單片機課程設(shè)計交通紅綠指揮燈

1、單片機課程設(shè)計報告題 目： 交通紅綠指揮燈 學(xué) 院： 化工過程自動化 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 1202 姓 名 學(xué) 號： 120122714 指導(dǎo)教師： 日期：2014年12月20日目錄1.課程設(shè)計的目的32.課程設(shè)計的題目與要求42.1課程設(shè)計題目42.2設(shè)計要求43.課程設(shè)計報告內(nèi)容43.1設(shè)計方案的說明53.2各部分工作原理63.2.1硬件原理框圖63.2.2軟件原理框圖63.2.3軟件與硬件的分工合作63.3設(shè)計方案的圖表73.3.1主程序流程圖73.3.2數(shù)碼管顯示電路圖83.3.3系統(tǒng)原理圖83.3.4仿真電路及效果圖93.4編程設(shè)計說明書113.4.1程序及注釋1

2、14.總結(jié)131.課程設(shè)計的目的1） 通過這次單片機課程設(shè)計，掌握匯編語言的編程方法，熟練運用所學(xué)過的單片機知識，從而提高自己的知識掌握熟練度以及動手能力。2） 通過這次對交通紅綠燈的設(shè)計，運用和掌握了定時器、計數(shù)器等使用方法，合理安排器件，用最簡單最經(jīng)濟(jì)的方式解決問題。2.課程設(shè)計的題目與要求2.1課程設(shè)計題目：交通紅綠燈指示器的設(shè)計2.2設(shè)計要求用所學(xué)過的單片機的知識設(shè)計一臺交通紅綠燈指示器，能夠控制東西南北四個方向的交通，共有紅黃綠三燈，紅燈與綠燈之間交換時黃燈要閃爍3次，每次1秒，設(shè)定通行時間為60秒，等待時間們也是60秒。3.課程設(shè)計報告內(nèi)容如圖1所示結(jié)構(gòu)，東西南北共12盞燈，分別都

3、是紅、黃、藍(lán)3種顏色：圖1但是根據(jù)常識可以知道，四個方向中東西兩個方向3盞燈的工作情況是一致的，南北方向3盞燈的工作情況是一致的，所以設(shè)東西為一組，南北為一組這樣一來只需要控制6盞燈的亮滅規(guī)律就能達(dá)到要求了，剩下的兩組一致就可以了。要求是南北或是東西通行時間為60秒，等待也是60秒，所以綠燈亮60秒后黃燈閃爍3秒再讓紅燈亮60秒，就這樣反復(fù)循環(huán)。3.1設(shè)計方案的說明基于以上的任務(wù)分析再結(jié)合自己所學(xué)習(xí)的單片機的中斷系統(tǒng)、定時器以及計數(shù)器的知識，我們把以前分好的兩組每組紅、黃、綠3盞燈共6盞燈分別接到單片機的6個輸出引腳上面用p1口進(jìn)行輸出：通過對p1口p0-p5口編程來實現(xiàn)控制目的，各個燈的熄滅

4、情況就通過定時器、計數(shù)器以及中斷系統(tǒng)的配合來實現(xiàn)控制目的。交通紅綠燈的時間顯示我們可以用兩個發(fā)光二極管來完成，即把十位接在p1口，個位接在p3口上，然后再對p1、p3口進(jìn)行編程就可以實現(xiàn)控制目的。這樣一來 就可以分為4個工作狀態(tài)：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，南北黃燈亮工作時就可分為這4種狀態(tài)，當(dāng)顯示這4種以外的狀態(tài)時就可以判定為出現(xiàn)故障。3.2各部分工作原理3.2.1硬件原理框圖如圖3圖33.2.2軟件原理框圖如圖4圖43.2.3軟件與硬件的分工合作硬件與實物相連接，軟件與硬件相連接，通過編寫程序使硬件實現(xiàn)預(yù)期的

5、功能，硬件就相當(dāng)于外在表現(xiàn)而軟件就相當(dāng)于內(nèi)在品質(zhì)。本次設(shè)計使用的單片機為at89c51，at89c51是帶有4k字節(jié)閃存的低電壓高性能微處理器，其主要特性：a與mcs-51兼容b4k字節(jié)可編程flash存儲器c壽命：1000寫/擦循環(huán)d數(shù)據(jù)保留時間：10年e全靜態(tài)工作：0hz-24mhzf三級程序存儲器鎖定g32可編程i/o線h兩個16位定時器/計數(shù)器i5個中斷源j可編程串行通道k低功耗的閑置和掉電模式l片內(nèi)振蕩器和時鐘電路3.3設(shè)計方案的圖表3.3.1主程序流程圖如圖5圖53.3.2數(shù)碼管顯示電路圖如圖6設(shè)計中采用發(fā)光二極管作為交通燈來使用，單片機的i/o接口直接與發(fā)光二極管相連。讓東西方向

