《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)十字路口的交通燈控制電路設(shè)計(jì)

1、 目 錄目 錄1單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1引言4一：實(shí)物圖5二：總括：包括總電路圖，設(shè)計(jì)內(nèi)容，原件清單等7（一）：總圖7（二）：原件清單7（三）：各功能模塊及說(shuō)明8(四).74ls06管腳圖10(五).74ls245管腳圖10（六).ds1302管腳圖11（七）.數(shù)碼管11課題一：交通燈11一：設(shè)計(jì)要求及步驟11二：流程圖12三：驅(qū)動(dòng)程序（略）12四：注意事項(xiàng)12課題二：數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)13一：設(shè)計(jì)要求及步驟13二：ds18b20工作原理13三：流程圖14四：ds18b20與單片機(jī)連接圖14五：驅(qū)動(dòng)程序（略）15課題三：電子時(shí)鐘15一：設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)步驟15二：工作原理15三：流程圖15

2、四：驅(qū)動(dòng)程序（略）16實(shí)訓(xùn)總結(jié)：16單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、時(shí)間及任務(wù)安排2011年6月20日（第17周）2011年7月1日（第18周）； 了解并熟悉課題流程工藝過(guò)程，畫(huà)電路原理圖、列元件清單、上機(jī)調(diào)試程序；焊接電路板、燒錄程序調(diào)試通過(guò)，寫(xiě)課程設(shè)計(jì)總結(jié)。二、課題內(nèi)容課題1：設(shè)計(jì)制作一個(gè)十字路口的交通燈控制電路，要求：1) 主車道和干道兩條交叉道路上的車輛交替運(yùn)行，每次通行時(shí)間都設(shè)為主道通行25s，次道通行20s； 2) 黃燈先亮5s，才能變換運(yùn)行車道；3) 黃燈亮?xí)r，要求每秒閃動(dòng)一次；4) 倒數(shù)秒數(shù)顯示，用二位數(shù)碼管顯示時(shí)間；5) 黃燈亮?xí)r有聲音提示；（機(jī)電專業(yè)選做）課題2：設(shè)計(jì)制作

3、一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)，要求能顯示四位溫度數(shù)字。課題3：設(shè)計(jì)制作一個(gè)數(shù)字電子時(shí)鐘，、要求能顯示四位（秒、分或分、時(shí)）時(shí)間數(shù)字。三、課題要求學(xué)生需要自主完成以下具體內(nèi)容：1課題分析對(duì)所要求的課題進(jìn)行分析，確定課題的功能、結(jié)構(gòu)和要求并擬定設(shè)計(jì)參數(shù)，以此為基礎(chǔ)確定初步的設(shè)計(jì)方案。2硬件設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)的初步方案，設(shè)計(jì)硬件電路，繪制硬件電路圖。并根據(jù)系統(tǒng)的要求結(jié)合硬件電路對(duì)軟件設(shè)計(jì)提出要求。3軟件設(shè)計(jì)（1）根據(jù)硬件電路要求和設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行軟件編程，畫(huà)出各個(gè)課題軟件流程圖。（2）對(duì)所編寫(xiě)的程序進(jìn)行編譯和仿真，仿真可以根據(jù)需要使用軟件仿真或硬件仿真。（3）修改程序，以達(dá)到設(shè)計(jì)目的。必要時(shí)，可以更改硬件電路的設(shè)計(jì)。4硬

