單片機(jī)交通燈設(shè)計(jì)報(bào)告

PAGE1單片機(jī)課程設(shè)計(jì)論文班級(jí)：姓名：指導(dǎo)教師：目錄前言 11、設(shè)計(jì)要求及思想 31、1設(shè)計(jì)內(nèi)容 41、2設(shè)計(jì)思想 42、單片機(jī)選型及硬件接線圖 42、1元件配置 5（1）數(shù)碼管引腳圖52、2十字路口的交通燈分布示意圖 52、3系統(tǒng)硬件接線圖 63、軟件實(shí)現(xiàn) 73、1分析論證 73、2狀態(tài)地址分配 73、3程序流程圖 7(1)主程序流程圖8(2)倒計(jì)時(shí)流程圖9(3)中斷流程圖93、4程序設(shè)計(jì) 104、問(wèn)題及解決 145、心得體會(huì) 15參考文獻(xiàn)

前言近年來(lái)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(lái)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。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。交通信號(hào)燈在大多數(shù)城市得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈控制一般采用了電子線路和繼電器控制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，故障率高。本次設(shè)計(jì)是基于AT89C51單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)，東西南北的通行時(shí)間可調(diào)，倒計(jì)時(shí)顯示通行時(shí)間燈功能，還增加了南北緊急和東西緊急的功能，該系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)周期短、可靠性高、維護(hù)方便、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。一、設(shè)計(jì)要求及思想1設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)能夠控制十二盞交通信號(hào)燈的模擬系統(tǒng)。利用單片機(jī)的定時(shí)器定時(shí)，令十字路口的紅綠燈交替點(diǎn)亮和熄滅，并用LED燈顯示倒計(jì)時(shí)間。假設(shè)一個(gè)十字路口為東南西北走向。初始狀態(tài)0為東西南北都紅燈亮。然后轉(zhuǎn)狀態(tài)1東西綠燈通車(chē)，南北紅燈亮。過(guò)一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)狀態(tài)2，東西綠燈滅，黃燈閃幾下，南北還是紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3，南北綠燈通車(chē)，東西紅燈亮。過(guò)一段時(shí)間后轉(zhuǎn)狀態(tài)4，南北綠燈滅，閃幾個(gè)黃燈，東西還是為紅燈亮，一段時(shí)間后，又循環(huán)至狀態(tài)1。通過(guò)對(duì)發(fā)光二極管的控制，來(lái)模擬交通信號(hào)燈的管理。每延時(shí)一段時(shí)間，燈的顯示情況都會(huì)按交通燈的顯示規(guī)律進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，有倒計(jì)時(shí)間的顯示功能，還增添了兩個(gè)中斷，實(shí)現(xiàn)的功能分別是南北緊急情況，即東西紅燈、南北綠燈并停止計(jì)時(shí)，南北方向一直保持通行，直到中斷接觸，繼續(xù)計(jì)時(shí)；另一個(gè)就是東西緊急；最后一點(diǎn)是增加了盲人提示，當(dāng)任一個(gè)方向可通行時(shí)，會(huì)有蜂鳴聲提醒盲人此時(shí)紅燈可通行。2設(shè)計(jì)思想在該交通燈控制系統(tǒng)中，東西南北四個(gè)方向各有紅黃綠三種顏色的指示燈各一盞，共計(jì)12盞指示燈，用以來(lái)指揮車(chē)輛和行人安全通行。當(dāng)紅色指示燈亮的時(shí)候表示禁止該方向的車(chē)輛和行人通行，當(dāng)綠色指示燈亮的時(shí)候表示允許該方向的車(chē)輛和行人通行，當(dāng)黃色指示燈亮的時(shí)候提示人們紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。并且黃燈燃亮?xí)r為東西南北兩干道的公共停車(chē)時(shí)間。為了達(dá)到上述設(shè)計(jì)要求，可以用一片AT89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。用AT89C52的P0口(P0．0～P0．5)分別接上垂直兩個(gè)道口的6盞信號(hào)燈，南北方向各3盞燈并聯(lián)，東西方向各3盞燈并聯(lián)；四個(gè)數(shù)碼管的顯示用動(dòng)態(tài)顯示的方法實(shí)現(xiàn)，接P1口（P1.0~P1.7）控制8個(gè)段選端；接P2口(P2.0~P2.3)控制4個(gè)位選端；兩個(gè)中端口P3.2和P3.3分別接南北緊急和東西緊急的按鈕，解除中斷按鈕接在P2.7口。二、單片機(jī)選型及硬件接線圖1元件配置序號(hào)器件數(shù)量型號(hào)1單片機(jī)電路板1個(gè)AT89C522數(shù)碼管2個(gè)SN420362K3444444444紅黃綠LED燈各3個(gè)4470Ω12個(gè)5100Ω2個(gè)6蜂鳴器2個(gè)7三極管2個(gè)S901285V變壓器1個(gè)9排針、排線、底座若干數(shù)碼管（共陰極）combcedghafcom2十字路口的交通燈分布示意圖十字路口的交通燈分布示意圖如圖2-1所示，將這12個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào)。圖2-1十字路口交通燈分布示意圖這12個(gè)交通燈共有四個(gè)狀態(tài)：狀態(tài)1（S1）：東西紅燈（4、10）亮，南北綠燈（3、9）亮狀態(tài)2（S2）：南北黃燈（2、8）亮，東西仍為紅燈（4、10）亮狀態(tài)3（S3）：南北紅燈（1、7）亮，東西綠燈（6、12）亮狀態(tài)4（S4）：東西黃燈（5、11）亮，南北仍為紅燈（1、7）亮3.系統(tǒng)硬件接線圖圖2-2系統(tǒng)硬件接線圖三、軟件實(shí)現(xiàn)1分析論證單片機(jī)控制交通燈的軟件設(shè)計(jì)是采用順序執(zhí)行并反復(fù)循環(huán)的方法，其中數(shù)碼顯示電路運(yùn)用動(dòng)態(tài)顯示的方法，并采用延時(shí)的方法來(lái)定時(shí)通行時(shí)間。由于整個(gè)設(shè)計(jì)是在AT89C52單片開(kāi)發(fā)機(jī)上進(jìn)行的，所以用LED來(lái)代替交通燈，需要低電平“0”來(lái)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮，在實(shí)際應(yīng)用電路中，應(yīng)使P1口輸出高電平“1”來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器導(dǎo)通，從而使220V的交通燈點(diǎn)亮，可以通過(guò)修改發(fā)光二極管LED的程序?qū)崿F(xiàn)。