單片機(jī)課程設(shè)計(jì)_交通燈控制系統(tǒng)(C51版)-副本

1、交通燈控制系統(tǒng)（C51版）湖南工業(yè)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)資 料 袋 電氣與信息工程 學(xué)院 3 學(xué)年第 1 學(xué)期 課程名稱 單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 凌 云 職稱 教 授 學(xué)生姓名 劉寶雨 專業(yè)班級(jí) 測(cè)控1002班 學(xué)號(hào) 10401600244 題 目 交通燈控制系統(tǒng)（C51版） 成 績(jī) 起止日期 2012 年 12 月 10 日 2012 年 12 月 28 日目 錄 清 單序號(hào)材 料 名 稱資料數(shù)量備 注1課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2課程設(shè)計(jì)說明書3課程設(shè)計(jì)圖紙張4心得體會(huì)56湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2012 2013 學(xué)年第1 學(xué)期電氣與信息工程 學(xué)院 測(cè)控技術(shù)與儀器 專業(yè) 102 班課程名稱： 單

2、片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 交通燈控制系統(tǒng)（C51版） 完成期限：自 2012 年 12 月 17 日至 2012 年 12 月 28 日共 2 周內(nèi)容及任務(wù)1.1 倒計(jì)時(shí)定時(shí)器設(shè)計(jì)1.1.1 20s倒計(jì)時(shí)定時(shí)器：倒計(jì)時(shí)由按鈕啟動(dòng)，計(jì)時(shí)精度0.1s，在數(shù)碼管中顯示倒計(jì)時(shí)值。1.1.30分鐘倒計(jì)時(shí)定時(shí)器：倒計(jì)時(shí)由按鈕啟動(dòng)，計(jì)時(shí)精度1s，在數(shù)碼管中顯示倒計(jì)時(shí)值。1.2交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4個(gè)方向的交通信號(hào)燈總數(shù)不少于24個(gè)，不同路口的交通控制方案（包括信號(hào)燈數(shù)量、各方向的通行順序與通行時(shí)間）通過修改數(shù)據(jù)表改變（不允許改程序），每個(gè)方向用2位數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間。1.3 在Proteus中仿真，分

3、析仿真結(jié)果 1.4 用C51語(yǔ)言編寫單片機(jī)程序 1.5 撰寫課程設(shè)計(jì)說明書（課程設(shè)計(jì)報(bào)告）進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容2012.12.17-2012.12.21講述設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本原理，進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2012.12.24-2012.12.28完成系統(tǒng)調(diào)試，課程設(shè)計(jì)的驗(yàn)收主要參考資料1 歐偉明、何靜.單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社，2009年2 劉苗生、潘宗預(yù). 單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì). 中國(guó)物質(zhì)出版社，2006年16單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說明書交通燈控制系統(tǒng)（C51版）起止日期： 2012 年 12 月 17 日 至 2012 年 12 月 28 日學(xué)生姓名 劉寶雨班級(jí)測(cè)控1002班學(xué)號(hào)10401

4、600244成績(jī)湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院2012年12 月10 日目錄前言-2一、 總體設(shè)計(jì)要求-31. 硬件、框圖- 32. 軟件、模塊及任務(wù)-3二、 硬件設(shè)計(jì)-41. 硬件原理圖-42. 器件選擇-43. 電路設(shè)計(jì)-6三、 軟件設(shè)計(jì)-71. 程序流程圖-72. 程序編寫-8四、 仿真調(diào)試-14五、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)-15六、 參考文獻(xiàn)-16前言如今隨著人們生活水平的提高，車輛越來越多，交通事故頻繁發(fā)生。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量，提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。交通燈在城市交通中起著重要的作用，它與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)，是人們出行的安全保障。因此提供一個(gè)

5、可靠、安全、便捷的多功能交通燈控制系統(tǒng)有著現(xiàn)實(shí)的必要性。為了解決這些問題，我們更應(yīng)該提高交通控制和管理水平，合理使用現(xiàn)有交通設(shè)施，充分發(fā)揮其能力，提高交通效率，促進(jìn)和諧交通的建立。 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)。通過對(duì)交通燈的設(shè)計(jì)仿真和模擬，來加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用的了解和學(xué)習(xí)，加強(qiáng)對(duì)課堂理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)為以后的進(jìn)一步深造