4、件裝配根據(jù)最后確定的硬件電路，制作硬件電路板，要求制作完整的系統(tǒng)電路板，并注意制作工藝。5系統(tǒng)調(diào)試將設(shè)計(jì)的程序下載，并安裝到硬件電路板上，進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行調(diào)試。6.發(fā)揮部分根據(jù)自己的喜好，鼓勵(lì)對(duì)課題內(nèi)容盡情發(fā)揮。四、設(shè)計(jì)成果課程設(shè)計(jì)制作完成后，提交以下成果。1課題設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)由以下幾部分組成：（1）封面（2）目錄（3）設(shè)計(jì)課題任務(wù)書(shū)（4）硬件設(shè)計(jì)過(guò)程（總電路圖、各模塊功能說(shuō)明）（5）軟件設(shè)計(jì)過(guò)程（各個(gè)課題軟件流程圖）（6）元件清單（7）設(shè)計(jì)總結(jié)2設(shè)計(jì)作品實(shí)物和實(shí)物圖片五、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)分表班級(jí)09211學(xué)號(hào)0921136姓名張文明總得分制作課題作品名稱考核課題及分值考核內(nèi)容分值評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得

5、分設(shè)計(jì)過(guò)程與作品效果查閱與使用文獻(xiàn)資料、書(shū)籍、電子資料的能力1010864分析解決問(wèn)題能力、創(chuàng)性能力、獨(dú)立工作能力1010864工作態(tài)度與克服困難的能力1010864作品設(shè)計(jì)功能及其完成情況2525191512作品的實(shí)用性、技術(shù)與知識(shí)應(yīng)用的綜合度和經(jīng)濟(jì)性，新穎性202016128作品的外觀美觀和工藝性較好1010864設(shè)計(jì)課題說(shuō)明書(shū)說(shuō)明書(shū)結(jié)構(gòu)完整、規(guī)范，說(shuō)明書(shū)的條理性與邏輯性55432文字簡(jiǎn)潔性、通暢性，圖表清楚、規(guī)范、準(zhǔn)確55432課題選題合理，設(shè)計(jì)方案選擇合理，設(shè)計(jì)方法正確，有一定的設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)新55432課題考核總體評(píng)價(jià)指導(dǎo)老師簽名：李建蘭 2011年6月引言 單片機(jī)，亦稱單片微電腦或單

6、片微型計(jì)算機(jī)。它把中央處理器（cpu）、隨機(jī)存儲(chǔ)器（ram）、只讀存儲(chǔ)器（rom）、輸入端口（io）等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。現(xiàn)在可以說(shuō)單片機(jī)是百花齊放的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供了廣闊的天地。mtc-51 系列單片機(jī)的用用很廣泛，是學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)較好的系統(tǒng)平臺(tái)，同時(shí)也是開(kāi)發(fā)單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)重要系列。c語(yǔ)言作為一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易，支持多種數(shù)據(jù)類型，可移植性強(qiáng)，而且也能夠?qū)τ布苯釉L問(wèn)，能夠按地址方式訪問(wèn)存儲(chǔ)

7、或io端口?，F(xiàn)在很多mcs-51單片機(jī)系統(tǒng)都用c語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序。用c語(yǔ)言編寫(xiě)的應(yīng)用程序必須由單片機(jī)的c語(yǔ)言編譯器（簡(jiǎn)稱c51）轉(zhuǎn)換生成單片機(jī)可執(zhí)行的代碼程序，所以本設(shè)計(jì)主要是單片機(jī)基于c語(yǔ)言在keil c51集成環(huán)境的使用。一：實(shí)物圖圖：1-1正面圖圖：12反面圖二：總括：包括總電路圖，設(shè)計(jì)內(nèi)容，原件清單等（一）：總圖圖：2-1硬件總圖（二）：原件清單元件名稱數(shù)量紅燈3個(gè)綠燈3個(gè)黃燈3個(gè)usb口1個(gè)usb數(shù)據(jù)線1根自鎖開(kāi)關(guān)1個(gè)ds1302芯片/底座各1個(gè)單片機(jī)/底座各1個(gè)74ls245/底座各1個(gè)74ls06/底座各1個(gè)蜂鳴器1個(gè)排阻1031個(gè)1k電阻10個(gè)100歐電阻8個(gè)10k電阻10個(gè)晶振