6、的兩組同色燈連在一起，南北方向的兩組同色燈連在一起，受單片機p2.0p2.5控制。共有12個發(fā)光二極管，共陽極鏈接，只有當(dāng)i/o口輸出低電平時對應(yīng)的發(fā)光二極管才會發(fā)光。其中p2.0p2.2控制東西方向的紅、綠、黃3燈，p2.3p2.5控制南北方向的紅、綠、黃3燈。圖63.3.3系統(tǒng)原理圖如圖7圖7在設(shè)計中用到起移位作用的芯片是雙向移位寄存器74ls190，用此芯片來控制燈的移動，可搭建出單循環(huán)和往復(fù)循環(huán)兩種結(jié)構(gòu)電路。 雙向移位寄存器74194 為 4 位雙向移位寄存器，其主要電特性的典型值如下：當(dāng)清除端（clear）為低電平時，輸出端（qaqd）均為低電平。當(dāng)工作方式控制端（s0、s1）均為高

7、電平時，在時鐘（clock）上升沿作用下，并行數(shù)據(jù)（ad）被送入相應(yīng)的輸出端qaqd。此時串行數(shù)據(jù)（dsr、dsl）被禁止。當(dāng)s0 為高電平、s1 為低電平時，在clock上升沿作用下進(jìn)行右移操作，數(shù)據(jù)由dsr送入。當(dāng)s0 為低電平、s1 為高電平時，在clock上升沿作用下進(jìn)行操作，數(shù)據(jù)由dsr送入。當(dāng) s0 和 s1 均為低電平時，clock 被禁止。對于 54（74）194，只有當(dāng) clock 為高電平時 s0 和 s1 才可改變。雙向移位寄存器：3.3.4仿真電路及效果圖1）仿真電路2）仿真效果圖圖83.4編程設(shè)計說明書3.4.1程序及注釋org 0000hsjmp mainorg 0

8、080hmain: mov p1，# 0ffh ;程序初始化mov p2，#0ffhmov p3，#0ffhstart: mov r4，#60 ;狀態(tài)1：60秒倒計時，東西綠燈亮，南北紅燈亮mov p2，#0ahs1：lcall bcddec r4mov p1,amov p3,alcall delscjne r4，#0ffh,s1mov r4，#03 ;狀態(tài)2,：03秒倒計時東西黃燈亮，南北紅燈亮s2：lcall bcddec r4 mov p3，aclr p2.3setb p2.5clr p2.1lcall delayclr p2.5setb p2.1lcall delscjne r4，#0

9、ffh,s2mov p2，#11h ;狀態(tài)3:60秒倒計時東西紅燈亮，南北綠燈亮mov r4，#60s3：lcall bcddec r4mov p1，amov p3，alcall delscjne r4，#0ffh,s3mov r4，#03 ;狀態(tài)4:03秒倒計時，東西紅燈亮，南北黃燈亮s4：lcall bcddec r4mov p1，aclr p2.0setb p2.2clr p2.4lcall delayclr p2.2setb p2.4lcall delscjne r4，#0ffh,s4sjmp startbcd:mov a,r4 ;將r4中的16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制數(shù)并放入a中mov

10、b,#10div abswap aadd a, bret delay:mov r5，#02h ;閃爍延時子程序del1: mov r6， #0ffhdel2: mov r7, #0ffhdjnz r7，$djnz r6， del2djnz r5， del1retdels: mov r5， #08hdels1: mov r6， #0ffhdels2: mov r7， #0ffhdjnz r7， $djnz r6， dels2djnz r5， dels1retend4.總結(jié)通過將近一個星期的單片機課程設(shè)計，使我對單片機的相關(guān)知識掌握的更加牢固，在這一個星期中，我從總方案設(shè)計到畫原理圖，以及設(shè)計程序

11、等都有涉及使我受益匪淺?，F(xiàn)在我對管腳以及相關(guān)的控制器都有了更進(jìn)一步的了解，尤其是對i/o管腳的實用以及編程更是有了一個新的認(rèn)識。這次課程設(shè)計的任務(wù)是通過單片機的i/o端口來控制12個發(fā)光二極管，從而達(dá)到實現(xiàn)交通系統(tǒng)紅綠燈的指揮作用。具體的任務(wù)可分為兩大塊，第一是硬件的連接圖，第二是通過軟硬件的配合來實現(xiàn)硬件的功能。當(dāng)然在設(shè)計和完成制作電路中我也發(fā)現(xiàn)了一些問題，我使用單片機作為核心控制元件，這樣可以隨時更新系統(tǒng)，進(jìn)行不同狀態(tài)的組合，也使得系統(tǒng)的可靠性更高，功能也是更加強大。但是在設(shè)計的過程中我發(fā)現(xiàn)燈與燈之間的變換不是非常迅速，模擬仿真后時間也不是那么精確，這都是有待改進(jìn)的地方。當(dāng)然在設(shè)計中我也得到了一些教訓(xùn)，例如在打字和編寫程序時用不同的輸入法顯示的標(biāo)點符號是不同的，要想著時時保存，做一段程序或者是框圖就保存一下，防止由于什么特殊原因突然退出了導(dǎo)致白辛苦一場。在課程設(shè)計的過程中我翻閱了許多書籍也上網(wǎng)查找了許多相關(guān)的知識使我受益匪淺。我發(fā)現(xiàn)對待同一個問題，不同的書籍和資料的看法和著重點有一些不同但是都很有道理，讓我大開眼界。在課程設(shè)計的過程中老師和同學(xué)也都給予了我很大的幫助，有時有一些畫圖或者是編程上的問題搞不明白，我的都會去先問問同學(xué)，要是大家都不知道就打電話問問老師，老師總是會給我們耐心的講解，所以這次課程設(shè)計的完成也是離不開老師和同學(xué)的幫助的。我覺