單片機課程設計模擬交通燈

1、 無線單片機及應用課程設計報告設計題目： 模擬交通燈 專 業(yè)： 組 別： 模擬交通燈組 學生姓名: 學 號: 起止日期: 指導教師: 計算機工程學院設計任務書課題名稱模擬交通燈設計目的（1）使學生增進對MCS51單片機電路的感性認識，加深對理論方面的理解。（2）使學生掌握軟硬件的有關知識等。（3）使學生了解和掌握軟硬件設計過程、方法及實現(xiàn)，為以后設計和實現(xiàn)應用系統(tǒng)打下良好基礎。（4）通過簡單課題的設計練習，可使學生了解必須提交的各項工程文件，也達到鞏固、充實和綜合運用所學知識解決實際問題的目的。實驗環(huán)境（1）通過Proteus 7進行電路仿真，Kiel進行燒錄。（2）操作系統(tǒng)Windows 2

2、007（3）硬件電路板、單片機、元器件任務要求通過單片機的P1、P3口按位輸出0或1，控制紅、綠、黃三色發(fā)光二極管按照交通燈的規(guī)律亮或者滅。編寫程序，調(diào)試運行，使發(fā)光二極管按照交通燈的規(guī)律亮或者滅。工作進度計劃序號起止日期工 作 內(nèi) 容1明確要選擇的課題，并查閱相關資料2電路分析，并畫出電路硬件原理圖（Proteus 7），編寫程序3焊接電路，進行調(diào)試，撰寫課程設計報告。4提交軟件代碼、硬件電路成果和仿真電路，參加答辯。指導教師（簽章）： 年 月 日 目 錄1. 內(nèi)容提要12. 課題意義12.1. 課題背景12.2. 主要功能簡述13. 硬件設計13.1. 相關元器件介紹13.1.1. STC

3、89C52RC單片機23.1.2. 晶振33.2. 硬件仿真電路圖43.3. 實物圖64. 軟件設計64.1. 主程序流程圖64.2. 運行程流程圖74.3. 源程序代碼85. 課程總結126. 參考文獻131. 內(nèi)容提要十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。這井然秩序靠的是交通信號燈的自動變燈系統(tǒng)。交通信號燈控制方式很多。本次課程設計采用STC89C52RC單片機實現(xiàn)了通過單片機的P1、P3口按位輸出0或1，控制紅、綠、黃三色發(fā)光二極管按照交通燈的規(guī)律亮或者滅并通過數(shù)碼管的顯示亮燈剩余時間的倒計時。 2. 課題意義2.1. 課題背景經(jīng)濟的快速發(fā)展導致了汽車數(shù)量的增加，也加

4、大了道路順暢通行的壓力，擁堵、事故、污染紛至沓來，于是交通燈應運而生，通過紅綠黃三盞看似簡單的燈卻在人們遵守的同時給人們帶來了便利。在緩解了交通堵塞的同時，也減少了交通事故的發(fā)生。開發(fā)出適合實際路況的交通燈便是此次選課的目的。2.2. 主要功能簡述1) 初始東西方向為綠燈亮，南北為紅燈亮，東西方向通車。2) 數(shù)碼管倒計時35s后，東西路口綠燈熄滅，黃燈亮起。3) 黃燈熄滅后，東西路口紅燈亮同時南北路口綠燈亮，南北方向開始通車。4) 再次倒計時35s后，南北方向綠燈滅，黃燈亮，然后又切換成東西方向通車，如此反復。3. 硬件設計 3.1. 相關元器件介紹元器件名稱規(guī)格數(shù)量單片機STC89C52RC