2狀態(tài)地址分配狀態(tài)地址分配如表3-1所示：表3-1P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0燈地址——東西綠東西黃東西紅南北綠南北黃南北紅11110011F3H11110101F5H11011110DEH11101110EEHLED顯示器中發(fā)光二極管采用共陰極接法時(shí)，其十六進(jìn)制數(shù)的字形代碼見(jiàn)表3-2所示：表3-2十六進(jìn)制數(shù)字型代碼表字型共陰極代碼字型共陰極代碼03FH67DH106H707H25BH87FH34FH96FH466H滅00H56DH3程序流程圖（1）主程序流程圖如圖3-1所示：圖3-1主程序流程圖（2）倒計(jì)時(shí)流程圖如圖3-2所示：圖3-2倒計(jì)時(shí)流程圖中斷流程圖如圖3-3圖3-3中斷流程圖程序設(shè)計(jì) ORG0000HLJMPMAIN0ORG0003HLJMPINTTOORG0013HLJMPINTT1ORG0200HMAIN0:MOVP0,#00HMOV30H,#0FHMOVR6,#00HMOVR7,#00HMOVDPTR,#TABLESETBEASETBEX0SETBEX1MAIN:MOVP0,#0F3HMOVR6,#1EHMOVR7,#19HMAIN1:LCALLDELAYCJNER7,#00H,MAIN1MOVP0,#0F5HMAIN2:LCALLDELAYMOVR7,#00HCPLP0.1CJNER6,#00H,MAIN2MOVP0,#0DEHMOVR7,#1EHMOVR6,#19HMAIN3:LCALLDELAYCJNER6,#00H,MAIN3MOVP0,#0EEHMAIN4:LCALLDELAYMOVR7,#00HCPLP0.4CJNER6,#00H,MAIN4LJMPMAINDELAY:MOVP1,#00HMOVA,R6MOVB,#0AHDIVABMOVCA,@A+DPTRSETBP2.3CLRP2.0MOVP1,AMOVR4,#3LOOP1:MOVR3,#80LOOP2:DJNZR3,LOOP2DJNZR4,LOOP1SETBP2.0CLRP2.1MOVA,BMOVCA,@A+DPTRMOVP1,AMOVR4,#3LOOP3:MOVR3,#80LOOP4:DJNZR3,LOOP4DJNZR4,LOOP3MOVA,R7MOVB,#0AHDIVABMOVCA,@A+DPTRSETBP2.1CLRP2.2MOVP1,AMOVR4,#3LOOP5:MOVR3,#80LOOP6:DJNZR3,LOOP6DJNZR4,LOOP5MOVA,BMOVCA,@A+DPTRSETBP2.2CLRP2.3MOVP1,AMOVR4,#3LOOP7:MOVR3,#80LOOP8:DJNZR3,LOOP8DJNZR4,LOOP7JBCTF0,LOOPAJMPDELAYLOOP:MOVA,30HDECAMOV30H,AJNZDELAYDECR6DECR7MOV30H,#13HMOVP1,#0FFHRETTABLE:DB03FH,06H,05BH,04FH,66HDB6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00HORG0030HINTTO:PUSH8AHPUSH8CHPUSHACCPUSHBA0:SETBP2.0SETBP2.1SETBP2.2SETBP2.3MOVP0,#0F3HJNBP2.7,RET1AJMPA0RET1:POPBPOPACCPOP8CHPOP8AHRETIORG0080HINTT1:PUSH8AHPUSH8CHPUSHACCPUSHBA1:SETBP2.0SETBP2.1SETBP2.2SETBP2.3MOVP0,#0DEHJNBP2.7,OUTAJMPA1OUT:POPBPOPACCPOP8CHPOP8AHRETIEND四、問(wèn)題及解決：電路焊接成功后，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不顯示倒計(jì)時(shí)，用萬(wàn)用表檢測(cè)，數(shù)碼管元件不存在問(wèn)題，從P1口到數(shù)碼管的連線是通路，再檢測(cè)用于數(shù)碼管位選通信號(hào)放大的三極管，從P2口給出信號(hào)經(jīng)三極管基極不能到達(dá)數(shù)碼管的位選端，經(jīng)過(guò)分析判斷是電阻過(guò)大，改用阻值小的電阻成功解決問(wèn)題，是數(shù)碼管正常顯示。此次設(shè)計(jì)有待改進(jìn)的地方，東西和南北方向的蜂鳴器分別鳴響是不能分辨是哪一個(gè)方向的，應(yīng)該給蜂鳴器兩端并聯(lián)一個(gè)發(fā)光二極管，用于直接判斷；另一點(diǎn)是可再加一個(gè)中斷，即東西南北均顯示紅燈，不可通行，可通過(guò)一個(gè)2輸入的與非門(mén)實(shí)現(xiàn)，將已設(shè)定的兩個(gè)中斷信號(hào)作為與非門(mén)的2個(gè)輸入，輸出接單片機(jī)的未使用的P2.6口，在兩個(gè)中斷中添加檢測(cè)若該端口輸出高電平，即需要四個(gè)方向均為紅燈，執(zhí)行相應(yīng)的程序。心得體會(huì)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是匯編語(yǔ)言）的掌握方面都能向前邁了一大步。本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程是艱辛的，不過(guò)收獲卻是很大的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，但都是常見(jiàn)的小問(wèn)題，如：代碼中雙引號(hào)的使用并不是在英語(yǔ)書(shū)寫(xiě)狀態(tài)下，輸入字母出錯(cuò)等，在調(diào)試時(shí)出現(xiàn)異常，不過(guò)這些都是經(jīng)常性錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)調(diào)試修改都一一解決，程序順利完成，并實(shí)現(xiàn)了其功能。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)有了更進(jìn)一步的理解和認(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)查閱相關(guān)書(shū)籍、資料以及和周?chē)瑢W(xué)交流。由于使用的是單片機(jī)作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強(qiáng)大，而且可以隨時(shí)的更新系統(tǒng)，進(jìn)行不同狀態(tài)的組合。但是在我們?cè)O(shè)計(jì)和調(diào)試的過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，譬如紅燈和綠燈的切換還不夠迅速，紅綠燈規(guī)則不效率還不是很高等等，這需要在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。當(dāng)然，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)了自身的很多不足之處，在以后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)不斷的完善自我。作為一名自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的大三學(xué)生，我覺(jué)得做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過(guò)的大學(xué)時(shí)間里，我們大多數(shù)接觸的是專(zhuān)業(yè)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專(zhuān)業(yè)課的理論知識(shí)，如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力？如何把我們所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去呢？我想做類(lèi)似的課程設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。

