華科單片機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、 2015-2016學(xué)年度上學(xué)期計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí): 指導(dǎo)教師： 目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1課題分析3第一章 80C51單片機(jī)51.1單片機(jī)的概念51.280C51單片機(jī)簡(jiǎn)介51.2.180C51單片機(jī)內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)51.2.280C51單片機(jī)的封裝與信號(hào)引腳71.2.380C51單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器81.2.480C51單片機(jī)的時(shí)鐘與時(shí)序11第二章 總體方案122.1畫(huà)出原理框圖122.2實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)過(guò)程12第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)133.1元器件的選擇133.1.1紅黃綠三色LED燈133.1.2倒計(jì)時(shí)顯示LED數(shù)碼管133.1.3控制開(kāi)關(guān)153.2單元電

2、路的設(shè)計(jì)153.3電路連接15第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)164.1程序流程圖164.2匯編程序16第五章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試17 調(diào)試過(guò)程與結(jié)果. 17第六章 設(shè)計(jì)總結(jié)196.1心得體會(huì)19 6.2 致謝詞.196.3參考文獻(xiàn)20 附錄 21課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)要求1、 用發(fā)光二極管模擬交通信號(hào)燈，用按鍵開(kāi)關(guān)模擬急救車(chē)的到來(lái)。2、 十字路口的交通燈控制原理如圖4.2.1所示，每個(gè)道口各有紅、黃、綠燈一個(gè)。圖4.2.1 十字路口交通燈控制原理3、 不妨設(shè)東西方向?yàn)橹鞲傻?，南北方向?yàn)榇胃傻馈Ｖ鞲傻谰G、黃、紅燈點(diǎn)亮的時(shí)間依次為50s、6s、30s，次干道綠、黃、紅燈點(diǎn)亮的時(shí)間依次為24s

3、、6s、56s。4、 正常情況下，主干道綠、黃燈點(diǎn)亮?xí)r，次干道為紅燈；次干道綠、黃燈點(diǎn)亮?xí)r，主干道為紅燈。當(dāng)出現(xiàn)急救車(chē)等特種車(chē)輛時(shí)，主干道、次干道都為紅燈，以使所有其它車(chē)輛停下，避讓急救車(chē)。5、 救急車(chē)到來(lái)時(shí)會(huì)發(fā)出“滴”、“噠”的警笛聲，控制系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)急救車(chē)的警笛聲，啟動(dòng)急救車(chē)避讓狀態(tài)，即讓各方向的紅燈都亮。避讓狀態(tài)持續(xù)20s后，自動(dòng)恢復(fù)正常狀態(tài)運(yùn)行。6、 出現(xiàn)一次避讓狀態(tài)后，85s內(nèi)不再處理避讓狀態(tài)，以避免遠(yuǎn)去的急救車(chē)聲音形成干擾，造成重復(fù)避讓。二、 主要功能模塊交通燈控制系統(tǒng)主要功能模塊包括電源電路、單片機(jī)主控電路、按鍵控制電路和道路顯示電路組成。根據(jù)具體情況選擇合適型號(hào)的單片機(jī)，發(fā)光二

4、極管，開(kāi)關(guān)等硬件設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。三、 要求完成的主要任務(wù)1. 根據(jù)功能要求完成硬件電路設(shè)計(jì)，提供硬件電路圖。2. 使用匯編完成軟件部分設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。要求程序加注釋并提供軟件流程圖。四、 時(shí)間安排2015.12.182015.12.21 收集資料，確定設(shè)計(jì)方案2012.12.222012.12.30 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2012.12.312012.01.03 撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)論文及提交 課題分析一、 概述單片機(jī)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)和控制技術(shù)的綜合產(chǎn)物。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展歷程，單片機(jī)應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛和深入。可以毫不夸張的說(shuō)，任何設(shè)備和產(chǎn)品的自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化都離不開(kāi)單片機(jī)。這里我們選用當(dāng)今應(yīng)

