硬件方案 12.4 軟件方案 23 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 23.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng) - 23.2 電源電路設(shè)計(jì) 23.3 數(shù)碼管顯示電路 24 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 24.1 主程序設(shè)計(jì) - 24.2 系統(tǒng)程序 35 調(diào)試及性能分析 35.1 軟件調(diào)試 35.2 硬件調(diào)試 35.3 系統(tǒng)功能調(diào)試 36 遇到的問(wèn)題及解決 37 心得體會(huì) 4附錄： 錯(cuò)誤! 未定義書簽。總結(jié) 101 設(shè)計(jì)任務(wù)利用單片機(jī)完成交通信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì)，該交通信號(hào)燈控制器由一條主干道和一 條支干道匯合成十字路口，在每個(gè)入口處設(shè)置紅、綠、黃三色信號(hào)燈，

2、紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車輛有時(shí)間停在禁行線外。用紅、綠、黃發(fā)光二 極管作信號(hào)燈。2設(shè)計(jì)方案2.1任務(wù)分析模擬交通燈控制器就是使用單片機(jī)來(lái)控制一些LED和數(shù)碼管，模擬真實(shí)交通燈的功能。紅、黃、綠交替點(diǎn)亮，利用數(shù)碼管倒計(jì)數(shù)顯示間隔等，用于管理十字路口的車輛及 行人交通，計(jì)時(shí)牌顯示路口通行轉(zhuǎn)換剩余時(shí)間等。2.2方案設(shè)計(jì)我們?cè)O(shè)計(jì)的是十字路口的紅綠燈，有東西，南北兩個(gè)走向，前兩個(gè)燈是東西的紅燈 和綠燈，后兩個(gè)是南北的紅燈和綠燈，前兩個(gè)燈不會(huì)同時(shí)亮，后兩個(gè)燈不會(huì)同時(shí)亮， 第1 個(gè)和第3個(gè)不會(huì)同時(shí)亮，暫時(shí)沒(méi)有黃燈的功能。2.3硬件方案根據(jù)設(shè)計(jì)的要求可知，系統(tǒng)的硬件原理框圖如下圖所

3、示T片機(jī)呂硬件單片機(jī)可選用STC89C52它與8051系列ROM設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)需外接程序存儲(chǔ)器，為設(shè)計(jì)和用2個(gè)數(shù)碼管計(jì)時(shí)，同時(shí)需要對(duì)該方向的指示燈的點(diǎn)亮?xí)r間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。按鍵可以根據(jù) 系統(tǒng)的需要進(jìn)行復(fù)位。用三極管驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示，三極管控制共陽(yáng)位選端，控制數(shù)碼管 的顯示。數(shù)碼管顯示LED 數(shù)顯示復(fù)位電路原理框電路單片機(jī)全兼容調(diào)試帶來(lái)極大的方便。南北向和東西向各采但其內(nèi)部帶有8KB 的 FLASH2.4軟件方案首先南北方向紅燈、東西方向綠燈亮，南北方向紅燈15秒、東西方向綠燈10秒,相應(yīng)的數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)字并讀秒，同時(shí)南北方向紅色的二極管和東西方向的綠色二 極管接通點(diǎn)亮顯示，當(dāng)東西方向的綠燈時(shí)間到，則東

4、西方向的綠燈轉(zhuǎn)為黃燈，同時(shí)數(shù)碼 管顯示黃燈的時(shí)間5秒，東西方向的黃色二極管接通點(diǎn)亮，此時(shí)南北方向的紅燈不變。 南北方向的紅燈和東西方向的黃燈時(shí)間同時(shí)到，此時(shí)南北方向的紅燈跳轉(zhuǎn)為綠燈，時(shí)間 同樣為10秒，東西方向有黃燈跳轉(zhuǎn)為紅燈，時(shí)間為 15秒。當(dāng)南北方向的綠燈時(shí)間到， 南北綠燈跳轉(zhuǎn)為黃燈，東西方向的紅燈不變，當(dāng)南北方向的黃燈和東西方向的紅燈時(shí)間 到，南北方向的黃燈跳轉(zhuǎn)為紅燈，東西方向的紅燈跳轉(zhuǎn)為綠燈。進(jìn)入開始的狀態(tài)，循環(huán) 執(zhí)行。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，程序框圖如圖所示。軟件可由匯編語(yǔ)言完成，也可由C語(yǔ)言完成。軟件設(shè)計(jì)可以分為以下幾個(gè)功能模塊：數(shù)碼管顯示模塊動(dòng)態(tài)顯示方式：動(dòng)態(tài)顯示方式是指一位一位地輪流點(diǎn)亮