這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)我們歷時(shí)兩個(gè)星期，在我們班里算是倒數(shù)幾組完成的吧，但經(jīng)過(guò)這兩個(gè)星期的實(shí)踐和體驗(yàn)下來(lái)，我們又怎么會(huì)去在乎那個(gè)先后問(wèn)題呢，因?yàn)閷?duì)我來(lái)說(shuō)學(xué)到的不僅是那些知識(shí)，更多的是團(tuán)隊(duì)和合作?，F(xiàn)在想來(lái)，也許學(xué)校安排的課程設(shè)計(jì)有著它更深層的意義吧，它不僅僅讓我們綜合那些理論知識(shí)來(lái)運(yùn)用到設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，還讓我們知道了一個(gè)團(tuán)隊(duì)凝聚在一起時(shí)所能發(fā)揮出的巨大潛能!

在兩個(gè)星期后的今天我已明白課程設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)的意義，它不僅僅是讓我們把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力，更重要的是同學(xué)間的團(tuán)結(jié)，雖然我們這次花去的時(shí)間比別人多，但我相信我們得到的也會(huì)更多!

在做本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先,我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計(jì)資料了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們是在做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，但我們不是藝術(shù)家，他們可以拋開(kāi)實(shí)際盡情在幻想的世界里翱翔，而我們一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無(wú)法升級(jí)為設(shè)計(jì)。

其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，如：匯編語(yǔ)言、模擬和數(shù)字電路知識(shí)等,還有沒(méi)有用過(guò)的proteus制圖。雖然過(guò)去從未獨(dú)立應(yīng)用過(guò)它們，但在學(xué)習(xí)的過(guò)程中帶著問(wèn)題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計(jì)的又一收獲。最后，要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計(jì)課程過(guò)程中遇到問(wèn)題是很正常德，但我們應(yīng)該將每次遇到的問(wèn)題記錄下來(lái)，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問(wèn)題的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，但是從