單片機(jī)課程設(shè)計(jì)定時(shí)器控制交通指示燈

1、課 程 設(shè) 計(jì)課 程 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 題 目 定時(shí)器控制交通指示燈 院 系 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 2013年 7 月 8日東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 題目 定時(shí)器控制交通指示燈 專業(yè) 姓名 學(xué)號(hào) 一、任務(wù) 以AT89C51單片機(jī)為控制核心， 利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器資源設(shè)計(jì)出一種可編程的交通指示燈模擬演示系統(tǒng)。二、設(shè)計(jì)要求1 掌握單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器部分的基礎(chǔ)知識(shí)；2 東西向綠燈亮5秒后，黃燈閃爍，閃爍5次亮紅燈；紅燈亮后，南北向由紅燈變成綠燈，5秒后南北向黃燈閃爍，閃爍5次亮紅燈，東西向綠燈亮，如此反復(fù)；3 基本電路包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、LED指示燈電路等； 4

2、 提交設(shè)計(jì)報(bào)告、電路圖及程序源碼。三、參考資料1 劉國(guó)鈞，陳紹業(yè)，王鳳翥.圖書館目錄M.北京：高等教育出版社，1957.15-18.2 劉潤(rùn)華,劉立山.模擬電子技術(shù)J.山東:石油大學(xué)出版社,2003.3 蘇成富.彩燈控制器J.北京:電機(jī)電器技術(shù),2000，（01）.4 祝富林.音樂(lè)彩燈電路CS9482J.北京:電子世界,1995，（12）.5 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)J.北京:高等教育出版社,1997.完成期限 2013.7.1 - 2013.7.10 指導(dǎo)教師 專業(yè)負(fù)責(zé)人 2013年 6月 29 日單片機(jī)課程設(shè)計(jì)目 錄第1章 緒論11.1 交通燈概述21.2 交通燈控制技術(shù)狀況21.3

3、本設(shè)計(jì)任務(wù)2第2 章 總體方案論證與設(shè)計(jì)32.1 按鍵設(shè)置模塊32.2 信號(hào)燈狀態(tài)模塊32.3 總體硬件組成框圖3第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)43.1 AT89C51單片機(jī)模塊的硬件設(shè)計(jì)43.2控制部分74LS164芯片簡(jiǎn)介5 3.3其它器件.6 3.4交通信號(hào)模擬控制系統(tǒng)原理圖.83.5硬件資源及其分配9第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)104.1 程序框圖設(shè)計(jì)104.2 程序流程圖11第5章 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析125.1 使用的儀器儀表125.2 系統(tǒng)調(diào)試125.3 測(cè)試結(jié)果13結(jié) 論14參考文獻(xiàn)15附錄1 程序16第1章 緒論當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見(jiàn)和最有效的手段。但這一

4、技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見(jiàn)和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早

5、的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914年始安裝于紐約市5號(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈

6、當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故1。信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)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。1968年，聯(lián)合國(guó)道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過(guò)停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可

7、以進(jìn)入交叉路口。1.1 交通燈概述交通燈通常指由紅、黃、綠三種顏色燈組成用來(lái)指揮交通的信號(hào)燈。綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛通行，黃燈亮?xí)r，已越過(guò)停止線的車輛可以繼續(xù)通行；紅燈亮?xí)r，禁止車輛通行。往南和往北的信號(hào)一致，即紅燈（綠燈或黃燈）同時(shí)亮或同時(shí)熄滅。用兩個(gè)數(shù)碼管來(lái)顯示被點(diǎn)亮的指示燈還將點(diǎn)亮多久。往東和往西方向的信號(hào)一致，其工作方式與南北方向一樣，也采用兩個(gè)數(shù)碼管來(lái)倒計(jì)時(shí)。當(dāng)南北方向?yàn)榫G燈和黃燈時(shí)，東西向的紅燈點(diǎn)亮禁止通行；而東西方向?yàn)榫G燈和黃燈時(shí)，南北向的紅燈亮禁止通行。1.2 交通燈控制技術(shù)狀況本設(shè)計(jì)能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號(hào)發(fā)生，還能進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，緊急處理等