5、1晶振11.0592MHZ1電容33pF2數(shù)碼管2位10腳共陽極2排阻10K1發(fā)光二極管紅、綠、黃12電阻200R12USB接口1導線若干表1 相關元器件3.1.1. STC89C52RC單片機1) 增強型8051單片機，6 時鐘/機器周期和12 時鐘/機器周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。2) 用戶應用程序空間為8K字節(jié)。3) 片上集成512 字節(jié)RAM。4) 通用I/O 口（32 個），復位后為：P0/P1/P2/P3 是準雙向口/弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。5) ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在

6、應用可編程），無需專用編程器，無 需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片。6) 共3 個16 位定時器/計數(shù)器，即定時器T0、T1、T2。7) 外部中斷4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。8) PDIP封裝。圖1 STC89C52RC單片機引腳圖3.1.2. 晶振89C52芯片中的高增益反相放大器，其輸入端引腳XTAL1，輸入端引腳XTAL2。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容（33pF）。石英晶體為一感性元件，與電容構成振蕩回路，為片內(nèi)放大器提供正反饋和

7、振蕩所需的相移條件，從而構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。晶振頻率就是晶體振蕩器的振蕩頻率，也就是振蕩電路的脈沖頻率，是單片機的一項重要性能指標，晶振頻率越高系統(tǒng)的時鐘頻率就越高，單片機的運行速度也越快。圖2 振蕩電路3.2. 硬件仿真電路圖圖3 SN綠燈WE紅燈時刻圖4 SN黃燈WE紅燈時刻圖5 SN紅燈WE綠燈圖6 SN紅燈WE黃燈3.3. 實物圖圖7 實物正面4. 軟件設計4.1. 主程序流程圖4.2. 運行程流程圖4.3. 源程序代碼#include<reg52.h>#define uchar unsigned charuchar code a10=0xC0,0xF9,0xA4,0

8、xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;/數(shù)字0，1，2，3，4，5，6，7，8，9共陽極uchar code b4=0x01,0x02,0x04,0x08;/P2口高電平有效w2,w1,w4,w3uchar code c4=0x6A,0x6C,0x56,0x36; /P12綠P14紅，P11黃P14紅，P13紅P15綠，P13紅P16黃 char SN=35,WE=40; /SN表示南北方向綠燈35秒, WE表示東西方向紅燈40秒,char SN_G=35,WE_G=35,Y=5; /SN_G表示南北方向的綠燈 WE_G表示東西方向的綠燈 Y=5黃燈亮5秒ucha

9、r i,k=0,count=0;void delay(uchar t);void light();void led();/初始化void init(void) TMOD=0X01; /定時器0工作模式1，為16位計數(shù)器TH0=(65536-46080)/256; /晶振為11.0592MHZTL0=(65536-46080)%256; /用時50msET0=1;/允許T0中斷TR0=1;/啟動計數(shù)器EA=1;/總中斷/定時函數(shù)void time1(void) interrupt 1 TH0=0X3C;/15536D=3CB0H 定時50ms，重新裝置 TL0=0XB0; count+; if(

10、count>=20) /定時1秒，20*50ms=1S SN-; /SN表示南北方向綠燈減一秒,WE-; / WE表示東西方向紅燈減一秒,count=0;if(SN=0|WE=0)/當南北方向或者東西方向需要變燈 k+; if(k>3) /k每加一次，代表需要更改狀態(tài)了 k=0; switch(k) case 0: SN=SN_G,WE=SN_G+Y;break;/東西方向綠燈時間給SN，即35S,南北SN_G+Y即WE紅燈時間40S; case 1: SN=Y,WE=Y;break; /同時顯示5s。35+5=40，一邊顯示黃燈，一邊倒計時 case 2: SN=WE_G+Y,W

11、E=WE_G;break;/和Case 0對應，不過另一個方向40s，一個方向35秒 case 3: SN=Y,WE=Y;break; /同時顯示5s，紅燈方向是倒計時的5s，綠燈方向是5S黃燈 /交通燈函數(shù)void light() P1=ck;if(P1=c1&&count=0) /黃，紅 TH1=(65536-46080)/256; TL1=(65536-46080)%256; P1=0X6E; /P14紅燈繼續(xù)亮else /紅，黃if(P1=c3&&count=0) TH1=(65536-46080)/256; TL1=(65536-46080)%256;

