基于單片機(jī)交通燈控制器__畢業(yè)設(shè)計(jì)論文.doc

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1、 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）基于單片機(jī)交通燈控制器基于單片機(jī)交通燈控制器目 錄摘 要1第一章 概述21.1 設(shè)計(jì)思想21.2 交通燈設(shè)計(jì)方案選擇與論證21.3 設(shè)計(jì)要求及目的31.3.1 基本要求31.3.2 提高要求31.3.3 設(shè)計(jì)目的31.4 交通燈控制系統(tǒng)簡(jiǎn)要說明4第二章 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)52.1 主控芯片AT89C51單片機(jī)52. 2 兩位八段式數(shù)碼管72.3 復(fù)位和時(shí)鐘電路92.4 其它元件的說明102.5 總電路的設(shè)計(jì)102.5.1 系統(tǒng)電路原理圖102.5.2 總體電路的工作原理102.5.3 各端口控制作用11第三章 軟件設(shè)計(jì)133.1 交通燈狀態(tài)的分析

2、133.2 主程序流程圖133.3 中斷程序流程圖16第四章 Proteus軟件仿真174.1 仿真過程174.2 檢測(cè)與調(diào)試18總 結(jié)20參考文獻(xiàn)21致 謝22附錄1：源程序代碼23附錄2：元器件明細(xì)表28- II -摘 要本設(shè)計(jì)是交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，隨著社會(huì)的不斷的進(jìn)步，社會(huì)的不斷發(fā)展。交通也日漸復(fù)雜，交通的自動(dòng)化也不斷更新，交通的一些指揮系統(tǒng)光靠人來(lái)完成是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這就需要設(shè)計(jì)各種交通指揮自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)完成這些復(fù)雜的工作。從而使交通指揮系統(tǒng)更加有秩序，更加安全。至此本人設(shè)計(jì)了交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，來(lái)指揮十字路口車輛的停通，使紅綠燈指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，無(wú)人化。該交通燈控制系統(tǒng)控制的是東西和南

3、北兩個(gè)方向上的車輛通行，系統(tǒng)共采用6個(gè)發(fā)光二極管來(lái)模擬各路交通信號(hào)燈，4個(gè)LED七段數(shù)碼管以倒計(jì)時(shí)的方式顯示各個(gè)方向上允許通行或禁止通行的信號(hào)燈剩余的時(shí)間。停35S，準(zhǔn)備5S，之后通行30S，并在東西和南北兩個(gè)方向上這兩種狀態(tài)不斷循環(huán)。此系統(tǒng)核心元件為單片機(jī)AT89C51，單片機(jī)）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。對(duì)其編寫相關(guān)程序來(lái)

4、控制交通信號(hào)燈和數(shù)碼管的時(shí)間顯示，并采用外部中斷來(lái)控制緊急情況。關(guān)鍵詞 AT89C51芯片；數(shù)碼管；交通燈 第 27 頁(yè) 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)第一章 概 述 1.1 設(shè)計(jì)思想由表(1)，可以看出一個(gè)大周期的時(shí)間為兩個(gè)紅燈的時(shí)間，在程序中設(shè)一個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng)從0計(jì)至兩個(gè)紅燈時(shí)間時(shí)，為一個(gè)周期，對(duì)其清零，從新下一個(gè)周期。從圖上也可以看出，在一個(gè)周期內(nèi)，有四個(gè)特殊時(shí)間點(diǎn)，這四個(gè)特殊時(shí)間點(diǎn)是需要換向的，當(dāng)計(jì)數(shù)器里的數(shù)和四個(gè)特殊點(diǎn)相同時(shí)，說明至少有一路信號(hào)被減到0，需要重新對(duì)數(shù)據(jù)區(qū)送數(shù)，而且還要把紅綠燈的狀態(tài)換一下。 正常工作時(shí)（既沒有鍵按下時(shí)），整個(gè)主程序只有顯示子程序。其它全放在中