8、功能。驅(qū)動(dòng)電路后驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制定時(shí)器和譯碼器的工作。1.2.1 倒計(jì)時(shí)顯示倒計(jì)時(shí)顯示可以提醒駕駛員在信號(hào)燈燈色發(fā)生改變的時(shí)間、在“停止”和“通過(guò)”兩者間作出合適的選擇。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有倒計(jì)時(shí)顯示的信號(hào)控制方式，并且認(rèn)為有倒計(jì)時(shí)顯示的路口更安全2。1.2.2 時(shí)間手動(dòng)設(shè)置鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的人機(jī)接口，一般情況下有獨(dú)立式和行列式兩種。本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，且I0口足夠，可直接采用獨(dú)立式。1.3 本設(shè)計(jì)任務(wù)單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機(jī)直接控制信號(hào)燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，接入LED數(shù)碼管就可以顯示倒計(jì)時(shí)以提醒行使者，更

9、具人性化。第2 章 總體方案論證與設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由按鍵設(shè)置模塊產(chǎn)生輸入，信號(hào)燈狀態(tài)模塊，LED倒計(jì)時(shí)模塊接受輸出。2.1 按鍵設(shè)置模塊鍵盤設(shè)置模塊對(duì)系統(tǒng)輸入模式選擇及具體通行時(shí)間設(shè)置的信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，同時(shí)將時(shí)間數(shù)據(jù)倒計(jì)時(shí)輸入到LED數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示。在此過(guò)程中還要實(shí)時(shí)捕捉緊急按鍵信號(hào)，以達(dá)到對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的目的。急停按鍵隨時(shí)調(diào)用中斷。2.2 信號(hào)燈狀態(tài)模塊采用串行EEPROM（如24C256等）存儲(chǔ)LED顯示屏要顯示的信息。串行EEPROM技術(shù)是一種非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，它幾乎具有所有類型存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)：不

10、揮發(fā)性、可更新性、高密度、低功耗和高性價(jià)比，非常適合應(yīng)用于各類工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)。它克服了常用的2816、2817、2864等并行EEPROM器件價(jià)格高、體積大、可靠性低（這些器件如不采取措施，在上電、下電時(shí)常會(huì)丟失數(shù)據(jù)）等不足，在速度要求不是很高的情況下，該器件是最理想的選擇3。AT89C51單片機(jī)復(fù)位電路I/O口擴(kuò)展 中斷系統(tǒng)8段LED數(shù)碼管顯示2.3 總體硬件組成框圖 圖2-1 總體硬件組成框圖第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)要求的具體功能，可以選用AT89C51單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12個(gè)發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號(hào)燈指示模塊，8個(gè)LED東西南北各兩個(gè)構(gòu)成倒計(jì)時(shí)顯示模塊，

11、若干按鍵組成時(shí)間設(shè)置和緊急按鈕等。3.1 AT89C51單片機(jī)模塊的硬件設(shè)計(jì)AT89C51是美國(guó)ATMEL公司推出的系列單片機(jī)，將各種功能的8位CPU與FPEROM(快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器）結(jié)合在一個(gè)芯片上，是一種低功耗、高性能的CMOS控制器，為很多嵌入式控制應(yīng)用提供了非常靈活而又價(jià)格便宜的方案，其性能價(jià)格比遠(yuǎn)高于同類芯片4。AT89C51單片機(jī)為引腳雙列直插芯片，有個(gè)I/O口，P0，P1，P2，P3，單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖所示，18引腳和19引腳接時(shí)鐘脈沖電路，XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是震蕩器倒相放大器的輸入，XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)她是振蕩器