12、 P1=0X76;/P13紅燈繼續(xù)亮/數(shù)碼管函數(shù)void led() P2=b0,P0=aSN/10; /十位 w1 delay(5); P2=b1,P0=aSN%10;/個位w2 delay(5); P2=b2,P0=aWE/10; /w3 delay(5); P2=b3,P0=aWE%10; /w4 delay(5);void main(void) init();for(;) light();/交通燈函數(shù) led();/數(shù)碼管函數(shù)/延時函數(shù)void delay(uchar t) uchar i; for(t;t>0;t-) for(i=2000;i>0;i-) 5. 課程總結本

13、次的課程設計為期有一個星期，卻在忙碌之中眨眼而過，從一開始16號上午的選定課題之后就開始了忙碌的查找資料，一開始也想嘗試做最有挑戰(zhàn)性的無線溫度采集和接受，但是后來發(fā)現(xiàn)和自己知識匱乏的根本做不了這個，于是考慮了一下便選擇了第一個課題交通燈，16號下午便開始嘗試著參考網(wǎng)絡相關資料匯出模擬的仿真電路，由于之前有protel 99SE的學習，仿真電路的繪制并沒有多大問題，不過這里卻發(fā)生了一段小插曲。一開始繪制仿真電路的時候數(shù)碼管的選擇是共陰極，相應的程序編寫的時候也是選擇了共陰極的編寫方法，第二天領到數(shù)碼管時突然發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管型號為F526 1BH，為共陽極數(shù)碼管，沒有想要的共陰極只好對程序進行修改，但由

14、于對知識的不熟悉，改了很久在仿真的電路上也得不到想要的結果，但是晚上回到宿舍熄燈之后突然發(fā)現(xiàn)想要的數(shù)字正好是不亮的部分，于是只能默默的將用于顯示數(shù)字的數(shù)組a 取反，最終在睡覺前得到了自己想要的結果。第二天便有了思路，發(fā)現(xiàn)將a 取反或者將P2口置于高電平有效都能實現(xiàn)共陽極數(shù)碼管的正常顯示。這次的實訓還是存在遺憾的，一是數(shù)碼管有一位不亮，影響了整體的效果，再者便是數(shù)碼管亮度非常的暗幾乎肉眼不可見。整個實訓過程五味陳雜，不小心被焊錫燙到手指十指連心的疼；一遍遍重新連接電路卻還是得不到想要的結果的沮喪；重復調(diào)試閉上眼睛都是LED在亮的無奈；最終電路大部分功能都能實現(xiàn)的欣喜。拿著自己焊接的電路，看著從一

15、塊光禿禿的板子到接滿線路并且能夠按照自己想要的在運行就像看著一個小孩子慢慢長大成才，一股成就感油然而生，這大概就是的知識與實踐結合的魅力吧。在實訓中，以前很多并不是很了解的知識都得到了鞏固，如為了數(shù)碼管變亮，嘗試這接了鎖存器，雖然最后并沒有用到，但是對鎖存器的相關知識卻是有了更進一步的了解。在動手操作中理解課堂所學的知識并體會實踐的快樂，這大概就是我實訓最大的收獲。6. 參考文獻1 百度百科. STC89C52M/OL. 2014-6-20. 2 李廣弟. 單片機基礎M. 北京航空航天大學出版社, 2007.3 郭天祥. 51單片機C語言教程M. 電子工業(yè)出版社, 2008.4 貴州民族學院開放實驗室. 模擬交通燈設計報告R/OL.指導教師評語學號1121316137姓名臧佳麗班級物聯(lián)網(wǎng)1121選題名稱模擬交通燈序號評價內(nèi)容權重（%）得分1考勤記錄、學習