《單片機(jī)技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書單片機(jī)交通燈課程設(shè)計(jì)

1、 單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 交 通 燈 系 、 部： 電氣與信息工程系 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱 副教授 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級(jí)： 完成時(shí)間： 2011年12月26日 摘 要近年來(lái)，隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用在不斷的深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來(lái)使用。當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)自動(dòng)化時(shí)代，交通燈控制等很多行業(yè)的設(shè)備都與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)。一個(gè)好的交通控制系統(tǒng)，將給道路擁擠，違章控制等方面給予技術(shù)革新，隨著大規(guī)模集成電路及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及在控制技術(shù)方面的廣泛應(yīng)用。設(shè)備有了很大的發(fā)展，是現(xiàn)代科技發(fā)展的主流方向。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)系統(tǒng)以及外部設(shè)備，采用

2、的是單片機(jī)匯編語(yǔ)言來(lái)編寫程序。基于at89s52這款單片機(jī)，事先已經(jīng)做好電路實(shí)物圖，程序設(shè)計(jì)使用軟件keil4編寫，使用usb將程序生成16進(jìn)制文件下載到單片機(jī)里面然后再運(yùn)行。本文主要從單片機(jī)的應(yīng)用上來(lái)實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的管理，用以控制過(guò)往車輛的正常通行。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；交通燈；匯編abstractin recent years, with the rapid development of science and technology, the application of scm in constant development, and promote the traditional con

3、trol detection technology is updated. microcontroller as a core component to use.the modern age is an era of automation, traffic light control and many other sectors of the equipment are closely related with the computer. a good traffic control system, will give road congestion, illegal control give

4、 technical innovation, along with the large scale integrated circuit and the rapid development of computer technology, as well as a technology in the control of the application. equipment had very great progress, is the modern science and technology development direction.this design uses a single ch

5、ip system and an external device, is used in single-chip assembly language to write procedures. the single chip microcomputer based on at89s52, have good circuit diagram, program design using the software is written in keil4, using usb procedures to generate 16 hex file downloaded to a single-chip i

6、nside and then run.this article mainly from the application of scm to realize the crossroads traffic lights management, to control the vehicle past the normal traffic.key words:single chip microcomputer;the traffic lights;compilation目 錄1 功能概述6 1.1 課題任務(wù)與功能要求6 1.2 方案概述62 課題硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)7 2.1 各模塊的電路簡(jiǎn)介7 2.1.1

7、單片機(jī)最小系統(tǒng)7 2.1.2 按鍵電路7 2.1.3 流水燈電路7 2.1.4 數(shù)碼管電路7 2.1.5 下載口電路7 2.2 系統(tǒng)電路圖7 2.3 元器件清單7 2.4 硬件測(cè)試8 2.5 所做實(shí)物圖83 課題軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)9 3.1 單片機(jī)資源使用情況9 3.2 軟件各模塊簡(jiǎn)要介紹9 3.2.1 主程序9 3.2.2 顯示程序9 3.2.3 鍵處理和鍵掃描程序9 3.2.4 延時(shí)程序9 3.3 程序流程框圖10 3.3.1 主程序的流程框圖10 3.3.2 鍵掃子程序流程框圖11 3.3.3 顯示子程序流程框圖11 3.3.4 延時(shí)程序流程框圖12 3.3 程序流程框圖124 交通燈的設(shè)計(jì)結(jié)

8、論26 4.1 使用說(shuō)明26 4.2 交通燈運(yùn)行圖26 4.3 設(shè)計(jì)體會(huì)26結(jié)束語(yǔ)27致謝28參考文獻(xiàn)29附錄30附錄311 功能概述1.1 課題任務(wù)與功能要求設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的十字路口交通燈。該交通燈上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“p.”， 進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。按開始鍵則開始工作，按結(jié)束鍵則返回“p.”狀態(tài)。要求甲車道和乙車道兩條交叉道路上的車輛交替運(yùn)行，甲車道為主車道，每次通車時(shí)間為60秒，乙車道為次車道，每次通車時(shí)間為30秒，要求黃燈亮3秒，并且1秒閃爍一次。有應(yīng)急車輛出現(xiàn)時(shí)，紅燈全亮，應(yīng)急車輛通車時(shí)間10秒，同時(shí)禁止其他車輛通過(guò)。1.2 方案概述本設(shè)計(jì)采用的是單片機(jī)以及其外部設(shè)