5、用最為廣泛的8位單片機(jī)80C51來(lái)完成智能交通控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行調(diào)試。智能交通的意義國(guó)內(nèi)的交通燈一般設(shè)在十字路口，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈。加上一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來(lái)控制行車(chē)。對(duì)于一般情況下的安全行車(chē)，車(chē)輛分流尚能發(fā)揮作用，但根據(jù)實(shí)際行車(chē)過(guò)程中出現(xiàn)的情況，還存在以下缺點(diǎn)：1. 經(jīng)常出現(xiàn)的情況是某一車(chē)道車(chē)輛較多，放行時(shí)間應(yīng)該長(zhǎng)一些，另一車(chē)道車(chē)輛較少，放行時(shí)間應(yīng)該短些。2. 沒(méi)有考慮緊急車(chē)通過(guò)時(shí)，兩車(chē)道應(yīng)采取的措施，例如，消防車(chē)執(zhí)行緊急任務(wù)通過(guò)時(shí)，兩車(chē)道的車(chē)都應(yīng)停止，讓緊急車(chē)通過(guò)。3、緊急車(chē)輛通過(guò)后應(yīng)該要有避免遠(yuǎn)去的急救車(chē)聲音形成干擾，造成重復(fù)避讓的功能?；趥鹘y(tǒng)交通燈

6、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)于死板，紅綠燈交替是間過(guò)于程式化的缺點(diǎn)，智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就更顯示出了它的研究意義，它能根據(jù)道路交通擁護(hù)，交叉路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵的情況。利用單片機(jī)控制技術(shù)提出了軟件和硬件設(shè)計(jì)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)道路的最大通行效率。二、 要求分析1. 以箱實(shí)驗(yàn)的LED燈模擬交通信號(hào)燈，以核心板上的數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)。2. 兩車(chē)道交叉組成十字路口，分主干道和次干道。正常情況下，兩車(chē)道輪流放行，過(guò)程如下：Ø 狀態(tài)0：主干道綠燈亮，次干道紅燈亮，主干道放行，次干道禁行。轉(zhuǎn)至狀態(tài)3；狀態(tài)3：主干道紅燈亮，次干道黃燈亮，轉(zhuǎn)至狀態(tài)0。Ø 狀態(tài)1：主干道黃燈亮，次干道紅燈亮，主干道發(fā)出黃燈警告，

7、次干道禁止通行Ø 狀態(tài)2：主干道紅燈亮，次干道綠燈亮，次干道放行，主干道禁行Ø 狀態(tài)3：主干道紅燈亮，次干道黃燈亮，次干道發(fā)出黃燈警告，主干道禁止通行。3. 有緊急車(chē)輛通過(guò)時(shí)，另有開(kāi)關(guān)設(shè)置主次干道均禁止通行20s，期間主次干道全部紅燈禁止通行。4. 在禁止通行20s后恢復(fù)原來(lái)通行，此時(shí)計(jì)時(shí)85S，在這個(gè)期間內(nèi)不許情況3重復(fù)發(fā)生，以免遠(yuǎn)去的救急車(chē)形成二次干擾，打破原來(lái)運(yùn)行系統(tǒng)。27第一章 80C51單片機(jī)單片機(jī)的概念單片機(jī)是集成在一個(gè)芯片上的計(jì)算機(jī)，全稱(chēng)單片微型計(jì)算機(jī)SCMC（Single Chip Micro-Computer）。單片機(jī)是計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和大規(guī)模集成電路技術(shù)

8、相結(jié)合的產(chǎn)物，融計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)和控制功能于一體，是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱(chēng)為微控制器。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)經(jīng)過(guò)1、2、3三代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓底功耗。80C51單片機(jī)簡(jiǎn)介80C51是8位單片機(jī)中一個(gè)最基本、最典型的芯片型號(hào)，是MCS-51系列單片機(jī)中8051的改進(jìn)

9、型,使用相當(dāng)廣泛。1.2.1 80C51單片機(jī)內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)80C51單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行I/O接口、串行接口、中斷系統(tǒng)、時(shí)鐘電路、位處理器等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。 1. 中央處理器CPU中央處理器CPU（Central Processing Unit）是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，包含運(yùn)算電路和控制電路兩大部分，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。2. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)80C5