5、斷中做。用T0作為秒信號(hào)發(fā)生器，當(dāng)一秒時(shí)，計(jì)數(shù)器加一，然后比較計(jì)數(shù)器是否和四個(gè)特殊點(diǎn)的時(shí)間值相同，不相同各數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)減一，相同進(jìn)行相應(yīng)處理。其中，緊急狀態(tài)用了INT0中斷，當(dāng)INT0為低電平時(shí)，程序進(jìn)入緊急狀態(tài)。在處理按鍵時(shí)，因?yàn)榘存I的一次動(dòng)作不僅包含按下，還包含彈開，所以在處理按鍵，我不僅考慮按下，還考慮彈開，當(dāng)可靠按下，一邊調(diào)顯示子程序，一邊等待鍵松開，當(dāng)可靠松開后，才退出子程序。這樣每按下一次鍵只會(huì)有一次動(dòng)作，而且就是鍵被按下不松開，也不會(huì)也現(xiàn)，數(shù)碼管沒有顯示的現(xiàn)象。1.2 交通燈設(shè)計(jì)方案選擇與論證交通燈控制系統(tǒng)，可由多種電路來(lái)構(gòu)成，我們這里提供三種方案供選擇：方案一：由普通的數(shù)字電路集

6、成芯片組成這種方案的特點(diǎn)是：硬件設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單，但用元器件多，電路比較復(fù)雜，焊接調(diào)試容易出錯(cuò)，而且不利于智能控制，調(diào)時(shí)電路復(fù)雜。方案二：用VHDL語(yǔ)言編程控制這種方案的特點(diǎn)是：硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，電路結(jié)構(gòu)清晰，電路比較復(fù)雜 ，VHDL語(yǔ)言編程控制硬件，可方便的進(jìn)行仿真，調(diào)試。方案三：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制采用單片機(jī)控制，可提高電路的可靠性與穩(wěn)定性，硬件電路比較簡(jiǎn)單，主要用軟件來(lái)控制，控制方式靈活多樣，能滿足不同情況的控制，可利用中斷等方式通過程序來(lái)方便的實(shí)現(xiàn)調(diào)時(shí)（如圖1-1所示）。89c51倒計(jì)時(shí)顯示電路控制電路復(fù)位電路時(shí)鐘電路交通燈信號(hào)顯示電路器圖1-1整機(jī)電路設(shè)計(jì)方案圖綜合以上三種方案的特點(diǎn)，結(jié)合我們自身的知

7、識(shí)結(jié)構(gòu)，我們采用方案三，選擇常用的51系列單片機(jī)構(gòu)成。1.3 設(shè)計(jì)要求及目的1.3.1 基本要求1采用AT89C51單片機(jī)控制交通信號(hào)燈；2以南北方向的交通燈為例，結(jié)合實(shí)際情況，控制紅、黃、綠交通燈的亮和滅；3紅、黃、綠交通燈的亮和滅的時(shí)間可調(diào)節(jié)。1.3.2 提高要求1采用LED數(shù)碼管顯示紅或綠交通信號(hào)燈亮的剩余時(shí)間；2可由撥盤開關(guān)強(qiáng)制設(shè)置為東西紅，南北綠/東西綠，南北紅/東西南北都為紅；3控制東西方向和南北方向的紅、黃、綠交通燈的亮和滅；4控制系統(tǒng)的原理圖和接線圖采用PROTEL等專用繪圖軟件繪制。1.3.3 設(shè)計(jì)目的在該設(shè)計(jì)中通過學(xué)生自主地設(shè)計(jì)和調(diào)試某一簡(jiǎn)單實(shí)際系統(tǒng)，綜合應(yīng)用單片機(jī)原理、微

8、機(jī)原理、微機(jī)接口技術(shù)等課程方面的知識(shí)，熟練掌握單片機(jī)仿真系統(tǒng)的使用方法，達(dá)到提高綜合應(yīng)用相關(guān)知識(shí)的能力，掌握單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)全部設(shè)計(jì)過程的目的。1.4 交通燈控制系統(tǒng)簡(jiǎn)要說明 此系統(tǒng)核心元件為單片機(jī)AT89C51，對(duì)其編寫相關(guān)程序來(lái)控制交通信號(hào)燈和數(shù)碼管的時(shí)間顯示，并采用外部中斷來(lái)控制緊急情況。系統(tǒng)共采用6個(gè)發(fā)光二極管來(lái)模擬各路交通信號(hào)燈，4個(gè)LED七段數(shù)碼管以倒計(jì)時(shí)的方式顯示各個(gè)方向上允許通行或禁止通行的信號(hào)燈剩余的時(shí)間。停35S，準(zhǔn)備5S，之后通行30S，在東西和南北兩個(gè)方向上這兩種狀態(tài)不斷循環(huán)。源程序采用C語(yǔ)言編寫，并通過keil軟件進(jìn)行編譯，最后倒入AT89C51單片機(jī)中，運(yùn)行系統(tǒng)。設(shè)計(jì)