9、備組成硬件電路，其中包括單片機(jī)、數(shù)碼管顯示器。數(shù)碼管的p0口接段控，p2口接位控。除此之外還有晶振電路、復(fù)位電路、電源電路和下載口電路。程序設(shè)計(jì)采用的是匯編語(yǔ)言編寫，本設(shè)計(jì)是十字路口交通燈，s1為甲路主干道控制鍵，s2為乙路次干道控制鍵，s3為緊急車輛控制鍵，s4為結(jié)束鍵。 at89s52 是一種低功耗，高性能的cmos 8位微型計(jì)算機(jī)。它帶有8k flash 可編程和擦除的只讀存儲(chǔ)器（eprom），該器件采用atmel的高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的80c51和80c52的指令系統(tǒng)及引腳兼容，片內(nèi)flash 集成在一個(gè)芯片上，可用與解決復(fù)雜的問(wèn)題，且成本較低。交通燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖

10、1如示。 圖1 交通燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2 課題硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 各模塊的電路簡(jiǎn)介2.1.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括電源電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。只有當(dāng)單片機(jī)有了這些電路才會(huì)工作。電源電路給單片機(jī)供電，時(shí)鐘電路給單片機(jī)提供計(jì)數(shù)時(shí)間，復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位。2.1.2 按鍵電路按鍵電路的設(shè)計(jì)就是在一段公共接地，另一端通過(guò)上拉電阻接到p1口，當(dāng)有鍵按下時(shí)，相應(yīng)的口就會(huì)變成低電平，產(chǎn)生一個(gè)下降沿。2.1.3 流水燈電路流水燈電路直接掛接在單片機(jī)的p3口上，采用共陽(yáng)接法。蜂鳴器接在p3.1口上。2.1.4 數(shù)碼管電路數(shù)碼管的段控口接在單片機(jī)的p0口上，位控通過(guò)三極管接在單片機(jī)的p2口上。2.

11、1.5 下載口電路下載口的1腳接在p1.5口，2腳懸空，3腳接在單片機(jī)的復(fù)位口上，4腳接p1.6口，5腳接p1.7口，6腳接地，7、8、8、10腳接地。2.2 系統(tǒng)電路圖原理圖見附錄2.3 元器件清單所需元器件清單如表1所示表1 元器件清單器件型號(hào)數(shù)量器件型號(hào)數(shù)量單片機(jī)at89s521個(gè)按鍵普通4個(gè)晶振12mhz1個(gè)開關(guān)6腳開關(guān)1個(gè)電容22uf，33pf若干數(shù)碼管hsn5642s2個(gè)電阻普通若干下載接口10針接口1個(gè)單排針10針接口1個(gè)蜂鳴器脈沖式1個(gè)2.4 硬件測(cè)試實(shí)物做好后，使用usb下載線連接單片機(jī)的下載口和電腦的usb口，把老師給的測(cè)試程序編入單片機(jī)中，檢查是否各模塊的功能顯示正常。若

12、有問(wèn)題，則需對(duì)實(shí)物進(jìn)行檢查并修改。2.5 所做實(shí)物圖所做實(shí)物圖如圖2所示 圖2 所做實(shí)物圖3 課題軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)資源使用情況、p3口為二極管的控制端、p0口用作地址/數(shù)據(jù)總線、p2口用作地址/數(shù)據(jù)總線、p1.0、p1.1、p1.2、p1.3口線作為鍵盤輸入端既在at89s52的p3口用來(lái)接八個(gè)發(fā)光二極管的陰極，控制其亮與滅，p0口和p2口外接由8個(gè)led數(shù)碼管構(gòu)成的顯示器，用p0口作led的段碼輸出口（p0.0p0.7對(duì)應(yīng)于led的adp），p2口作led的位控輸出線，p2口外接四個(gè)個(gè)按鍵a、b、c、d（分別對(duì)應(yīng)于p1.0、p1.1、p1.2、p1.3口）用于調(diào)整顯示接口電路。3.