8、12mhz1個(gè)晶振32mhz1個(gè)30pf電容1個(gè)10uf電容1個(gè)圖2-2（三）：各功能模塊及說(shuō)明圖：2-3 stc92c52單片機(jī)引腳圖。1.輸入/輸出引腳1）.p0口（3932引腳）p0.0p0.7統(tǒng)稱為p0口，在不接片外存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展i|o接口時(shí)，作為準(zhǔn)雙向輸入|輸出接口。在接有片外存儲(chǔ)器活擴(kuò)展i|o接口時(shí)，p0口分時(shí)復(fù)用為低8位地址和雙向數(shù)據(jù)總線。 1）.2 p1口（18引腳） p1.0p1.7統(tǒng)稱為p1口，可作為準(zhǔn)雙向io接口使用。定義域52子系列，p1.0與p1.1還有第二功能。 1）.3 p2口92128引腳）p2.0p2.7統(tǒng)稱為p2口，一般可作為準(zhǔn)雙向i/o接口使用；在接有片外

9、存儲(chǔ)器或擴(kuò)展i/o接口且尋地址范圍超過(guò)256字節(jié)時(shí)，p2口用作高8位地址總線。1）.4 p3口(1017引腳) p3.0p3.7統(tǒng)稱為p3 口。除作為準(zhǔn)雙向i/o接口使用外，每一位還具有獨(dú)特的第二功能。2.電源管腳40腳vc：接+5v電源正端，20腳vss：接+5電源地端。 (四).74ls06管腳圖 74ls06是開(kāi)集電極輸出的，需要接上拉電阻才能工作74ls06器件包含6路反相緩沖器/驅(qū)動(dòng)器，帶有高壓集電極開(kāi)路輸出，可連接高電平電路的接口（如mos），可驅(qū)動(dòng)高強(qiáng)度電流負(fù)載，當(dāng)然也可以充當(dāng)反相緩沖器用于驅(qū)動(dòng)ttl輸入。74ls06的額定輸出電壓為30 v，74ls06的最大吸取電流為40 m

10、a。 圖：2-4 74ls06圖：2-5 74ls06邏輯圖(五).74ls245管腳圖。74ls245簡(jiǎn)介：74ls245是我們常用的芯片是用來(lái)驅(qū)動(dòng)led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 74ls245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。 當(dāng)89c51單片機(jī)的p0口總線負(fù)載達(dá)到或超過(guò)p0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74ls245等總線驅(qū)動(dòng)器。 當(dāng)片選端/ce低電平有效時(shí)，dir=“0”，信號(hào)由 b 向 a 傳輸;（接收） 圖：2-6 74ls245dir= “1”，信號(hào)由 a 向 b 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)ce為高電平時(shí)，a、b均為高阻態(tài)。 由于p2口始終輸

11、出地址的高8位，接口時(shí)74ls245的三態(tài)控制端 管腳1g和2g接地，p2口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連。 圖：2-574ls245 p0口與74ls245輸入端相連,10端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。（六).ds1302管腳圖圖：1-6 ds1302x1，x2: 32.768khz晶振接入引腳。gnd： 接地。rst: 復(fù)位引腳。i/o: 數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，具有三態(tài)功能。vcc1： 工作電源引腳。vcc2： 備用電源引腳。圖：2-7 ds1302（七）.數(shù)碼管圖：2-7 管腳圖課題一：交通燈一：設(shè)計(jì)要求及步驟（一）：要求：主車道和干道兩條交叉道路上的車輛交替運(yùn)行，每次通行時(shí)間都設(shè)為主道通行25s，次道