9、好后通過PROTUES軟件仿真，并調(diào)試。第二章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 2.1主控芯片AT89C51單片機(jī) 1主要特性 與MCS-51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5個(gè)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(shí)鐘電路 圖2-1 AT89C51芯片管腳2管腳說明 VCC：供電電壓。 GND：接地。 圖2-1：AT89C51芯片管腳。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，

10、被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個(gè)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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)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(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為

11、輸入。并因此作為輸入時(shí)，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(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，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(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)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AT89C51的一些特

12、殊功能口，如下表所示：表2-1 AT89C51功能表管腳名稱功能P3.0RXD串行輸入口P3.1TXD串行口輸出P3.2INT0外部中斷0P3.3INT1外部中斷1P3.4T0計(jì)時(shí)器0外部輸入P3.5T1計(jì)時(shí)器1外部輸入P3.6WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通P3.7RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào) RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩

13、器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， 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(wú)效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式

14、1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)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(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)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(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。4芯片擦除 整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)

15、組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)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(chǔ)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(shí)器，計(jì)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(gè)硬件復(fù)位為止。 2. 2兩位八段式數(shù)碼管 1單位八段式數(shù)碼管介紹 LED數(shù)碼有共陽(yáng)和共陰兩種，把這些LED發(fā)光二極管的正極接到一塊（一般是拼成一個(gè)8字加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)）而作為一個(gè)引腳，就叫共陽(yáng)的，相反的，就叫共

16、陰的，那么應(yīng)用時(shí)這個(gè)腳就分別的接VCC和GND。再把多個(gè)這樣的8字裝在一起就成了多位的數(shù)碼管了如圖2-2所示。 圖2-2 多位數(shù)碼管 找公共共陰和公共共陽(yáng)首先，我們找個(gè)電源（3到5伏）和1個(gè)1K（幾百的也歐的也行）的電阻，VCC串接個(gè)電阻后和GND接在任意2個(gè)腳上，組合有很多，但總有一個(gè)LED會(huì)發(fā)光的找到一個(gè)就夠了，然后用GND不動(dòng)，VCC（串電阻）逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多 個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陰的了。相反用VCC不動(dòng)，GND逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陽(yáng)的了。（相應(yīng)的圖形如圖2，3，4所示） 2兩位七段式數(shù)碼管介紹 兩位八段式數(shù)碼管其實(shí)就是將兩個(gè)一

17、位八段式數(shù)碼接相應(yīng)的電路組合在一起。并引出兩控制端 1和2，同過其電平的高低來(lái)控制兩個(gè)數(shù)碼管的高低位工作。其中兩個(gè)數(shù)碼管的八個(gè)端子A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，DP為公共所用。（其圖形如圖5所示） 圖2-3 共陰極二極管 圖2-4 共陽(yáng)極二極管 圖2-5 兩位八段式數(shù)碼管2.3復(fù)位和時(shí)鐘電路 復(fù)位電路：復(fù)位電路如下圖7所示。我們采用上電+按鈕復(fù)位的方式。當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，RST通過電阻接地，當(dāng)有開關(guān)閉合時(shí)由于電容的作用使電源VCC通過電阻施加在單片機(jī)復(fù)位端RST上，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)復(fù)位。電容為47uF,電阻為4.7kR。圖2-6 復(fù)位電路圖2-7 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路如下圖8所示。我們采用外接時(shí)鐘源

18、，由兩個(gè)電容串聯(lián)之后并聯(lián)一晶振組成，接入單片機(jī)的XTAL1和XTAL2端。晶振振蕩頻率為12MHZ，兩電容約為20pF,注意電容接地處。2.4其它元件的選用 交通信號(hào)燈：采用紅，黃，綠三色二極管封裝在一起組成三色交通信號(hào)。接實(shí)際電路中應(yīng)注意其極性。與門74LS11：為三端輸入。還有電阻九個(gè)，按鈕三個(gè)（緊急情況設(shè)置用）。2.5總電路的設(shè)計(jì)2.5.1系統(tǒng)電路原理圖 系統(tǒng)電路原理圖如圖2-8所示。圖2-8 系統(tǒng)電路原理圖2.5.2 總體電路的工作原理 南北路處于禁止通行的狀態(tài)，東西路處于允許通行的狀態(tài)。南北路亮紅燈時(shí)，東西路亮綠燈；南北路亮綠燈時(shí)，東西路亮紅燈。南北路亮紅燈時(shí)，東西路亮綠燈;當(dāng)綠燈時(shí)