13、2 軟件各模塊簡(jiǎn)要介紹軟件的設(shè)計(jì)是由匯編語(yǔ)言來(lái)編寫的，分成各個(gè)模塊分別為主程序、顯示程序、鍵處理和鍵掃描程序、延時(shí)程序，以下給予相應(yīng)的介紹。3.2.1 主程序主程序是程序的入口，在主程序中會(huì)一直調(diào)用顯示程序、鍵掃描程序和延時(shí)程序，當(dāng)沒有鍵按下是數(shù)碼管會(huì)一直顯示p點(diǎn)，當(dāng)有鍵按下是，就會(huì)按操作執(zhí)行。3.2.2 顯示程序顯示程序主要完成數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，將相應(yīng)的段控碼送往p0口，相應(yīng)的位控碼送往p2口，實(shí)現(xiàn)顯示需要的字符信息。3.2.3 鍵處理和鍵掃描程序鍵處理程序主要是將從p1口取值送往單片機(jī)進(jìn)行取反。鍵掃描程序主要是判斷是否有鍵按下，即度過(guò)前沿抖動(dòng)之后再判斷是否有鍵按下，如果確實(shí)有鍵按下再判斷是

14、否釋放，同樣也要度過(guò)后沿抖動(dòng)。最終將處理完的鍵值作為返回值返回。3.2.4 延時(shí)程序主程序和顯示程序中將會(huì)調(diào)用到延時(shí)程序，是用來(lái)倒計(jì)時(shí)的時(shí)候延時(shí)1秒的作用。3.3 程序流程框圖3.3.1 主程序的流程框圖主程序流程框圖如圖3所示 圖3 程序流程框圖3.3.2 鍵掃子程序流程框圖鍵掃子程序流程框圖如圖4所示 圖4 鍵掃子程序流程框圖3.3.3 顯示子程序流程框圖顯示子程序流程框圖如圖5所示 圖5 顯示子程序流程框圖3.3.4 延時(shí)程序流程框圖延時(shí)程序流程框圖如圖6所示 圖6 延時(shí)程序流程框圖3.4 程序清單/*主程序*/org 0000hljmpmain org 0030hmain:mov sp

15、, #60h mov psw, #00h loop:mov 7ch, #16mov 7dh, #16 mov 7eh, #16 mov 7fh, #17 loop1: lcall keymov r0, #20h cjne r0, #01h, key1 ljmp jiachedaokey1: cjne r0, #02h, key2 ljmp yichedaokey2: lcall dir ljmp loop1tab:db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h ,90h db 88h,83h,0c6h,0a1h,86h,8eh,0ffh,0ch ;0,1

16、,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f,滅,p. /共陽(yáng)極 表格區(qū)*/ /*甲車道綠燈亮60s，乙車道紅燈亮60s*/jiachedao: mov p3, #0ebh mov 7ch, #16mov 7dh, #16 mov 30h,#0mov 31h,#6mov 7eh, 30hmov 7fh, 31hlcall delay1smov 30h,#9mov 31h,#5mov 7eh, 30hmov 7fh, 31hlcall delay1syang: dec 30hmov 7ch, #16mov 7dh, #16mov 7eh, 30hmov 7fh, 31hmov r0,

17、 #100 loop2: lcall dir lcall key mov r1, #20h cjne r1, #01h, yxw ljmp jiachedao yxw: cjne r1,#02h, yxw1ljmp yichedaoyxw1: cjne r1,#04h, yxw2ljmp jinchedaoyxw2: cjne r1,#08h, yxw3 ljmp loopyxw3: lcall delay1ms djnz r0, loop2 cjne r1, #02h, yxw4 ljmp yichedao yxw4: mov a, 30h cjne a, #00h, yang dec30h