12、倒相放大器的輸出端，第引腳為復(fù)位輸入端，接上電容，電阻及開(kāi)關(guān)后構(gòu)成上電復(fù)位電路，20引腳為接地端，40引腳為電源端（圖中未顯示）。如圖所示： 圖3-1 AT89C51最小系統(tǒng)連接電路 3.1.1 AT89C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能中央處理器：中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放變化的數(shù)據(jù)。AT89S51中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間為256個(gè)RAM單元，但其中能作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供用戶使用的僅有前面128個(gè)，后128個(gè)被專用寄存器占用。程序

13、存儲(chǔ)器：程序存儲(chǔ)器用于存放程序和固定不變的常數(shù)等。通常采用只讀存儲(chǔ)器，且其又多種類型，在89系列單片機(jī)中全部采用閃存。AT89C51內(nèi)部配置了4KB閃存。定時(shí)/計(jì)數(shù)器：定時(shí)/計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能。AT89C51共有2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。并行輸入輸出（I/O）口：8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 每個(gè)口都由1個(gè)鎖存器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組成。它們主要用于實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備中數(shù)據(jù)的并行輸入與輸出，有些I/O口還有其他功能。全雙工串行口：A89C51內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移

14、位器使用。時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘脈沖序列。中斷系統(tǒng)：中斷系統(tǒng)的作用主要是對(duì)外部或內(nèi)部的終端請(qǐng)求進(jìn)行管AT89C51共有5個(gè)中斷源，其中有2個(gè)外部中斷源和3個(gè)內(nèi)部中斷源5。3.1.2 單片機(jī)的串行接口工作方式 51單片機(jī)的串行接口有四種工作方式。方式0是將SBUF作為8位同步移位寄存器使用（固定波特率）；方式1是10位異步通信方式（可變波特率）；方式2是11位異步通信方式（固定波特率）；方式3是11位異步通信方式（可變波特率）。3.2控制部分74LS164芯片簡(jiǎn)介3.2.1 74LS164芯片的引腳圖和說(shuō)明 圖3-2 74LS164芯片與51單片機(jī)的連接3.3 其它

15、器件3.3.1發(fā)光二極管 根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。每個(gè)方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共4組。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對(duì)稱分布的，如下圖3-3所示。圖3-3 信號(hào)燈的連接 在本設(shè)計(jì)中，實(shí)際控制的燈只有6個(gè)，即：東西紅燈，東西綠燈，東西黃燈，南北紅燈，南北綠燈，南北黃燈,其中均是低電平有效。共有4鐘狀態(tài)：東西紅燈亮，南北綠燈亮（11011101/DDH）；東西紅燈亮，南北黃燈亮（10111101/BDH）；東西綠燈亮，南北紅燈亮（11101101/EDH）；東西黃燈亮，南北紅燈亮（11100111/E7H）。括

16、號(hào)中是P1端口8個(gè)引腳值P1.7,P1.6,P1.5,P1.4,P1.3,P1.2,P1.1,P1.0以及對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制碼。在用于顯示發(fā)光二極管時(shí)，直接由MOV指令將十六進(jìn)制碼送入P1口。剛才的4個(gè)狀態(tài)是依次變換的，這就要涉及到狀態(tài)的判斷和銜接了。先把P1端口的值與所有的4個(gè)狀態(tài)碼比較，若相同則判斷成功當(dāng)前狀態(tài)，再把下一狀態(tài)的狀態(tài)碼送顯P1即可6。3.3.2 8段LED數(shù)碼管LED顯示屏作為大型顯示設(shè)備的一種，具有亮度高、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽(yáng)和共陰之分。以八段共陰管為例，它有8個(gè)發(fā)光二極管(比七段多一個(gè)發(fā)光二極管，用來(lái)顯示sP