6、打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。一、 總體設(shè)計(jì)要求.硬件方案根據(jù)設(shè)計(jì)的要求可知，系統(tǒng)的硬件原理框圖如下圖所示。單片機(jī)數(shù)碼管顯示紅綠燈系統(tǒng)硬件框圖單片機(jī)可選用AT89C51，它與8052系列單片機(jī)全兼容，但其內(nèi)部帶有4KB的FLASH ROM，設(shè)計(jì)時(shí)無需外接程序存儲(chǔ)器，為設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來極大的方便。南北向和東西向各采用2個(gè)數(shù)碼管計(jì)時(shí)，同時(shí)需要對(duì)該方向的指示燈的點(diǎn)亮?xí)r間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。若單片機(jī)的IO口不夠用時(shí)，可以考慮用擴(kuò)展來滿足系統(tǒng)的要求。2. 軟件方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，程序框圖如圖1所示。軟件可由語(yǔ)言完成，也可由C語(yǔ)言完成。軟件設(shè)計(jì)可以分為以下幾個(gè)功能模塊：主程序：初始化計(jì)時(shí)程序模塊：為定時(shí)器的中斷服務(wù)子程序，完

7、成0.1秒（或其他時(shí)間）和1秒的時(shí)間定時(shí)。 顯示程序模塊：完成個(gè)發(fā)光二極管和8個(gè)LED數(shù)碼管的顯示驅(qū)動(dòng)。開始初始化判斷當(dāng)前狀態(tài)調(diào)用正常運(yùn)行子程序軟件設(shè)計(jì)程序流程圖3、硬件設(shè)計(jì)、原件選擇芯片AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8

8、051產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，可以按照常規(guī)方法對(duì)其進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 共陰極數(shù)碼管共陰極數(shù)碼管的管腳如圖所示，其中標(biāo)注共極的管腳接電源和地，標(biāo)注字母的管腳分別接譯碼器的對(duì)應(yīng)輸出端；DP控制小數(shù)點(diǎn)的顯示，若不需要顯示，則該端口接電平或是懸空，若需要顯示，則接高電平；共陰極數(shù)碼管當(dāng)輸入高電平時(shí)顯示。、電路設(shè)計(jì)ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C52單片機(jī)它是硬件電路的核心部分，時(shí)鐘電路晶振使用12MHz時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)如下圖所示：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)的時(shí)鐘電路復(fù)

9、位電路如下圖所示：GNDVCC單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位電路電源電路設(shè)計(jì) 電源用5V直流變壓器直接供電。 VCC 供電電路 顯示電路采用8個(gè)共陰數(shù)碼管，P1口作為數(shù)碼管的輸入，分別作為東西南北四路數(shù)碼管的位選端。573口位選到數(shù)碼管顯示電路三、軟件設(shè)計(jì)1、程序流程圖T0響應(yīng)N南北黃燈標(biāo)志位為1N東西黃燈標(biāo)志位為1Y0.5s到Y(jié)1s到南北黃燈位置反團(tuán)里Y東西黃燈位置反團(tuán)里Y返回倒計(jì)時(shí)減1,計(jì)數(shù)值置0NN開始南北直行通行東西禁止南北左拐通行東西禁止AT89C51初始化南北黃燈閃爍南北黃燈閃爍通行60秒YN閃爍5秒YN通行20秒YN閃爍5秒YN東西黃燈閃爍東西直行通行南北禁止東西左拐通行南北禁止東西黃燈閃爍通

10、行60秒YN閃爍5秒YN通行20秒YN閃爍5秒YN主程序流程圖2、程序編寫#include<reg51.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit dula=P20;sbit wela=P21;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;uchar num,deng,dengl,shi,ge,lshi,lge;int shijian,shijianl;void