12、通行20s； 黃燈先亮5s，才能變換運(yùn)行車道；黃燈亮?xí)r，要求每秒閃動(dòng)一次；倒數(shù)秒數(shù)顯示，用二位數(shù)碼管顯示時(shí)間；黃燈亮?xí)r有聲音提示（二）：步驟。1.根據(jù)原理圖焊接好電路。2.對(duì)電路進(jìn)行試電，檢查無(wú)誤。3.在單片機(jī)軟件上進(jìn)行程序的輸入，并調(diào)試無(wú)誤。4.對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序的燒錄。5.在電路板上進(jìn)行試電。二：流程圖圖3-1三：驅(qū)動(dòng)程序（略） 四：注意事項(xiàng) 在調(diào)試過(guò)程中程序出錯(cuò)，這是不能犯的錯(cuò)誤，交通關(guān)系到每個(gè)人的安全，所以對(duì)應(yīng)這個(gè)設(shè)計(jì)不能出任何錯(cuò)誤。課題二：數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì).一：設(shè)計(jì)要求及步驟（一）：要求：四位溫度數(shù)字。（二）：.設(shè)計(jì)步驟。1.根據(jù)ds18b20原理圖焊接好電路。2.對(duì)電路進(jìn)行試電，檢查

13、無(wú)誤。3.在單片機(jī)軟件上進(jìn)行程序的輸入，并調(diào)試無(wú)誤。4.對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序的燒錄。5.在電路板上進(jìn)行試電。二：ds18b20工作原理ds18b20測(cè)溫原理如圖2-6-1所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0

14、時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖3中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。三：流程圖 圖4-1四：ds18b20與單片機(jī)連接圖 。圖：4-2單片機(jī)外部電源供電圖五：驅(qū)動(dòng)程序（略）注意事項(xiàng)：1.ds18b20必須把dq不然數(shù)碼管會(huì)一直顯示同一個(gè)不變的數(shù)字。2.一定要注意數(shù)碼管的位顯不然顯示的數(shù)字是混亂的。課題三：電子時(shí)鐘一：設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)步驟（一）.設(shè)計(jì)要求：能顯示四位（秒、分或分、時(shí)）時(shí)間數(shù)字。（二）.設(shè)計(jì)步驟。1.焊接好電路。2. 對(duì)電路進(jìn)行試電，檢查無(wú)誤。3. 在單片機(jī)軟件上進(jìn)行程序的輸入，并調(diào)試無(wú)誤。4. 對(duì)單片機(jī)

15、進(jìn)行程序的燒錄。5. 在電路板上進(jìn)行試電。二：工作原理 在單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)、分、秒信息的內(nèi)存。利用定時(shí)器和相關(guān)軟件結(jié)合實(shí)際1秒定時(shí)中斷，沒(méi)產(chǎn)生一次中斷，存儲(chǔ)器內(nèi)相應(yīng)的秒位加1；若秒達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加1；若時(shí)值達(dá)到24，則將時(shí)字節(jié)清零。數(shù)碼管的顯示采用動(dòng)態(tài)顯示，動(dòng)態(tài)顯示就是指輪流的一位一位的點(diǎn)亮各個(gè)顯示位，對(duì)顯示器的每一位采用每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。三：流程圖四：驅(qū)動(dòng)程序（略） 注意事項(xiàng)：分清是共陰還是共陽(yáng)數(shù)碼管，注意位選。 圖：5-1實(shí)訓(xùn)總結(jié)： 通過(guò)實(shí)訓(xùn)，我學(xué)到了很多的知識(shí)和技能。學(xué)到在上課區(qū)間學(xué)不到的東

16、西，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，。通過(guò)實(shí)訓(xùn)學(xué)會(huì)了硬件與軟件的結(jié)合。培養(yǎng)了我獨(dú)立思考，勇于創(chuàng)新的精神，與團(tuán)隊(duì)合作的精神。同時(shí)，了解了ds18b20和1302及stc90c52單片機(jī)的作用。在電路板焊接的過(guò)程中深刻地體會(huì)到細(xì)心的重要性。因?yàn)榘言韴D弄錯(cuò)接好的線又拆了重新連接做后還是完整的把每個(gè)模塊成功做好并試電成功。也讓我明白了堅(jiān)持就會(huì)勝利的道理。在交通燈調(diào)試中一定要注意數(shù)碼管的位顯不然顯示的數(shù)字是混亂的。在ds18b20調(diào)試過(guò)程中第一因?yàn)闆](méi)把必須把dq送入數(shù)碼管顯示了一個(gè)固定數(shù)字，改進(jìn)把dq與i/o口連接是數(shù)碼管顯示。送入dq后因?yàn)槲伙@不對(duì)導(dǎo)致顯示錯(cuò)誤，改進(jìn)調(diào)整位顯。在調(diào)試過(guò)程中程序出錯(cuò)，這是不