17、，即點(diǎn))，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極連在一起。這樣，一個(gè)LED數(shù)碼管就有I根位選線和8根段選線，要想顯示一個(gè)數(shù)值，就要分別對(duì)它們的高低電平來(lái)加以控制。為方便起見(jiàn)，本文主要討論共陰八段LED數(shù)碼顯示管，其他類形的顯示管與其類似。 圖3-4 LED數(shù)碼管表3-1 驅(qū)動(dòng)代碼表LED 燈的顯示原理:通過(guò)同名管腳上所加電平的高低來(lái)控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮而顯示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a全亮顯示為（采用共陰極連接）。 顯示數(shù)值a b c d e f g dop 驅(qū)動(dòng)代碼（16進(jìn)制）0 1 1 1 1 1 1 1 1 0FCH1 0 0 0 0 0 1 1 0 60H2 1 1 0 1 1 0

18、 1 00DAH3 1 1 1 1 0 0 1 00F2H4 0 1 1 0 0 1 1 066H5 1 0 1 1 0 1 1 00B6H6 1 0 1 1 1 1 1 0 0BEH7 1 1 1 0 0 0 0 0 0E0H8 1 1 1 1 1 1 1 0 0FEH9 1 1 1 1 0 1 1 0 0F6H相應(yīng)在程序軟件上，可以通過(guò)調(diào)用程序給定的秒值經(jīng)過(guò)特定計(jì)算算出需要顯示的個(gè)位和十位，然后用DPTR調(diào)取LEDMAP的代碼。圖3-5 8段LED數(shù)碼顯示管LED8段數(shù)碼管的設(shè)置為每個(gè)方位上的一對(duì)2為顯示器。四個(gè)方位上總共用8個(gè)LED接在單片機(jī)的I/O口上。雖然路口不一樣，但是顯示的時(shí)間在

19、數(shù)字上是一樣的，所以兩邊連接的I/O口是對(duì)稱的。因?yàn)檩敵隹谳^少的原因，所以每個(gè)十位，個(gè)位的數(shù)據(jù)的傳輸必須采用動(dòng)態(tài)掃描的方式，因?yàn)槿搜鄣囊曈X(jué)原因，人們會(huì)認(rèn)是同時(shí)點(diǎn)亮的7。下面我們用這種方法顯示交通燈的時(shí)間，南北方向要顯示20秒，東西方向要顯示25秒，那么我們先給P0口送2的共陰極碼即5BH，讓第一位2要顯示的位碼GND段為低電平，其它七位的控制端都接高電平，那么第一位就顯示2，其它七位不亮。讓其顯示1MS后再給P0口送0的共陰極碼即3FH，讓第二位要顯示0的位碼GND段為低電平，其它七位的控制端都接高電平，那么第二位就顯示0，其它七位不亮。依此類推分別送完第一位2，第二位0，第三位2，第四位5每

20、一位點(diǎn)亮1MS一個(gè)掃描周期為8MS，一秒時(shí)間就要掃描125次。3.4交通信號(hào)模擬控制系統(tǒng)原理圖 本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，系統(tǒng)硬件電路由單片機(jī)違規(guī)，狀態(tài)燈，LED顯示，按鍵組成。其具體的硬件電路總圖如圖3-6所示。 圖3-6 系統(tǒng)原理圖 3.5硬件資源及其分配主要用到的硬件：P1口、P3口、LED數(shù)碼管、LED發(fā)光二極管、定時(shí)器T0。3.5.1 硬件分配表3-2 P1口狀態(tài)對(duì)應(yīng)十六進(jìn)制值P1口：做為輸出口，與發(fā)光二極管相連接，其狀態(tài)及對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制值如下： 方向 狀態(tài)無(wú)南 北東 西16進(jìn)制值說(shuō) 明P1.7 P1.6P1.5 P1.4 P1.3P1.2 P1.1 P1.000000100109H都為

