單片機課程設(shè)計交通燈

1、課 程 設(shè) 計課程名稱 單片機原理與應(yīng)用 課題名稱 交通燈 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 任課教師 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書課程名稱 單片機原理與應(yīng)用 課 題 交通燈 專業(yè)班級 學生姓名 學 號 指導老師 審 批 任務(wù)書下達日期 年 月 日任務(wù)完成日期 年 月 日設(shè)計內(nèi)容與設(shè)計要求設(shè)計內(nèi)容：本課題以mcs-51系列單片機為核心，有兩個功能：1、設(shè)計一個交通燈系統(tǒng)，分東西、南北四個方向上的紅、黃、綠燈并且在燈亮時有計時顯示。設(shè)計要求：1）確定系統(tǒng)設(shè)計方案； 2）進行系統(tǒng)的硬件設(shè)計；3）完成必要的參數(shù)計算與元器件選擇；4）完成應(yīng)用程序設(shè)計；5）應(yīng)用程序的調(diào)試。主 要 設(shè) 計 條 件單片機開發(fā)板

2、，12個led燈：4個紅色、4個綠色、4個黃色，2個9012,10個100電阻，1塊萬用板。說 明 書 格 式1. 課程設(shè)計任務(wù)書2. 目錄3. 總體方案確定4. 各單元硬件電路設(shè)計說明及計算方法5. 軟件設(shè)計與說明（包括流程圖）6. 調(diào)試結(jié)果與必要的調(diào)試說明7. 使用說明8. 總結(jié)9參考文獻附錄附錄a 程序清單附錄b 系統(tǒng)原理圖進 度 安 排設(shè)計時間為兩周第一周星期一、上午：布置課題任務(wù)，講課及課題介紹 下午：借閱有關(guān)資料，總體方案討論星期二、總體方案星期三、系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試星期四、系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試星期五、軟件設(shè)計及調(diào)試第二周星期一、軟件設(shè)計及調(diào)試星期二、寫說明書星期三、寫說明書星期四、上午：寫

3、說明書，整理資料 下午：交設(shè)計資料，答辯目錄目錄6第1章 前言7第2章 基本原理7第3章 總體設(shè)計思路83.1 設(shè)計方案8第4章 硬件電路的設(shè)計方案84.1 led顯示部分的電路設(shè)計94.2 按鍵電路設(shè)計10第5章 軟件設(shè)計方案115.1交通燈工作設(shè)計115.2交通燈數(shù)碼管顯示時間設(shè)計12第6章 系統(tǒng)調(diào)試146.1 軟件模擬仿真146.2 硬件調(diào)試14第7章 使用說明15第9章 參考文獻15附錄16第1章 前言目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。例如計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)

4、，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。還有就是我們自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械等等。因此，學好單片機非常重要。第2章 基本原理利用at89s51作為主控器組成一個交通燈控制系統(tǒng)和電子時鐘。交通燈采用普通led燈，用+5v的電源來驅(qū)動6個led燈，在+5v電源與led燈之間加了9012三極管一個，起到開關(guān)的作用。電子時鐘的設(shè)計只用開發(fā)板上的電路即可。進入的是交通燈系統(tǒng)，先是東西方向上的綠燈亮，南北方向上的紅燈亮，數(shù)碼管由30開始遞減計時，當計時顯示到00時，東西方向上的黃燈亮，而南北方向上仍是紅燈亮，這時數(shù)碼管由05開始遞減計時，減到0

5、0后，東西方向開始亮紅燈，南北方向開始亮綠燈，數(shù)碼管由30開始遞減計時，當計時顯示到00時，南北方向上的黃燈亮，而東西方向上仍是紅燈亮，這時數(shù)碼管由05開始遞減計時，減到00后，東西方向開始亮紅燈，南北方向開始亮綠燈，這樣循環(huán)。第3章 總體設(shè)計思路3.1 設(shè)計方案該系統(tǒng)的功能概括起來就是實現(xiàn)簡單的交通燈系統(tǒng)和電子時鐘。要完成交通燈系統(tǒng)功能，關(guān)鍵在于用單片機選通9012及l(fā)ed燈讓其紅、黃、綠燈亮滅交替的變化，數(shù)碼管的顯示用軟件延時程序控制。要完成電子時鐘功能，需要編寫硬件定時程序。交通燈系統(tǒng)采用單片機開發(fā)板作為基本元件。在89s51單片機的p1 口的p1.2p1.4口接東西方向上的led燈，在