10、1內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專(zhuān)用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專(zhuān)用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。3. 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器(ROM)包括ROM（4Kx8）和程序地址寄存器等。80C51共有4KB掩膜ROM，用于存放用戶程序、原始數(shù)據(jù)或表格，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)部ROM。圖1.1 80C51芯片邏輯結(jié)構(gòu)圖4. 定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)80C51共有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，用以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，并以此產(chǎn)生的中斷對(duì)單片機(jī)進(jìn)行控制。5. 并行輸入輸出(I/O)口805

11、1共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入與輸出。6. 全雙工串行口8051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)同步移位器使用。7. 中斷系統(tǒng)8051具備較完善的中斷功能，共有5個(gè)中斷源，即外中斷2個(gè)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷2個(gè)和串行中斷1個(gè)。全部中斷分為高級(jí)和低級(jí)共兩個(gè)優(yōu)先級(jí)別，可滿足不同的控制要求。8. 時(shí)鐘電路80C51內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但石英晶體和微調(diào)電容需外接。9. 位處理器單片機(jī)主要用于控制，需要較強(qiáng)的位處理功能，因此，位處理器是它的必要組成部

12、分，也稱(chēng)布爾處理器。10. 內(nèi)部總線上述這些部件通過(guò)總線連接起來(lái)，才能構(gòu)成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。芯片內(nèi)的地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)都是通過(guò)總線傳輸?shù)??？偩€結(jié)構(gòu)減少了單片機(jī)的連線和引腳，提高了集成度和可靠性。總線結(jié)構(gòu)如圖1.2所示圖1.2 80C51內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)1.2.2 80C51單片機(jī)的封裝與信號(hào)引腳1. 芯片封裝形式（a）引腳排列 （b）邏輯符號(hào)圖1.3 80C51單片機(jī)芯片引腳及邏輯符號(hào)80C51有40引腳雙列直插式DIP（Dual In line Package）和44引腳方形扁平式QFP（Quad Flat Package）共兩種封裝形式。本設(shè)計(jì)采用40引腳DIP形式，其引腳排列及

13、芯片邏輯符號(hào)如圖1.3所示。2. 芯片引腳簡(jiǎn)介80C51的40個(gè)引腳主要包括：Ø +5V電源VccØ 地線VssØ 外置石英振蕩器的時(shí)鐘線XTAL1和XTAL2Ø 復(fù)位信號(hào)RSTØ 訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)EAØ 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)PSENØ 地址鎖存控制信號(hào)ALEØ 4組8位共32個(gè)I/O口線3. 芯片引腳的第二功能隨著單片機(jī)功能的增強(qiáng)，而又由于簡(jiǎn)化、工藝或標(biāo)準(zhǔn)等原有，芯片引腳數(shù)目總是有限的，所以，“引腳復(fù)用”現(xiàn)象在單片機(jī)中十分常見(jiàn)。80C51的引腳復(fù)用主要集中在P3口線上，P3口線的第二功能見(jiàn)表1.1.表1

14、.1 P3口線的第二功能口線特殊功能信號(hào)名稱(chēng)P3.0RXD串行輸入口P3.1TXD串行輸出口P3.2INT0外部中斷0輸入口P3.3TNT1外部中斷1輸入口P3.4T0定時(shí)器0外部輸入口P3.5T1定時(shí)器1外部輸入口P3.6WR寫(xiě)選通輸出口P3.7RD讀選通輸出口1.2.3 80C51單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器一般的，單片機(jī)芯片的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器。1. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)80C51單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器共有256個(gè)單元，按照功能又把其劃分為兩部分：低128單元區(qū)和高128單元區(qū)，如圖1.4所示。低128單元區(qū)包括：Ø 寄存器區(qū)，內(nèi)部RAM前32個(gè)單元，分為4組Ø 位尋址

15、區(qū)，內(nèi)部RAM的20H-2FH單元Ø 用戶數(shù)據(jù)區(qū)，內(nèi)部RAM的30H-7FH單元高128單元區(qū)共專(zhuān)用寄存器（SFR）使用，單元地址為80H-FFH，用于存放相應(yīng)功能部件的控制命令、狀態(tài)、或數(shù)據(jù)。80C51除去程序計(jì)數(shù)器PC外，還有21個(gè)專(zhuān)用寄存器。參看表1.2。圖1.4 80C51內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2. 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器在80C51中，程序存儲(chǔ)器被用來(lái)存放程序、常數(shù)或表格等。其片內(nèi)有4K字節(jié)的ROM存儲(chǔ)單元，地址為0000H0FFFH。在程序存儲(chǔ)器中，以下6個(gè)單元具有特殊含義：Ø 0000H：?jiǎn)纹瑱C(jī)復(fù)位后，PC0000H，程序從0000H開(kāi)始執(zhí)行指令。 Ø 0003H：