21、紅燈亮1000011000CH東西綠南北紅 2000010100AH東西黃閃南北紅0000100008H30010000121H東西紅南北綠40001000111H南北黃閃東西紅0000000101HP3口中的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)作特殊用途,數(shù)據(jù)(倒計(jì)時(shí)時(shí)間)從RXD端輸入,TXD端輸出。74LS164和LED發(fā)光二極管用來(lái)顯示燈亮情況。定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0用來(lái)產(chǎn)生1秒的定時(shí)。74LS164和數(shù)碼管用來(lái)顯示時(shí)間8。3.5.2 運(yùn)行步驟接硬件圖接線，為了確保東西南北紅黃綠燈能夠?qū)?yīng)顯示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)P1口的接線做了調(diào)整。即，P1.0接L3,P1.1接L2,P1.2接L1,P1.3接L

22、6,P1.4接L5,P1.5接L3。S/P區(qū)DATA插孔接BUS 3區(qū)P3.0；S/P區(qū)CLK插孔接BUS 3區(qū)P3.1；S/P區(qū) CLR接/SP插孔。 從0030H單元開(kāi)始連續(xù)運(yùn)行，觀察六個(gè)LED燈是否與交通顯示情況對(duì)應(yīng)，如果有偏差，則單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行，進(jìn)行調(diào)試，直至滿足設(shè)計(jì)要求。 調(diào)試完燈的顯示后，從0030H開(kāi)始連續(xù)運(yùn)行，觀察數(shù)碼管顯示的是否正常，如果不正常，則運(yùn)用單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行進(jìn)行分析和調(diào)試，直至滿足要求。 整體運(yùn)行，觀察燈顯示和時(shí)間顯示是否都符合要求，如果不符合，則再調(diào)試。直至滿足要求9。第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)開(kāi)始初始化，全為紅燈亮延時(shí)并將時(shí)間送顯東西綠燈亮，南北紅燈亮延時(shí)，將

23、時(shí)間顯送東西黃燈閃，南北紅燈亮東西紅燈亮，南北綠燈亮東西紅燈亮，南北黃燈閃延時(shí)，將時(shí)間送顯延時(shí)并將時(shí)間送顯延時(shí)并將時(shí)間送顯初始化，全為紅燈亮延時(shí)并將時(shí)間送顯東西綠燈亮，南北紅燈亮軟件是該交通燈控制系統(tǒng)的重要組成部分，在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中我們也采用了模塊化設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)的各部分功能編寫成子模塊的形式，這樣增強(qiáng)了系統(tǒng)軟件的可讀性和可移植性。4.1 程序框圖設(shè)計(jì) 圖4-1 程序框圖 開(kāi)始置串行口工作方式為0P1為09H，R2為04H調(diào)用延時(shí)P1為0CH，R2為10H(R7)=3(P1)=0AH，(R2)=1調(diào)用延時(shí)(P1)=18H，(R2)=1調(diào)用延時(shí)(R7)-1=0(P1)=21H，(R2)=10H調(diào)

24、用延時(shí)(R7)=3(P1)=11H，(R2)=1調(diào)用延時(shí)調(diào)用延時(shí)(P1)=03H，(R2)=1(R7)-1=0YNNY4.2 程序流程圖 圖4-2 主程序流程圖第5章 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析5.1 使用的儀器儀表 單片機(jī)AT89C51移位寄存器74LS164*4LED顯示器 7SEGCOMK*4 交通指示燈 LED-RED*4、LED-YELLOW*4、LED-GREEN*45.2 系統(tǒng)調(diào)試根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試。5.2.1 硬件調(diào)試硬件調(diào)試是利用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)試儀器（萬(wàn)用表、示波器等）， 檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)

25、試兩步進(jìn)行。靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測(cè)。第一步：目測(cè)，檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)；第二步：用萬(wàn)用表測(cè)試，先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)中有疑問(wèn)的連接點(diǎn)，再檢測(cè)各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象；第三步：加電檢測(cè)，給板加電，檢測(cè)所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值；第四步：聯(lián)機(jī)檢查，因?yàn)橹挥杏脝纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試10。動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與該元件無(wú)關(guān)的 器件全