6、p1.5p1.7口接南北方向上的led燈，從p3.5和p3.6口引出線連到9012的基極上，作為led燈可以點亮的開關(guān)信號，9012集電極上的100電阻為了給9012限流，在紅燈和黃燈的電路中加入了100的限流電阻，但因為綠燈亮所需壓降較大，所以沒有給綠燈加100 的限流電阻。第4章 硬件電路的設(shè)計方案根據(jù)設(shè)計要求和設(shè)計思路，硬件電路有兩部分組成，即單片機開發(fā)板，led燈組成的模擬交通燈系統(tǒng)。在單片機中，定時功能既可以由硬件（定時/記數(shù)器）實現(xiàn)，也可通過軟件定時實現(xiàn)。硬件定時是利用單片機內(nèi)定時器定時，啟動以后定時器可與cpu并行工作，不占用cpu時間，cpu有較高的工作效率。交通燈系統(tǒng)設(shè)計方案

7、采用軟件定時的方式，通過編寫delay函數(shù)來進行軟件延時，可以方便的控制定時時間的長短。4.1 led顯示部分的電路設(shè)計本課題所采用得是由led（數(shù)碼管）作為顯示電路，用以顯示紅、綠、黃燈點亮的時間。數(shù)碼管電路即開發(fā)板上的數(shù)碼管電路。4.2 按鍵電路設(shè)計 本課題用按鍵k3控制交通燈工作的開始，上電后當k3鍵按下，交通燈開始工作，數(shù)碼管開始計時。按鍵電路即采用開發(fā)板上的電路。第5章 軟件設(shè)計方案根據(jù)設(shè)計要求和設(shè)計思路，進行模塊設(shè)計。5.1交通燈工作設(shè)計按k3鍵啟動選通9012，東西綠燈亮，南北紅燈亮，關(guān)閉9012，數(shù)碼管顯示計時30s選通9012，東西黃燈亮，南北紅燈亮，關(guān)閉9012，數(shù)碼管顯示

8、計時5s選通9012，南北綠燈亮，東西紅燈亮，關(guān)閉9012，數(shù)碼管顯示計時30s選通9012，南北黃燈亮，東西紅燈亮，關(guān)閉9012，數(shù)碼管顯示計時5s 圖5-1 交通燈工作圖說明：數(shù)碼管顯示程序中即有延時程序，所以交通燈程序內(nèi)沒有調(diào)用延時程序。5.2交通燈數(shù)碼管顯示設(shè)計顯示程序1：啟動計時個位顯示90，延時，十位保持不變，當個位到0后，十位顯示下一數(shù)據(jù)十位是否顯示3個位只顯示0，延時，十位顯示下一數(shù)據(jù) 是 否 圖5-2 數(shù)碼管顯示程序1顯示程序2：啟動計時個位顯示50，延時，十位保持0不變，當個位計到0后計數(shù)結(jié)束圖5-3數(shù)碼管顯示程序1主程序：啟動當按鍵k3按下，進入死循環(huán)，調(diào)用交通燈程序，

9、圖5-5 主程序圖第6章 系統(tǒng)調(diào)試6.1 軟件模擬仿真 試驗所涉及的2個軟件keil和multisim10,以下是仿真步驟。 程序調(diào)試部分keil先新建一個工程，并保存在所建工程彈出的對話框中選擇at89s51處理器。新建一個文檔以編輯程序，將所設(shè)計的程序輸入到新建文檔中，并保存文檔.c(c文件)。將所保存的文檔添加到工程中去，再進行工程配置，點擊project菜單下的options for target ,將create hex file打上勾，再編譯文件。仿真部分multiim10,運行multism10后進入仿真界面將所需元件選擇好，根據(jù)原理圖畫出仿真圖（當選擇了8051單片機后，系統(tǒng)自