16、外部中斷0入口地址。Ø 000BH：定時(shí)器0中斷入口地址。 0013H：外部中斷1入口地址。Ø 001BH：定時(shí)器1中斷入口地址。Ø 0023H：串行口中斷入口地址。在系統(tǒng)中斷相應(yīng)之后，將自動(dòng)轉(zhuǎn)到各中斷入口地址處執(zhí)行程序，而中斷服務(wù)程序一般無(wú)法存放于幾個(gè)單元之內(nèi)，因此在中斷入口地址處往往存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，以便執(zhí)行中斷服務(wù)程序。表1.2 80C51專(zhuān)用寄存器一覽表1.2.4 80C51單片機(jī)的時(shí)鐘與時(shí)序?yàn)榱吮ＷC同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)必須有時(shí)鐘信號(hào)，一是以使系統(tǒng)在時(shí)鐘信號(hào)的控制下按時(shí)序協(xié)調(diào)工作。時(shí)序是指令執(zhí)行過(guò)程中各信號(hào)之間的相互時(shí)間關(guān)系。1. 時(shí)鐘

17、電路Ø 內(nèi)部時(shí)鐘方式單片機(jī)的時(shí)鐘電路由振蕩電路和分頻電路組成。在80C51芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2，在芯片的外部通過(guò)這兩個(gè)引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。電路中的電容一般取30pF左右，而晶體的振蕩頻率范圍通常是1.2MHz33MHz。Ø 外部時(shí)鐘方式在由多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)之間時(shí)鐘信號(hào)的同步，引入唯一的外部脈沖信號(hào)作為各單片機(jī)的振蕩脈沖。這時(shí)外部的脈沖信號(hào)是經(jīng)XTAL1引腳注入，XTAL2引腳懸空。2. 機(jī)器周期80C51采用同步控制方式，因此有固有的機(jī)器

18、周期。一個(gè)機(jī)器周期共有12個(gè)震蕩脈沖周期，則當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為1us。第二章 總體方案畫(huà)出原理框圖在仔細(xì)分析設(shè)計(jì)要求的前提下，把系統(tǒng)要完成的任務(wù)分配給若干個(gè)單元電路，畫(huà)出一個(gè)能表示各單元功能和關(guān)系的原理框圖。依靠原理框圖,可為下一步的器件選擇和布線提供依據(jù)和參考。原理框圖如圖2.1所示。圖2.1 智能交通設(shè)計(jì)原理2.2、實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)過(guò)程：1. 路口的紅綠燈分為四種狀態(tài)。狀態(tài)0：主干道綠燈亮，次干道紅燈亮，轉(zhuǎn)至狀態(tài)1；狀態(tài)1：主干道黃燈亮，次干道紅燈亮，轉(zhuǎn)至狀態(tài)2；狀態(tài)2：主干道紅燈亮，次干道綠燈亮，轉(zhuǎn)至狀態(tài)3；狀態(tài)3：主干道紅燈亮，次干道黃燈亮，轉(zhuǎn)至狀態(tài)0。紅綠燈狀態(tài)表如下：

19、（1表示燈亮，0表示燈滅）狀態(tài)主干道次干道綠黃紅綠黃紅01000011010001200110030010102. 對(duì)于該設(shè)計(jì)而言，需要控制6盞燈，可利用單片機(jī)內(nèi)部I/O口上P1口的6個(gè)引腳來(lái)控制6個(gè)信號(hào)燈。3. 通過(guò)延時(shí)時(shí)間顯示，用數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間。4. 有外部中斷時(shí)，先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，再將主干道、次干道上紅燈點(diǎn)亮，延時(shí)20s，并屏蔽85s中斷，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件的選擇由設(shè)計(jì)要求和原理框圖可知，在試驗(yàn)箱中實(shí)現(xiàn)交通燈系統(tǒng)所需的元器件包括：80C51單片機(jī)、紅黃綠三色LED燈、倒計(jì)時(shí)顯示LED數(shù)碼管和控制開(kāi)關(guān)，80C51單片機(jī)已在前面介紹，下面就其他幾個(gè)器件一一介紹。3.1.