19、間減完之后，東西路換為黃燈，南北路仍為紅燈。這樣?xùn)|西路與南北路的時(shí)間同時(shí)減完。減完之后，東西路換為紅燈，南北路換為綠燈，再經(jīng)過一個(gè)綠燈時(shí)間，南北路換為黃燈，東西路仍為紅燈。這時(shí)東西路與南北路時(shí)間相同，同時(shí)減完。減完后，南北路為紅燈，東西路為綠燈。如此循環(huán)下去。利用89c52單片機(jī)控制交通燈系統(tǒng)工作。其中P0口接數(shù)據(jù)輸出口，與外部數(shù)碼管連接，P2口與數(shù)碼管的COM口連接，用于選擇數(shù)據(jù)輸出的地址，這樣就可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間的動(dòng)態(tài)顯示，并且節(jié)省了端口數(shù)。P1口作為紅黃綠燈的控制口，通過上拉電阻將紅黃綠燈的正極接高電平，負(fù)極接在P1口上，我們可以利用控制單片機(jī)的P1口的輸出數(shù)據(jù)控制紅黃綠燈的亮滅。調(diào)時(shí)可以利用

20、外部中斷INT0申請(qǐng)中斷。當(dāng)INT0為低電平時(shí)，單片機(jī)的PC指向INT0的中斷入口地址，從而轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序。此時(shí)我們可以通過判斷外部開關(guān)量的狀態(tài)來(lái)對(duì)紅黃綠燈的顯示時(shí)間進(jìn)行修改。同時(shí)當(dāng)INT0為低電平時(shí)，東西南北方向的都送紅燈亮，實(shí)現(xiàn)緊急情況下禁止通行。然后通過判斷INT0的狀態(tài)來(lái)決定中斷是否返回，當(dāng)INT0為低電平時(shí)，說明開關(guān)又一次按下，這是退出中斷服務(wù)程序，繼續(xù)執(zhí)行主程序。 2.5.3各端口控制作用 P1口作為紅黃綠燈信號(hào)的控制口，即P1.0，P1.2，P1.1分別控制南北方向的紅黃綠燈信號(hào)，P1.4,P1.6，P1.5分別控制東西方向的紅黃綠燈信號(hào)。P0口作為驅(qū)動(dòng)電路的輸入，P2.0，P

21、2.1，P2.2，P2.3作為數(shù)碼管控選端1,2的輸入。P3口中的P3.2，P3.3即外部中斷0和外部中斷1作為緊急情況和調(diào)時(shí)開關(guān)的信號(hào)控制。P3.5，P3.6,P3.7是緊急情況下的信號(hào)控制口。紅燈亮35秒，黃燈亮5秒，綠燈亮30秒。初始狀態(tài)為東西紅燈，南北綠燈。35S后轉(zhuǎn)狀態(tài)1東西紅燈，南北黃燈。35S后轉(zhuǎn)狀態(tài)2東西綠燈通車，南北紅燈。經(jīng)過30S綠燈和5S黃燈后轉(zhuǎn)狀態(tài)3東西綠燈滅，亮黃燈，南北仍然紅燈。整個(gè)程序在晶振工作、單片機(jī)正常運(yùn)行的情況下做循環(huán)。 可由撥盤開關(guān)強(qiáng)制設(shè)置為東西紅，南北綠/東西綠，南北紅/東西南北都為紅。夜間模式：兩方向均為黃燈閃爍，不顯示秒倒計(jì)。系當(dāng)統(tǒng)上電時(shí)，實(shí)驗(yàn)電路開

22、始工作。七段數(shù)碼管開始從紅燈和綠燈時(shí)間倒計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)起始信號(hào)由主控電路給出，定時(shí)結(jié)束信號(hào)也輸入到主控芯片，由主控芯片啟、閉三色信號(hào)燈或啟動(dòng)另一計(jì)時(shí)電路。在這里正確的程序是核心，應(yīng)該完成一個(gè)時(shí)序電路的工作。其狀態(tài)如表2-9所示。 表2-9 工作明細(xì)表東西方向南北方向紅30秒綠30秒紅5秒黃5秒綠30秒紅30秒黃5秒紅5秒緊急情況紅綠綠紅紅紅夜間：黃黃第三章 軟件設(shè)計(jì) 3.1交通燈狀態(tài)的分析十字路口交通燈如下圖所示，將12個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào)如圖3-1所示。圖3-1 交通燈分布圖這12個(gè)交通燈共有四個(gè)狀態(tài)：狀態(tài)1（S1）：東西紅燈（4、10）亮，南北綠燈（3、9）亮。狀態(tài)2（S2）：南北綠燈（3、9）滅