26、部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上。當(dāng)各塊電路無(wú)故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對(duì)各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。由分到合的調(diào)試既告完成。由近及遠(yuǎn)是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。調(diào)試時(shí)，仍采用去掉無(wú)關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去，就會(huì)定位故障元件了11。5.2.2軟件調(diào)試 軟件調(diào)試是通過(guò)對(duì)擁護(hù)程序的匯編、連接、執(zhí)行來(lái)發(fā)現(xiàn)程序中存在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過(guò)程。程序后，編輯，查看程序是否有邏輯的錯(cuò)誤12。 5.3 測(cè)試結(jié)果此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果較好，交通燈能實(shí)現(xiàn)指揮交通的功能。交通燈控制系統(tǒng)由單片機(jī)AT

27、89C51，十二個(gè)交通燈（紅黃綠各四個(gè)），4塊7段LED倒計(jì)時(shí)顯示器組成，通過(guò)不同顏色燈的亮滅狀態(tài)控制車輛的前進(jìn)或停止，倒計(jì)時(shí)顯示器幫助司機(jī)決定該前進(jìn)還是停止。結(jié) 論交通燈控制在交通運(yùn)輸領(lǐng)域有著非常重要的作用。本設(shè)計(jì)完成了基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與模擬。包括通行方案的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的硬件開(kāi)發(fā)、軟件編程與仿真調(diào)試等。在設(shè)計(jì)完成過(guò)程中，主要做的工作有：（1） 確定交通系統(tǒng)具體的通行方案，規(guī)定東西向和南北向車輛的行止?fàn)顟B(tài)和時(shí)間分配，以及要求其他多功能的實(shí)現(xiàn)。（2） 以ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)為核心進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，輸入量包括：按鍵狀態(tài)；輸出控制交通信號(hào)燈亮滅狀態(tài)及時(shí)間，以及LED數(shù)碼

28、管倒計(jì)時(shí)顯示。（3） 在車流量檢測(cè)系統(tǒng)中采用模糊控制方法，這需要知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行清晰化，具體化。因此，必須實(shí)施調(diào)查確定車流量少，中，多所要求具體數(shù)量，然后經(jīng)過(guò)單片機(jī)控制器的相關(guān)算法及處理確定紅綠燈亮滅時(shí)間。通過(guò)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。在此次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我把單片機(jī)的理論知識(shí)用于實(shí)踐中，使理論與實(shí)踐相結(jié)合，使我的理論知識(shí)的到了鞏固，在查資料翻閱資料的過(guò)程中也豐富了我的知識(shí)和閱歷。參考文獻(xiàn)1 張毅坤. 單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社，1998.

29、2 余錫存 曹國(guó)華.單片機(jī)原理及接口技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社,2000.3 雷麗文 等.微機(jī)原理與接口技術(shù).電子工業(yè)出版社，1997.4 吳黎明, 王桂棠, 洪添勝,等. 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).科學(xué)出版社,2005.5 韓克, 柳秀山, 等. 電子技能與EDA 技術(shù).暨南大學(xué)出版社, 2004.6 張毅坤單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用西安電子科技大學(xué)出版社，19987 周潤(rùn)景. 張麗娜. 基PROTEUS的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真.航空航天大學(xué)出版社, 2006 .8 李鴻恩，熊國(guó)奎數(shù)字電子技術(shù)重慶大學(xué)出版社，19949 單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)主編：蘇家健等 高等教育出版社出版10 R D.Mi

30、ddlebrook, Small-Signal Modeling of Pulse-Width Modulated Switched-Mode PowerConverters，Proceedings of the IEEE,1988.11 F.DongTan,R D.Middlebrook,A Unified Modelfor Current-Programmed Converters,IEEE Trans.on Power Electronics,1995.12 杜樹(shù)春.基于Proteus和Keil C51的單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真M.北京：電子工業(yè)出版社.2012附錄1 程序SECOND1 EQU