20、1 紅黃綠三色LED燈實(shí)驗(yàn)箱右上角有LED燈，內(nèi)部采用共陰極接法，對(duì)外有3個(gè)引腳，選取三個(gè)，分別對(duì)應(yīng)一種顏色的燈，使用時(shí)只要令需點(diǎn)亮的燈接高電平，不需點(diǎn)亮的燈接低電平即可，接線方便簡(jiǎn)單。TRAFFIC LIGHTS如圖3.1所示。圖3.1 TRAFFIC LIGHTS3.1.2 倒計(jì)時(shí)顯示LED數(shù)碼管（a）7SEG-MPX2-CA模塊 （b）符號(hào)和引腳 （c）內(nèi)部共陽(yáng)極接法圖3.2 8段LED數(shù)碼管由于設(shè)計(jì)要求中需要顯示的倒計(jì)時(shí)最長(zhǎng)為5s，2位8段的數(shù)碼管足以滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)驗(yàn)箱提供了這種顯示數(shù)碼管。7SEG-MPX2-CA內(nèi)部采用共陽(yáng)極接法，A-G引腳分別對(duì)應(yīng)“8”字形的其中一段，共7段，相

21、應(yīng)段的引腳接低電平是點(diǎn)亮，接高電平時(shí)熄滅，DP為小數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的引腳。符號(hào)和引腳關(guān)系如圖3.2（b）所示，內(nèi)部接法如圖3.2（c）所示。1. 段碼所謂段碼就是為數(shù)碼管顯示提供的各段狀態(tài)組合，字形代碼。7段數(shù)碼管的段碼為7位，8段數(shù)碼管的段碼為8位，用一個(gè)字節(jié)即可表示。在段碼字節(jié)中代碼位與各段發(fā)光二極管的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下： 段碼D7D6D5D4D3D2D1D0段名dpgfedcba段碼的值與數(shù)碼管公共引腳的接法(共陽(yáng)極和共陰極)有關(guān)。以8段數(shù)碼管共陽(yáng)極為例，顯示十六進(jìn)制數(shù)的段碼值如表3.1所示。表3.1共陽(yáng)極十六進(jìn)制數(shù)段碼表顯示數(shù)值 驅(qū)動(dòng)代碼0123456789 C0H F9H A4H B0H 99H

22、92H 82H F8H 80H 90H2. 動(dòng)態(tài)顯示LED顯示器多采用動(dòng)態(tài)顯示方式，全部數(shù)碼管共用一套段碼驅(qū)動(dòng)電路。顯示時(shí)通過(guò)位控信號(hào)采用掃描的方法逐位地循環(huán)點(diǎn)亮各位數(shù)碼管。動(dòng)態(tài)顯示雖然在任一時(shí)刻只有一位數(shù)碼管被點(diǎn)亮，但是由于人眼具有的視覺(jué)暫留效應(yīng)，看起來(lái)與全部數(shù)碼管持續(xù)點(diǎn)亮的效果完全一樣。LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示需要為各位提供段碼以及相應(yīng)的位控制，此即通常所說(shuō)的段控和位控。3.1.3 控制開(kāi)關(guān)在本次課程設(shè)計(jì)中采用按鍵式開(kāi)關(guān)。單元電路的設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)和功能框圖，明確任務(wù)，進(jìn)行各單元電路的設(shè)計(jì)，每個(gè)單元電路設(shè)計(jì)前都需明確本單元電路的任務(wù)，詳細(xì)擬定出單元電路的性能指標(biāo)。注意各單元電路之間的相互配合和