18、 mov 7ch, #16 mov 7dh, #16 mov 30h, #9 mov 7eh, 30h mov 7fh, 31h lcall delay1s mov a, 31h cjne a, #00h, yangyang1: mov 7ch, #16 mov 7dh, #16mov 7fh, 31hmov 30h,#9 mov 7eh, 30h lcall delay1sddc: dec 30h mov 7ch, #16 mov 7dh, #16mov 7fh, 31hmov 7eh, 30h mov r0, #100loop3: lcall dir lcall key mov r1, #

19、20h cjne r1, #01h, yxw5 ljmp jiachedaoyxw5: cjne r1, #02h, yxw6 ljmp yichedaoyxw6: cjne r1, #04h, yxw31 ljmp jinchedaoyxw31: cjne r1, #08h, yxw7 ljmp loop yxw7: lcall delay1ms djnz r0, loop3 mov r1, #30h cjne r1, #00h, ddc mov p3,#0ffh/*甲車道黃燈亮5s，乙車道紅燈亮5s*/hd1: clr p3.5 clr p3.2mov 7ch, #16mov 7dh, #

20、16mov 7fh, #16mov 30h, #5mov 7eh, 30hlcall delay1ssetb p3.2dec 30hmov 7ch, #16mov 7dh, #16mov 7fh, #16mov 7eh, 30hmov r0, #100loop4: lcall dirlcall keymov r1, #20h cjne r1, #01h, yxw8ljmp jiachedaoyxw8: cjner1,#02h,yxw9ljmpyichedaoyxw9: cjner1,#04h,yxw10ljmpjinchedaoyxw10: lcall delay1ms djnzr0, loo

21、p4 yang2: clrp3.5clrp3.2mov7ch,#16mov7dh,#16mov7fh,#16mov30h,#3mov7eh,30hlcalldelay1ssetbp3.2dec30hmov7ch,#16mov7dh,#16mov7fh,#16mov7eh,30hmovr0,#100 loop5:lcalldirlcallkeymov r1, #20h cjne r1, #01h, yxw11ljmp jiachedao yxw11:cjner1,#02h,yxw12ljmpyichedao yxw12:cjner1,#04h,yxw13ljmpjinchedao yxw13:l

22、call delay1ms djnz r0, loop5 yang3: clrp3.5clrp3.2mov7ch, #16mov7dh, #16mov7fh, #16mov30h,#1mov7eh, 30hlcalldelay1ssetbp3.2setbp3.5/*甲車道紅燈30s，乙車道綠燈30s*/yichedao:movp3, #0behmov7eh, #16mov7fh, #16mov30h, #0mov31h, #3mov7ch, 30hmov7dh, 31hlcalldelay1smov7eh, #16mov7fh, #16mov30h, #9mov31h, #2mov7ch, 3

23、0hmov7dh, 31hlcalldelay1s yang4:dec 30h mov 7eh, #16mov 7fh, #16mov 7ch, 30hmov 7dh, 31hmov r0, #100loop6: lcall dir lcall key mov r1, #20h cjne r1, #01h, yxw14 ljmp jiachedaoyxw14: cjner1, #02h,yxw15 ljmpyichedaoyxw15: cjner1, #04h,yxw16 ljmpjinchedaoyxw16: cjner1, #08h,yxw17 ljmploopyxw17: lcall d

24、elay1ms djnz r0, loop6 mov a, 30h cjne a, #00h, yang4 dec 31h mov 7eh, #16 mov 7fh, #16 mov 30h, #9 mov 7ch, 30h mov 7dh, 31h lcall delay1s mov a, #00h cjne a, 31h, yang4yang5: mov 7eh, #16 mov 7fh, #16 mov30h, #9 mov7dh, 31h mov 7ch, 30h lcalldelay1sdcd: dec30h mov 7eh, #16 mov 7fh, #16mov7dh,31hmo

25、v7ch,30h mov r0, #100loop7: lcall dir lcall key mov r1, #20h cjne r1, #01h, yxw18 ljmp jiachedaoyxw18: cjne r1, #02h, yxw19 ljmp yichedaoyxw19: cjne r1, #04h, yxw20 ljmp jinchedaoyxw20: cjne r1, #08h, yxw21 ljmp loopyxw21: lcall delay1ms djnz r0, loop7 mov r1, #30h cjne r1, #00h, dcd mov p3, #0ffh/*