23、，黃燈（2、8）閃爍，東西仍為紅燈（4、10）亮。狀態(tài)3（S3）：南北紅燈（1、7）亮，東西綠燈（6、12）亮。狀態(tài)4（S4）：東西綠燈（6、12）滅，黃燈（5、11）閃爍，南北仍為紅燈（1、7）亮。3.2主程序流程圖 此流程主要講的是交通燈的工作方案，從東西紅燈亮，南北綠燈亮到東西紅燈亮，南北黃燈閃爍。在變?yōu)闁|西綠燈亮南北紅燈亮，再到東西黃燈閃爍，南北紅燈亮的一個(gè)循環(huán)過程。如圖（3-1）所示。開 始四個(gè)路口紅燈亮東西紅燈亮，南北綠燈亮，延時(shí)東西紅燈亮，南北黃燈閃爍，延時(shí)東西綠燈亮，南北紅燈亮，延時(shí)東西黃燈亮，南北紅燈亮，延時(shí)圖3-1 主程序流程圖 此圖為交通燈的程序流程圖，程序?qū)崿F(xiàn)了交通燈循

24、環(huán)一次的工作方案。如圖（3-2）所示。否圖3-2 主程序流程圖3.3中斷程序流程圖初始化P3.2為低電平P3.5為低電平P3.6 為低電平調(diào)用顯示程序中斷返回 計(jì)時(shí)加1S計(jì)時(shí)減1S東西南北方向全為紅燈P3.2為高電平是是是否是否否否圖3-3 中斷程序流程圖第四章 Proteus軟件仿真4.1仿真過程1. 南北紅，東西綠如圖4-1所示。圖4-1 南北紅，東西綠2. 南北紅，東西黃如圖4-2所示。圖4-2 南北紅，東西黃3. 南北綠，東西紅如圖4-3所示。圖4-3 南北綠，東西紅4. 南北紅，東西綠如圖4-4所示。圖4-4 南北紅，東西綠4.2檢測(cè)與調(diào)試： 1、硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基

25、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)試兩步進(jìn)行。(1) 靜態(tài)調(diào)試 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：是聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏脝纹瑱C(jī)開發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試。 (2) 動(dòng)態(tài)調(diào)試 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

26、。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。2、軟件調(diào)試： 軟件調(diào)試是通過對(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程。程序后，

27、編輯，查看程序是否有邏輯的錯(cuò)誤?？?結(jié) 通過這次單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)，終于發(fā)現(xiàn)腦海里有了工程的思想。以前單方面的學(xué)習(xí)了電子硬件知識(shí)和軟件知識(shí)。有人說只懂硬件，那是一個(gè)技術(shù)員，只懂軟件的，那是程序員。學(xué)習(xí)單片機(jī)，要軟硬兼施，才能真正算是一個(gè)工程師。這次的課程設(shè)計(jì)使我把單片機(jī)的理論知識(shí)用在實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐相結(jié)合，從中更懂得理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)，實(shí)踐又能檢驗(yàn)理論的正確性，讓我受益非淺， 對(duì)我以后參加工作或者繼續(xù)學(xué)習(xí)將會(huì)產(chǎn)生巨大的幫助和影響。此設(shè)計(jì)的硬件電路不是很復(fù)雜，關(guān)鍵在于軟件的設(shè)計(jì)，即程序的編寫。本設(shè)計(jì)采用的程序編寫語(yǔ)言為現(xiàn)在流行的C語(yǔ)言，簡(jiǎn)單又便于閱讀。編寫程序的原則是：1.滿足設(shè)計(jì)的要求。2

28、.盡量采用最好，最有效的算法。3.編寫時(shí)應(yīng)盡量用最簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言。編寫好源程序后，采用keil軟件對(duì)其進(jìn)行編譯，使其生成單片機(jī)可以識(shí)別的.hex文件，再把此文件導(dǎo)入單片機(jī)89C51中即可。硬件電路和源程序及目標(biāo)文件都設(shè)計(jì)完后，我們可以采用相關(guān)軟件進(jìn)行仿真，以使交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確，可靠。設(shè)計(jì)者采用PROTUES軟件進(jìn)行仿真調(diào)試，仿真時(shí)注意此軟件使用，從而進(jìn)一步熟悉并學(xué)習(xí)此軟件。仿真成功后，就做好本次設(shè)計(jì)報(bào)告，寫出此次設(shè)計(jì)的心得與體會(huì)。參考文獻(xiàn)1余發(fā)山。單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社20032 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，19943 張毅剛. 單片