23、前后級(jí)之間的關(guān)系，盡量簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。注意各部分輸入信號(hào)、輸出信號(hào)和控制信號(hào)的關(guān)系。選擇單元電路的組成形式，模仿成熟的先進(jìn)的電路，或進(jìn)行創(chuàng)新或改進(jìn)，但都必須保證性能要求。本智能交通燈系統(tǒng)所需的單元電路由開(kāi)關(guān)控制電路、80C51單片機(jī)主電路、紅黃綠三色燈電路和倒計(jì)時(shí)顯示電路構(gòu)成，各個(gè)單元之間的關(guān)系較為簡(jiǎn)單和明確，只需和主電路以此進(jìn)行連接即可。電路連接所采用的實(shí)驗(yàn)箱已經(jīng)完成好了實(shí)驗(yàn)電路連接，采用P2口連接到LED燈即可。第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序流程圖4.1、實(shí)驗(yàn)流程圖：主程序： 中斷程序： 4.2、實(shí)驗(yàn)程序見(jiàn)附錄。第五章：實(shí)驗(yàn)調(diào)試與結(jié)果 調(diào)試過(guò)程：2015年12月20日，我們到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了第一次調(diào)試

24、，將所編寫(xiě)的程序進(jìn)行了第一遍調(diào)試，不出所料地不成功，而后我們將程序分為三個(gè)模塊進(jìn)行分別的實(shí)驗(yàn)調(diào)試：第一步：將燈的循環(huán)作為第一部分程序： 此程序比較簡(jiǎn)單，我們順利完成。第二步：將顯示的程序作為第二部分程序： 在此次調(diào)試過(guò)程中，共遇到了三個(gè)問(wèn)題：(1) 我的程序始終只顯示初始值解決過(guò)程： 推理：在明白只顯示初始值的情況，便可以知道是進(jìn)行第二遍的數(shù)字賦值出現(xiàn)了問(wèn)題或是重復(fù)掉用顯示程序的地方出現(xiàn)了問(wèn)題。經(jīng)過(guò)自己再一遍的仔細(xì)推敲之后，找到的原因是：原本實(shí)驗(yàn)所給的顯示程序在無(wú)數(shù)遍的刷新數(shù)據(jù)單元的賦給的值，而在循環(huán)顯示的時(shí)候未包含賦初值的部分，最終導(dǎo)致只顯示初始值。(2) 我的程序可以顯示，但是是一位位的顯

25、示，不能夠同時(shí)顯示六位數(shù)。 推理：本程序采用的是串行動(dòng)態(tài)顯示，出現(xiàn)一位位的顯示，說(shuō)明是刷新的太慢，不足以做到視覺(jué)暫留的現(xiàn)象發(fā)生。 最總將延時(shí)程序改為了0.1MS左右，成功的解決了這個(gè)問(wèn)題。(3) 可以顯示六位數(shù)，但不能夠精確的一秒一個(gè)數(shù)的顯示： 推理：是延時(shí)的地方出現(xiàn)了問(wèn)題。 這是一個(gè)困擾了我許久的問(wèn)題，怎樣保證程序在不斷的刷新，又只在一秒后換下一個(gè)數(shù)據(jù)刷新，當(dāng)時(shí)的想法是將顯示程序放入延時(shí)子程序中調(diào)用。后來(lái)在周四給老師的交方案的時(shí)候，在老師的指點(diǎn)下將它解決了：算出循環(huán)一次的時(shí)間，在顯示程序中算出達(dá)到一秒需要刷新的次數(shù)，便可以實(shí)現(xiàn)。（這是在第二次調(diào)試中實(shí)現(xiàn)的） 第三步：添加子程序中斷，完成救急車(chē)

26、到來(lái)的控制。（12月28日，第三次調(diào)試） 在本次的實(shí)驗(yàn)調(diào)試中，外部中斷0的調(diào)試挺順利的，因?yàn)楫?dāng)切換到緊急狀況后，按20S的顯示，而后進(jìn)入下一個(gè)正常狀態(tài)，恢復(fù)正常的紅綠燈的狀態(tài)，并未出現(xiàn)什么問(wèn)題。 在做定時(shí)器中斷的時(shí)候，比較苦惱，由于知道單片機(jī)同一時(shí)間只能干一件事情，所以布置如何將85S的關(guān)中段和正常狀態(tài)的運(yùn)行同時(shí)操作，后來(lái)想到了定時(shí)器中斷0按方式一工作每50ms產(chǎn)生中斷，定義一個(gè)數(shù)據(jù)單元加一，每20次，定義另一的數(shù)據(jù)單元加一，最后直至下一個(gè)數(shù)據(jù)單元到85次，即達(dá)到85s,最后成功的實(shí)現(xiàn)85S的關(guān)中斷。思路如此，但在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中出現(xiàn)了關(guān)了一次，并沒(méi)有出現(xiàn)想要的結(jié)果。 當(dāng)時(shí)采取的方法是：自己閱讀程序