31、 30H ;東西路口計(jì)時(shí)寄存器SECOND2 EQU 31H ;南北路口計(jì)時(shí)寄存器DBUF EQU 40H ;顯示碼緩沖區(qū)1TEMP EQU 44H ;顯示碼緩沖區(qū)2LED_G1 BIT P2.1 ;東西路口綠燈LED_Y1 BIT P2.2 ;東西路口黃燈LED_R1 BIT P2.3 ;東西路口紅燈LED_G2 BIT P2.4 ;南北路口綠燈LED_Y2 BIT P2.5 ;南北路口黃燈LED_R2 BIT P2.6 ;南北路口紅燈 ORG 0000H LJMP START ORG 0100HSTART: MOV TMOD,#01H ;置T0為工作方式1 MOV TH0,#3CH ;置T

32、0定時(shí)初值50ms MOV TL0,#0B0H CLR TF0 SETB TR0 ;啟動(dòng)T0 CLR A MOV P1,A ;關(guān)閉不相關(guān)的LEDLOOP: MOV R2,#20 ;置1S計(jì)數(shù)初值，50ms*20=1s MOV R3,#20 ;紅燈亮20S MOV SECOND1,#25 ;東西路口計(jì)時(shí)顯示初值25s MOV SECOND2,#25 ;南北路口計(jì)時(shí)顯示初值25s LCALL DISPLAY LCALL STATE1 ;調(diào)用狀態(tài)1WAIT1: JNB TF0,WAIT1 ;查詢50ms到否 CLR TF0 MOV TH0,#3CH ;回復(fù)T0定時(shí)初值50ms MOV TL0,#0B

33、0H DJNZ R2,WAIT1 ;判斷1S到否 未到繼續(xù)狀態(tài)1 MOV R2,#20 ;置50MS計(jì)數(shù)初值 DEC SECOND1 ;東西路口顯示時(shí)間減1s DEC SECOND2 ;南北路口顯示時(shí)間減1s LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT1 ;狀態(tài)1維持20s MOV R2,#5 ;置50MS計(jì)時(shí)初值5*4=20 MOV R3,#3 ;路燈閃3s MOV R4,#4 ;閃爍間隔200ms MOV SECOND1,#5 ;東西路口計(jì)時(shí)顯示初值5s MOV SECOND2,#5 ;南北路口計(jì)時(shí)顯示初值5s LCALL DISPLAY ;WAIT2: LCALL STATE2

34、 ;調(diào)用狀態(tài)2 JNB TF0,WAIT2 ;查詢50ms到否 CLR TF0 ; MOV TH0,#3CH ;恢復(fù)T0定時(shí)初值50ms MOV TL0,#0B0H DJNZ R4,WAIT2 ;判斷200MS到否 未到繼續(xù)狀態(tài)2 CPL LED_G1 ;東西綠燈閃 MOV R4,#4 ;閃爍間隔200MS DJNZ R2,WAIT2 ;判1S到否 未到繼續(xù)狀態(tài)2 MOV R2,#5 ;置50MS計(jì)數(shù)初值 DEC SECOND1 ;東西路口顯示時(shí)間減1S DEC SECOND2 ;南北路口顯示時(shí)間減1S LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT2 ;狀態(tài)2維持3S MOV R2,#