10、動提示裝入程序的路徑，并建立工程文件），待仿真圖連好后點擊仿真按鈕仿真即可。 6.2 硬件調(diào)試硬件調(diào)試的步驟如下：接通電源和串口、并口線，打開isplay軟件，進行程序設(shè)置，關(guān)掉isplay，再打開，通過軟件將在keil中生成的.hex文件下載到單片機板子上即可。當程序下載完之后，只有電源指示燈亮，按下k3鍵交通燈開始工作，并且數(shù)碼管同步顯示計時，按復位鍵可是交通燈和數(shù)碼管都停止工作。第7章 使用說明 插上電源，若先按下鍵k3則進入交通燈系統(tǒng)：交通燈開始工作并且數(shù)碼管開始計時，若想進入電子時鐘系統(tǒng)則按復位鍵，再按k4；按下鍵k4進入電子時鐘系統(tǒng)：按下鍵k1秒數(shù)加1，按下鍵k2分鐘數(shù)加1，按下鍵

11、k4分鐘數(shù)、秒數(shù)都清0，計時從新開始。若想進入交通燈系統(tǒng)則按復位鍵，再按k3。第9章 參考文獻參考文獻 ：單片機c語言程序設(shè)計實例100例單片機電路設(shè)計、分析與制作附錄a、程序清單：#include /51單片機頭文件#define uchar unsigned char /定義兩個宏定義，就是定義unsigned型的int，char變量#define uint unsigned intuchar code tab1=0xb0,0xa4,0xf9,0xc0; /定義十位顯示數(shù)據(jù)30uchar code tab2=0x90,0x80,0xf8,0x82,0x92,0x99,0xb0,0xa4,0

12、xf9,0xc0; /定義個位顯示數(shù)據(jù)90sbit r1=p12; /綠燈1的控制端sbit y1=p13; /黃燈1的控制端sbit g1=p14; /紅燈1的控制端sbit r2=p15; /紅燈2的控制端sbit y2=p16; /黃燈2的控制端sbit g2=p17; /綠燈2的控制端sbit p10=p10;sbit p11=p11;sbit p23=p23;sbit p26=p26;sbit csdx=p35; /交通燈使能端，低電平有效 sbit csnb=p36;void delay(uint z) /延時函數(shù)，就是兩個for循環(huán)uint x;for(;z0;z-)for(x=

13、400;x0;x-);void display1() /顯示程序1：為了給紅燈和綠燈亮定時 uint i,j,k;p10=1;p11=1;for(i=0;i4;i+) for(k=0;k10;k+) for(j=0;j100;j+) if(i=0) /如果十位要顯示3，則個位只顯示0，顯示1s k=9; p23=0;p0=tab1i;delay(3);p23=1; p26=0;p0=tab29;delay(3);p26=1; else /如果十位顯示2、1、0，則個位顯示從90，每個數(shù)據(jù)顯示1s p23=0;p0=tab1i;delay(3);p23=1; p26=0;p0=tab2k;del

14、ay(3);p26=1; void display2() /顯示程序2：為了給黃燈亮定時 uint j,k;p10=1;p11=1; for(k=4;k10;k+) /十位顯示0不變，個位顯示有50，每個數(shù)據(jù)顯示1s for(j=0;j100;j+) p23=0;p0=tab13;delay(3);p23=1; p26=0;p0=tab2k;delay(3);p26=1; void deng() while(1) /死循環(huán)，就是程序一直在執(zhí)行這個程序段 csdx=0;csnb=0; /東西綠燈亮，南北紅燈亮r1=1;r2=0;g1=0;g2=1;y1=1;y2=1;display1(); cs

15、dx=1;csnb=1; csdx=0;csnb=0; /東西黃燈亮，南北紅燈亮g1=1;r2=0;y1=0;g2=1;r1=1;y2=1;display2(); csdx=1;csnb=1; csdx=0;csnb=0; /東西紅燈亮，南北綠燈亮 y1=1;r2=1;r1=0;g2=0;g1=1;y2=1;display1(); csdx=1;csnb=1;csdx=0;csnb=0; /東西紅燈亮，南北黃燈亮y1=1;g2=1;r1=0;y2=0;g1=1;r2=1;display2(); csdx=1;csnb=1;void main() /主函數(shù) p3=0xff; if(p3&0x3c)=0x1c) while(1) minite=0; second=0; tcnt=0; tmod=0x01; /定時器0工作在方式1 th0=(65536-25000)/256; /裝入計數(shù)初值，定時50ms tl0=(65536-25000)%256; ie=0x82;