27、，用筆繪畫(huà)他的過(guò)程圖，而后利用軟件的單步執(zhí)行，最終找到了問(wèn)題的所在: 沒(méi)有再次開(kāi)定時(shí)器中斷計(jì)時(shí)?？上驳氖亲罱K實(shí)現(xiàn)了題目要求，完成了課程設(shè)計(jì)。 總的來(lái)說(shuō)，調(diào)試過(guò)程充滿艱辛和無(wú)奈，多少次的調(diào)試都無(wú)果而終，多少次都著急卻又無(wú)可奈何，多少次灰心失望，但是這些過(guò)程讓我學(xué)到一些東西:1、 要學(xué)會(huì)合作，學(xué)會(huì)利用軟件功能來(lái)調(diào)試，學(xué)會(huì)利用眼前資源2、 理論與實(shí)際有著不可跨越的鴻溝，真正的掌握是真正的會(huì)在實(shí)際中運(yùn)用。3、 學(xué)會(huì)了尊重任何一個(gè)人的學(xué)術(shù)成果，都是包含了作者無(wú)數(shù)的時(shí)間和精力的奉獻(xiàn)。4、 珍惜眼前的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，任何一次學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)都涵蓋了很多人的付出，不僅僅只是自己。驗(yàn)收結(jié)果： 在12月30日的下午，進(jìn)行了試

28、驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)收，在徐老師和張老師的考核下，我們順利的實(shí)現(xiàn)了紅綠燈的狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了緊急車(chē)輛到來(lái)后的狀態(tài)的變換已經(jīng)段時(shí)間內(nèi)的中斷無(wú)效，成功的完成了實(shí)驗(yàn)要求，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?第六章：設(shè)計(jì)總結(jié)6.1、心得體會(huì)通過(guò)這次交通燈的課程設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能分析和解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用學(xué)習(xí)過(guò)程中，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為一名合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。綜合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)，對(duì)已有知識(shí)有了更深層次的理解和認(rèn)識(shí)。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問(wèn)題，我通過(guò)查閱

29、相關(guān)書(shū)籍、資料以及和周?chē)瑢W(xué)交流得到解決。還有交通燈是我們生活中非常常見(jiàn)的一種東西，對(duì)于我們學(xué)以致用的這種能力得到了很好鍛煉，能夠?yàn)槲覀円院蟮墓ぷ饔趯W(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。通過(guò)合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)。合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒(méi)有過(guò)深入的交流，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們用了分工與合作的方式，每個(gè)人互責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問(wèn)題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見(jiàn)，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請(qǐng)教。在此過(guò)程中，每個(gè)人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)說(shuō)明自己的想法。能過(guò)比較選出最好的方案。在這過(guò)程也提高了我們的表過(guò)能力。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們還得到了老師的幫助與意

30、見(jiàn)。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決，向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法.6.2、致謝詞： 在這次課程設(shè)計(jì)中特別感謝三個(gè)人，一是我的合作伙伴吳雨晴同學(xué)，一是我的單片機(jī)任課教師徐雁老師，還有我的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師張紅老師。感謝合作伙伴在整個(gè)課設(shè)中和我一起討論，在程序中給我找出錯(cuò)誤，給我很多啟發(fā)，帶來(lái)很多靈感，共同度過(guò)了一個(gè)艱難而又頗有收獲的課設(shè)過(guò)程。感謝我的任課老師在一學(xué)期中的單片機(jī)的辛勤教導(dǎo)，在課設(shè)過(guò)程中方案的仔細(xì)評(píng)判，在問(wèn)答中恰到好處的點(diǎn)撥。感謝實(shí)驗(yàn)老師連續(xù)兩周的不間斷開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，給我們提供可學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的地方，重要的是感謝老師能夠單獨(dú)的借我一塊實(shí)驗(yàn)核心板帶回宿舍自己做。最終在所有人的努