11、delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void display(uchar shi,uchar ge)dula=1;P0=tableshi;dula=0;P0=0x00;wela=1;P0=0xfe;wela=0;P0=0x00;delay(5);dula=1;P0=tablege;dula=0;P0=0x00;wela=1;P0=0xfd;wela=0;P0=0x00;delay(5);void displayl(uchar lshi,uchar lge)dula=1;P0=tablelshi;dula=0;

12、P0=0x00;wela=1;P0=0xfb;wela=0;P0=0x00;delay(5);dula=1;P0=tablelge;dula=0;P0=0x00;wela=1;P0=0xf7;wela=0;P0=0x00;delay(5);void dx()if(shijian=0)switch(deng)case 0: shijian=20;/左轉(zhuǎn)彎綠燈deng=1;break;case 1: shijian=5;/左轉(zhuǎn)彎黃燈deng=2;break;case 2: shijian=30;/直走綠燈deng=3;break;case 3: shijian=5;/直走黃燈deng=4;brea

13、k;case 4: shijian=60;/禁止通行deng=0;break;if(shijianl=0)switch(dengl)case 0: shijianl=60;/禁止通行dengl=1;break;case 1: shijianl=20;/左轉(zhuǎn)彎綠燈dengl=2;break;case 2: shijianl=5;/左轉(zhuǎn)彎黃燈dengl=3;break;case 3: shijianl=30;/直行綠燈dengl=4;break;case 4: shijianl=5;/直行黃燈dengl=0;break;if(num=20)num=0;shijian-;shijianl-;lshi

14、=shijianl/10;lge=shijianl%10;displayl(lshi,lge);shi=shijian/10;ge=shijian%10;display(shi,ge);switch(deng)case 1: P3=0x21;/左轉(zhuǎn)彎綠燈直行紅燈break;case 2: if(shijian%2=0)/左轉(zhuǎn)彎黃燈閃爍直行紅燈P3=0x22;if(shijian%2=1)P3=0x20;break;case 3: P3=0x0c;/直行綠燈左轉(zhuǎn)彎紅燈break;case 4: if(shijian%2=0)/直行黃燈閃爍左轉(zhuǎn)彎紅燈P3=0x14;if(shijian%2=1)P

15、3=0x04;break;case 0: P3=0x24;/直行紅燈左轉(zhuǎn)彎紅燈break;switch(dengl)case 1: P1=0x24;/直行紅燈左轉(zhuǎn)彎紅燈break;case 2: P1=0x21;/左轉(zhuǎn)彎綠燈直行紅燈break;case 3: if(shijian%2=0)/左轉(zhuǎn)彎黃燈閃爍直行紅燈P1=0x22;if(shijian%2=1)P1=0x20;break;case 4: P1=0x0c;/直行綠燈左轉(zhuǎn)彎紅燈break;case 0: if(shijian%2=0)/直行黃燈閃爍左轉(zhuǎn)彎紅燈P1=0x14;if(shijian%2=1)P1=0x04;break;vo

16、id main()TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1)dx();void time() interrupt 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;num+;四、仿真調(diào)試五、總結(jié)這是我第一次次做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，可想而知結(jié)果也很糟糕，雖然遇到了很多的困難與問題，但是在自己的自學(xué)和同學(xué)的幫助之下，圓滿的完成任務(wù)。本設(shè)計(jì)采用的是軟硬件結(jié)合的方案，所以對(duì)軟件編程有一定的要求，而且這也是我第一次自己寫C語(yǔ)言程序，剛開始思路很僵硬也不知道機(jī)械語(yǔ)言的那種很強(qiáng)的邏輯性，最后通過多看程序，多思考和改進(jìn)終于實(shí)現(xiàn)軟件功能。雖然硬件電路比較簡(jiǎn)單，但是首先要有比較好的布局，這關(guān)系到美觀和走線的方便，再一個(gè)就是電路的排查方面，第一次設(shè)計(jì)出來的電路總是或多或少有一些問題這就需要細(xì)心與耐心的排查。通過這次課程設(shè)計(jì)使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)