26、甲車道紅燈5s，乙車道黃燈5s*/hd2:clr p3.1 clrp3.6mov 7eh, #16mov 7fh, #16mov 7dh, #16mov 30h, #5mov 7ch, 30hlcall delay1ssetb p3.6dec 30hmov 7eh, #16mov 7fh, #16mov 7dh, #16mov 7ch, 30hmov r0,#100loop8:lcall dirlcall keymov r1, #20h cjne r1, #01h, yxw22ljmp jiachedaoyxw22:cjne r1, #02h,yxw23ljmp yichedaoyxw23:c

27、jne r1, #04h,yxw24ljmp jinchedaoyxw24:lcall delay1ms djnz r0, loop8yang6: clr p3.1clr p3.6mov 7eh, #16mov 7fh, #16mov 7dh, #16mov 30h,#3mov 7ch, 30hlcall delay1ssetb p3.6dec 30hmov 7eh, #16mov 7fh, #16mov 7dh, #16mov 7ch, 30hmov r0, #100loop9:lcall dirlcall keymov r1, #20h cjne r1, #01h, yxw30ljmp j

28、iachedaoyxw30:cjner1,#02h,yxw25ljmpyichedaoyxw25:cjner1,#04h,yxw26ljmpjinchedaoyxw26:lcall delay1ms djnz r0, loop9yang7: clr p3.1clrp3.6mov 7eh, #16mov 7fh, #16mov 7dh, #16mov 30h,#1mov 7ch, 30hlcalldelay1ssetbp3.1setbp3.6ljmpjiachedao/*緊急情況，甲車道紅燈10s，乙車道紅燈10s*/jinchedao:movp3, #0bbhmov7ch, #16mov7dh

29、, #16mov30h, #0mov31h, #1mov7eh, 30hmov7fh, 31hlcalldelay1smov7ch, #16mov7dh, #16mov7fh, #16mov30h, #9mov7eh, 30hlcalldelay1syang8:dec30h mov 7ch,#16mov 7dh,#16mov 7fh,#16mov 7eh,30hmov r0,#100 loop10:lcall dir lcall key mov r1, #20h cjne r1, #01h, yxw27 ljmp jiachedaoyxw27: cjner1, #02h,yxw28 ljmpy

30、ichedaoyxw28: cjner1, #04h,yxw29 ljmpjinchedaoyxw29: lcall delay1ms djnz r0, loop10 mov a, 30h cjne a, #00h, yang8 ljmp jiachedao /*子程序區(qū)*/*延時(shí)1s子程序*/delay1s: mov r5, #100 dsb1: lcall dir djnz r5, dsb1 ret /*延時(shí)1ms子程序*/delay1ms: mov r7, #04h wei:mov r6, #0ffhwei1:djnz r6, wei1djnz r7, weiret /*顯示子程序*/d

31、ir: push psw push dph push dpl push acc mov psw, #08h mov r1, #7ch mov r2, #0efh mov r3, #04h dz: mov a, r1 mov dptr, #tab movc a, a+dptr mov p2, r2 mov p0, a lcall delay1ms mov a, r2 rl a mov r2, a inc r1 djnz r3, dz pop psw pop acc pop dpl pop dph ret /*鍵掃描子程序*/key: lcall keychuli mov a, 20h jz ex

32、it lcall dir lcall dir lcall keychuli mov a, 20h jz exit mov b, 20hkey11: lcall keychuli mov a, 20h jz key4 lcall dir ljmp key11key4: mov 20h, bexit: retkeychuli: push acc push dpl push dph push psw mov psw, #10h mov p1, #0ffh mov a, p1 cpl a anl a, #0fh mov 20h, a mov psw, #00h pop psw pop acc pop dpl pop dph ret end4 交通燈的設(shè)計(jì)結(jié)論4.1 使用說(shuō)明上電后,8個(gè)數(shù)碼管顯示初始狀態(tài)即最左邊的一個(gè)數(shù)碼管顯示p.。如果未顯示p.，只需按一下復(fù)位鍵即可使其顯示