29、機(jī)原理及接口技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，19904 譚浩強(qiáng).單片機(jī)課程設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社，1989 5 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 6 曹國(guó)華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.陜西:西安電子科技大學(xué)出版社,2000.77 雷麗文 等.微機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社，1997.28 薛曉書.單片微機(jī)原理及接口技術(shù)M.西安石油大學(xué) 2002.39黃智偉 朱衛(wèi)華.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用M.南華大學(xué).2005.3致 謝光陰似箭，轉(zhuǎn)眼大學(xué)三年學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束。兩個(gè)月的設(shè)計(jì)指導(dǎo)學(xué)習(xí)，我得到了羅凌老師的細(xì)心指導(dǎo)、真誠(chéng)教誨和同學(xué)們的熱情幫助。值此

30、離別之際，向給予我?guī)椭睦蠋?、學(xué)員和朋友表示最衷心的感謝!首先我要感謝我的各位老師，大學(xué)三年來(lái)他們?cè)谏钌虾蛯W(xué)習(xí)上給于了我們無(wú)私的關(guān)懷和熱情的幫助。老師們學(xué)識(shí)淵博、作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的、處事開明謙和、工作孜孜不倦，老師們給了我很多的啟迪與關(guān)懷，拓展了我的視野，讓我在學(xué)習(xí)上受益匪淺。在此真誠(chéng)地祝愿他們工作順利！幸福美滿！感謝我的學(xué)友，正是有了你們，我的學(xué)習(xí)生活才不顯得孤單，謝謝你們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活中給予了我熱情鼓勵(lì)和無(wú)私幫助。正是你們摯深的親情成為我不斷求學(xué)進(jìn)取的精神動(dòng)力。我十分珍惜和你們共同學(xué)習(xí)的日子，這將成為我人生中難以忘懷的美好時(shí)光。感謝四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院！給予我優(yōu)良的學(xué)習(xí)工作環(huán)境。祝愿四川信息職

31、業(yè)技術(shù)學(xué)院永葆青春! 附錄1：源程序代碼#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char code table=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;uchar D = 0,a,g,i,j,s,t=40;sbit zj=P34;sbit js=P35;uint b;p = 1;void delay(uint x) uchar m;while(x-) for(m=120;m0;m-);void redelay(uin

32、t z) uchar m;while(z-) for(m=10;m0;m-);void main()EA=1; EX0=1;IT0=1;TMOD=0 x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;ET0=1;TR0=1; while(1)if(zj=0)t=t+1;while(zj=0);if(js=0)t=t-1;while(js=0); switch(p) case 1:P1=0 xf3;break;case 2:P1=0 xfb;delay(400);P1=0 xeb;delay(400);break;case 3:P1=0 xde;br

33、eak;case 4:P1=0 xdf;delay(400);P1=0 xdd;delay(400);break;void time0() interrupt 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;b+;if(b=20)b=0;t-;if(t=0)p+;if(p=5)p=1;if(p=2)t=3;if(p=3)t=40;if(p=4)t=3;if(p=1)t=30; s=t/10;g=t%10; a+;if(a=3)a=1; switch(a) case 1:P2=0 x02;P0=tables; break;case 2:P2=0 x01;

34、P0=tableg; break;default:break;redelay(10); void jj() interrupt 0P1=0 xdb;P2=0 x00;P0=0 x73;delay(5000);delay(5000);t=30; 附錄2 元器件明細(xì)表項(xiàng)目代號(hào)名 稱型號(hào)、規(guī)格數(shù)量備注更改R電阻WTH-1-0.25-1K-101R1電阻WTH10.251k10%1AT89C51單片機(jī) AT89C511C電容器CD25V30F101C2電容器CD25V30F101B彈性按鍵3C1C2電容CD25V30F102C3電容CD25V25F101LED發(fā)光二極管 12LED紅色SIM4LED黃色SIM4LED綠色SIM4LED數(shù)碼管1R上拉電阻1 U電源5V1W晶振12MHz舊底圖總號(hào)更改標(biāo)記數(shù)量更改單號(hào)簽名日期底圖總號(hào)擬 制交通燈元器件明細(xì)表審 校日期簽名等級(jí)標(biāo)記第2張共2張標(biāo)準(zhǔn)化批 準(zhǔn)第 28 頁(yè)