31、力下，完成了課程設(shè)計(jì)，感謝你們的幫助，指導(dǎo)與教誨。6.3參考文獻(xiàn)【1】汪建等.單片原理及應(yīng)用技術(shù).武漢:華中科技大學(xué)出版社,2012【2】單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，華中科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)室編附錄：實(shí)驗(yàn)程序如下： ORG 0000H LJMP STARTORG 0003HLJMP INT_T0ORG 000BHLJMP INT_T1ORG 0100HSTART:MOV SP,#60H ;；初始化堆棧指針CLR IT0 ;； 低電平觸發(fā)MOV IP,#02H ; ；外部中斷低優(yōu)先級(jí)，定時(shí)器中斷高優(yōu)先級(jí)SETB EA ; ； 開(kāi)總中斷SETB EX0 ; ；開(kāi)外部中段0SETB ET0 ;；開(kāi)定時(shí)器中斷0SETB

32、 TR0 ; ；開(kāi)始計(jì)數(shù)MOV TMOD, #01H ;；定時(shí)方式1MOV TL0, #0B0HMOV TH0, #3CH ; ； 賦初值LIGHT EQU60H;定義指示燈數(shù)據(jù)存放地址單元D_DAT0EQU6AHD_DAT1EQU6BHD_DAT2EQU6CHD_DAT3EQU6DHD_DAT4EQU6EHD_DAT5EQU6FHD_DAT6 EQU 70HD_DAT7 EQU 71HD_DAT8 EQU 72HDATAED EQU 73H;定義顯示數(shù)據(jù)單元 MOVLIGHT,#21H;初始化指示燈數(shù)據(jù) MOV D_DAT8,#1 MAIN: LCALL ZT0;調(diào)用狀態(tài)0子程序 LCALL

33、ZT1;調(diào)用狀態(tài)1子程序 LCALLZT2;調(diào)用狀態(tài)2子程序 LCALLZT3;調(diào)用狀態(tài)3子程序 AJMP MAIN ;*;4種狀態(tài)子程序;*ZT0: MOV A,LIGHT CPL A MOV P2,A MOV R2, #56 MOV R4, #50 MOV R7, #7 LCALLSHOW;調(diào)用數(shù)碼管循環(huán)點(diǎn)亮子程序 NOP RETZT1: MOV LIGHT,#11H MOV A,LIGHT CPL A MOV P2,A MOV R2, #6 MOV R4, #6 MOV R7, #0 LCALLSHOW;調(diào)用數(shù)碼管循環(huán)點(diǎn)亮子程序NOP RETZT2: MOV LIGHT,#0CH MOV

34、 A,LIGHT CPL A MOV P2,A MOV R2, #24 MOV R4, #30 MOV R7, #0 LCALLSHOW;調(diào)用數(shù)碼管循環(huán)點(diǎn)亮子程序NOP RETZT3: MOV LIGHT,#0AH MOV A,LIGHT CPL A MOV P2,A MOV R2, #6 MOV R4, #6 MOV R7, #0 LCALLSHOW;調(diào)用數(shù)碼管循環(huán)點(diǎn)亮子程序NOP RET SHOW: MOV R3,#250MOV DATAED , #4 MOV A, R2 MOV B, #100 DIV AB MOVD_DAT0, A MOV A, B MOV B, #10 DIV AB MOV D_DAT1,A MOV A, B MOV D_DAT2, A MOV A, R4 MOV B, #100 DIV AB MOVD_DAT3, A MOV A, B MOV B, #10 DIV AB MOV D_DAT4,A MOV A, B MOV D_DAT5, A MOVP0,#0CLRP1.1;初始化有關(guān)I/O口CLRP1.2MOVR0,#D_DAT0;初始化顯示指針寄存器 ;R0指向第一位顯示數(shù)字MOVR1,#01H;初始化需點(diǎn)亮數(shù)碼管位置代碼NOPMAIN1:LCALLDISP;調(diào)用數(shù)碼管循環(huán)點(diǎn)亮子程序LCALLDELAY4;延時(shí)子程序同前,應(yīng)修