35、20 ;置50MS計(jì)數(shù)初值 MOV R3,#2 ;黃燈閃2S MOV SECOND1,#2 ;東西路口計(jì)時(shí)顯示初值2S MOV SECOND2,#2 ;南北路口計(jì)時(shí)顯示初值2S LCALL DISPLAYWAIT3: LCALL STATE3 ;調(diào)用狀態(tài)3 JNB TF0,WAIT3 ;查詢100MS到否 CLR TF0 MOV TH0,#3CH ;恢復(fù)T0定時(shí)初值100MS MOV TL0,#0B0H DJNZ R2,WAIT3 ;判斷1S到否 未到繼續(xù)狀態(tài)3 MOV R2,#20 ;置100MS計(jì)數(shù)初值 DEC SECOND1 ;東西路口顯示時(shí)間減1S DEC SECOND2 ;南北路口顯

36、示時(shí)間減1S LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT3 ;狀態(tài)3維持2S MOV R2,#20 ;置50MS計(jì)數(shù)初值 MOV R3,#20 ;紅燈閃20S MOV SECOND1,#25 ;東西路口計(jì)時(shí)顯示初值25S MOV SECOND2,#25 ;南北路口計(jì)時(shí)顯示初值25S LCALL DISPLAYWAIT4: LCALL STATE4 ;調(diào)用狀態(tài)4 JNB TF0,WAIT4 ;查詢100ms到否 CLR TF0 MOV TH0,#3CH ;恢復(fù)T0定時(shí)初值100ms MOV TL0,#0B0H DJNZ R2,WAIT4 ;判斷1S是否 未到繼續(xù)狀態(tài)4 MOV R2,#

37、20 ;置100MS計(jì)數(shù)初值 DEC SECOND1 ;東西路口顯示時(shí)間減1S DEC SECOND2 ;南北路口顯示時(shí)間減1S LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT4 ;狀態(tài)4維持20S MOV R2,#5 ;置50MS計(jì)數(shù)初值 MOV R4,#4 ;紅燈閃20S MOV R3,#3 ;綠燈閃3S MOV SECOND1,#5 ;東西路口計(jì)時(shí)顯示初值5S MOV SECOND2,#5 ;南北路口計(jì)時(shí)顯示初值5S LCALL DISPLAYWAIT5: LCALL STATE5 ;調(diào)用狀態(tài)5 JNB TF0,WAIT5 ;查詢100MS到否 CLR TF0 MOV TH0,#3

38、CH ;恢復(fù)T0定時(shí)初值100MS MOV TL0,#0B0H DJNZ R4,WAIT5 ;判斷200MS到否？未到繼續(xù)狀態(tài)5 CPL LED_G2 ;南北綠燈閃 MOV R4,#4 ;閃爍200MS DJNZ R2,WAIT5 ;判斷1S到否？未到繼續(xù)狀態(tài)5 MOV R2,#5 ;置100MS計(jì)時(shí)初值 DEC SECOND1 ;東西路口顯示時(shí)間減1S DEC SECOND2 ;南北路口顯示時(shí)間減1S LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT5 ;狀態(tài)5維持3S MOV R2,#20 ;置50MS計(jì)數(shù)初值 MOV R3,#2 ;紅燈閃2S MOV SECOND1,#2 ;東西路口

39、計(jì)時(shí)顯示初值2S MOV SECOND2,#2 ;南北路口計(jì)時(shí)顯示初值2S LCALL DISPLAYWAIT6: LCALL STATE6 ;調(diào)用狀態(tài)6 JNB TF0,WAIT6 ;查詢100MS到否 CLR TF0 MOV TH0,#3CH ;恢復(fù)T0定時(shí)初值100MS MOV TL0,#0B0H DJNZ R2,WAIT6 ;判斷1S到否 未到繼續(xù)狀態(tài)6 MOV R2,#20H ;置100MS計(jì)數(shù)初值 DEC SECOND1 ;東西路口顯示時(shí)間減1S DEC SECOND2 ;南北路口顯示時(shí)間減1S LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT6 ;狀態(tài)6維持2S LJMP LOOP ;大循環(huán)STATE1: ;狀態(tài)1 SETB LED_G1 ;東西路口綠燈亮 CLR LED_Y1 CLR LED_R1 CLR LED_G2 CLR LED_Y2