5、每位顯示器（稱為掃描），即每個(gè)數(shù)碼管的位選被輪流選中，多個(gè)數(shù)碼管公用一組段選，段選數(shù)據(jù)僅對(duì)位選選中的數(shù) 碼管有效。對(duì)于每一位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電 流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。通過(guò)調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可以既保證 亮度，又保證顯示。若顯示器的位數(shù)不大于 8位，則顯示器的公共端只需一個(gè) 8位I/O 口進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描（稱為掃描口），控制每位顯示器所顯示的字形也需一個(gè) 8位口（稱為段 碼輸出）。LED紅綠燈顯示模塊狀態(tài)1，東西綠燈亮，南北紅燈亮 狀態(tài)2，東西黃燈亮，南北紅燈亮 狀態(tài)3，東西紅燈亮，南北綠燈亮 狀態(tài)4，東西紅燈亮，南北黃燈亮結(jié)構(gòu)框圖3系統(tǒng)硬件

6、設(shè)計(jì)圖程序初E始化紅綠燈顯示框圖3.1單片機(jī)的最小系統(tǒng)蘭狀態(tài)1 癌STC公司生產(chǎn)的AT89C52單片機(jī)它是硬件電路的核心部分，時(shí)鐘電路晶振使用12MHz 復(fù)位電路采取按鍵復(fù)位方式。3.2電源電路設(shè)計(jì)狀態(tài)2電源用5V直流變壓器直接供電，uSb接口供電3.3數(shù)碼管顯示電路狀態(tài)3顯示電路采用4個(gè)共陽(yáng)數(shù)碼管，用 74HC244做驅(qū)動(dòng)器，P0 口作為數(shù)碼管的輸入,ULN2803（乍為控制位選端, 位選端。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)P2.0，P2r，P2.2，P2.3狀態(tài)4分別作為東西，南北四路數(shù)碼管的4.1主程序設(shè)計(jì)_上結(jié)束系統(tǒng)程序流程圖v 程序初始化顯示了程序中斷處理圖3一呈序流程圖4.2系統(tǒng)程序根據(jù)設(shè)計(jì)方案，設(shè)

7、計(jì)滿足要求的程序，并將程序燒寫進(jìn)單片機(jī)，運(yùn)行程序，觀察現(xiàn) 象是否符合要求，若不符合要求繼續(xù)修改程序。直至能達(dá)到要求。程序清單見附錄5調(diào)試及性能分析5.1軟件調(diào)試軟件調(diào)試主要是利用protus仿真軟件完成電路的搭建，運(yùn)行以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤及 時(shí)改正。5.2硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要是檢測(cè)硬件電路是否有短路、斷路、虛焊等。具體步驟及測(cè)試結(jié)果如下：（1）檢查電源與地線是否全部連接上，用萬(wàn)用表對(duì)照電路原理圖測(cè)試各導(dǎo)線是否完全連 接，對(duì)未連接的進(jìn)行修復(fù)。（2）參照原理圖，檢查各個(gè)器件之間的連接是否連接正確， 是否存在虛焊，經(jīng)測(cè)試，各連接不存在問(wèn)題。（3）以上兩項(xiàng)檢查并修復(fù)完后，給該硬件電路上電，電源指示燈點(diǎn)亮

8、。5.3系統(tǒng)功能調(diào)試通過(guò)通電調(diào)試系統(tǒng)的功能，觀察系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，是否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，通過(guò)修改 軟件完成系統(tǒng)的系能指標(biāo)，也可以通過(guò)仿真軟件進(jìn)行仿真運(yùn)行，調(diào)試并修改系統(tǒng)，以便 達(dá)到最佳水準(zhǔn)。讓系統(tǒng)最大限度的發(fā)揮其功效。6遇到的問(wèn)題及解決在設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，但都是常見的小問(wèn)題，如：代碼中雙引號(hào)的使 用并不是在英語(yǔ)書寫狀態(tài)下，輸入字母出錯(cuò)等，在調(diào)試時(shí)出現(xiàn)異常，不過(guò)這些都是經(jīng)常 性錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)調(diào)試修改都 解決，程序順利完成，并實(shí)現(xiàn)了其功能。綜合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)，對(duì)已有知識(shí) 有了更進(jìn)一步的理解和認(rèn)識(shí)。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問(wèn) 題，