17、能犯的錯(cuò)誤，交通關(guān)系到每個(gè)人的安全，所以對(duì)應(yīng)這個(gè)設(shè)計(jì)不能出任何錯(cuò)誤。 在時(shí)鐘調(diào)試中，同樣出現(xiàn)位顯錯(cuò)誤，調(diào)整位顯，恢復(fù)正常。致謝詞 ：感謝老師在這一學(xué)期對(duì)我們的教導(dǎo)，讓我們明白了怎樣做人做事，同時(shí)把時(shí)下最實(shí)用的電子技術(shù)，單片機(jī)軟硬件方法毫不保留的傳授給我們，讓我們?cè)谖磥?lái)面對(duì)社會(huì)過(guò)程中更信心十足.參考文獻(xiàn)：1. 單片機(jī)原理與應(yīng)用及c51程序設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社.2.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū).ut2apodfxxc02gybkskcww97mrqqwhoj5tl15zt6jipyytycummtarp3v1n5luizi3xh3bhwyreko8d9g7nmzqowpjetldrw08gvs8dsdqqyg

18、c3ce7moo2tlf0jf1gk74iuxybmtivr97ckrfvqult5fn2t6mpjr6rbzvpsortzvij5nb5ndvvsr4iwr1twlfkglspzuhrjq3cmzu98euouijdlszqpmvrw9zkupxf8wfug9l2g9277g2rtipa1ypczeuqxpkbhtvdcooqozxuz3vjrzmocijym62zchmeootyes8ebmm932tbz2yo09rtszeys8zrd2yktj8l6jeazvajnfbtrylvsm6ofbftoxvrffn7owiygjlamkunxjybz5rrb7r4vsur9zpfzfmfsjh

19、cfca37lnw2vvlrkn7r8psz1bn6oric5hu5z6hcxayqynpog8duybawqsl20csg06dh2sm8hltgpkicskrgopdpuhbj1lmpk7lydvc6nnmwl3fwhzftfvyaary7lhssxj10v3ph3y19bxyr77ib7cpzsu2tijqe3hkqkkau9kskcphkxuikvvyjzpg2yijrkqfbggovyqkuxnwi9omnjtt6qilzxtyrf7d20fbmabcfiixrqkusvnxbppfuxyq1fjskfsubkgs2duvqc9sz4jkbgn4qqv66pyoarjurnfj3tx

20、yfclzieeptwfjthpheipdfnqnr2hjqkv2dzwtmpdjqkbcxmovdsjqctjagjmdlskpgad2s0h0vmzgaht36gyuez7umank1ndreubeqdgrx0venqgnsyib2ilq3siqrnl4m56t7z8y8da5k0kupn5nzg4jvjdtffhyt82aogqkxo4vblmleiy2p7hthbho07rcfttxodydppdtqso7wxd0j6fkklgm4wodzplhtrr2xgqn13hqy59zu1gegdyqnihntavsieuefqcyfucjwd3vk5i7ykmhundmiz ut2apodfxxc02gybkskcww97mrqqwhoj5tl15zt6jipyytycummtarp3v1n5luizi3xh3bhwyreko8d9g7nmzqowpjetldrw08gvs8dsdqqygc3ce7moo2tlf0jf1gk74iuxybmtivr97ckrfvqult5fn2t6mpjr6rbzvpsortzvij5nb5ndvvsr4iwr1twlfkglspzuhrjq3cmzu98euouijdlszqpmvrw9zkupxf8wfug9l2g9277g2rtipa1ypczeuqxpkbhtvdcooqozxuz3vjrzmocijym62zchmeootye