9、我通過(guò)查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學(xué)交流。由于使用的是單片機(jī)作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強(qiáng)大，而且可以隨時(shí)的更新系統(tǒng)，進(jìn)行不同狀態(tài)的組合。但是在我們?cè)O(shè)計(jì)和調(diào)試的過(guò)程 中，也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，譬如紅燈和綠燈的切換還不夠迅速，紅綠燈規(guī)則不完善效率還 不是很高等等，這需要在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。7 心得體會(huì)這學(xué)期是我們首次接觸單片機(jī)這門課程，大一的時(shí)候?qū)W長(zhǎng)為我們展示了單片機(jī)，告 訴我們這是我們以后要學(xué)習(xí)的很重要的東西，那時(shí)候只看到一塊板子上可以顯示數(shù)字， 現(xiàn)在我知道了那個(gè)叫數(shù)碼管。單片機(jī)剛剛學(xué)習(xí)的時(shí)候我覺(jué)得很難，代碼都看不懂，更別 說(shuō)編程了，所以這次課設(shè)對(duì)我們來(lái)說(shuō)很困難，可是隨

10、著組員之間的討論我們解決了一些 問(wèn)題，也更深的了解了單片機(jī)的原理，交通燈在所有課設(shè)里面不算是難的，可是對(duì)我們 來(lái)說(shuō)都一樣很困難。問(wèn)題雖然很多但我們還是努力去解決，從計(jì)時(shí)到LED 亮都很難，從書本學(xué)習(xí)的東西用在實(shí)際中才知道有多重要，最后我們只實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的紅綠燈而沒(méi)有黃 燈，這是我們的課設(shè)需要改進(jìn)的。在以后的學(xué)習(xí)中我們應(yīng)該勤動(dòng)手，多動(dòng)腦，遇到問(wèn)題 思考怎么解決，并且要有合作意識(shí)，團(tuán)隊(duì)的能力總是比一個(gè)人要大的，我們會(huì)改進(jìn)作品， 更好的使用單片機(jī)。附錄：ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP INTT0ORG 0013HLJMP INTT1ORG 001BHLJMP TT1OR

11、G 0100HTT1: MOV TH1,#0D8H ; 定時(shí)器 1，定時(shí) 10usMOV TL1,#0F0HDJNZ R6,EXITMOV R6,#100 ; 定時(shí)器定時(shí) 100 次MOV R1,#0FFHEXIT: RETIINTT0:MOV P1,#0BEH ; 外部中斷 0，JB P3.4,$RETIINTT1:MOV P1,#0BBHJB P3.4,$RETIORG 1000HMAIN: MOV R6,#100MOV R1,#00HMOVTMOD,#10HMOVTH1,#0D8HMOVTL1,#0F0HMOVIE,#8DHMOV20H,#10MOV21H,#5MOV22H,#10MOV

12、23H,#15MOV24H,#15SETBTR1ST1: MOVP1,#0EBHCJNER1,#0FFH,TZ1MOVR1,#00HDEC20HDEC23HTZ1: MOVR2,20HMOVR3,23HLCALLDISPMOVA,20HCJNEA,#00H,ST1MOV20H,#10ST2: MOVP1,#0EDHCJNER1,#0FFH,TZ2MOVR1,#00HDEC21HDEC23HTZ2: MOVR2,21HMOVR3,23HLCALLDISP外部中斷 1，主程序；初始化MOVA,21HCJNEA,#00H,ST2MOV21H,#05MOV23H,#15ST3: MOV P1,#0BE

13、HCJNER1,#0FFH,TZ3MOVR1,#00HDEC24HDEC22HTZ3: MOV R2,24HMOVR3,22HLCALL DISPMOVA,22HCJNEA,#00H,ST3MOV22H,#10ST4: MOV P1,#0DEHCJNER1,#0FFH,TZ4MOVR1,#00HDEC24HDEC21HTZ4: MOV R2,24HMOVR3,21HLCALL DISPMOVA,21HCJNEA,#00H,ST4MOV21H,#05MOV24H,#15LJMPST1DISP: MOV A,R2MOVB,#10DIV ABMOV60H,AMOV61H,BMOVA,R3MOVB,#

14、10DIV ABMOV62H,AMOV63H,BMOV40H,#04HMOVR5,#01HMOVR0,#60HLLP: MOV A,R0MOVDPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOVP0,AMOVA,R5MOVP2,ALCALL DELAY1MOVP2, #00H;RL AMOVR5,AINC R0DJNZRET40H,LLPDELAY1:;延時(shí)子程序MOVR4,#12DL2: MOV R7,#12DJNZR7,$DJNZRETR4,DL2TABLE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99HDB 92H,82H,0F8H,80H,90HEND總結(jié)交通燈的設(shè)計(jì)總結(jié)：通過(guò)

15、此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)電子線路方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程 中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因 所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過(guò)自己親手 實(shí)踐，是我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。過(guò)而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟， 不斷獲取。最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過(guò)而能改，善莫大焉”的知行觀。 這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于 游逆而解。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中，一定要不懈努力，不能遇到問(wèn)題就想 到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，然后進(jìn)行解決