單片機實訓(xùn)指導(dǎo)

單片機技術(shù)實訓(xùn)一、設(shè)計內(nèi)容十字路口交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計

利用單片機的定時器產(chǎn)生秒信號，控制十字路口的紅綠黃燈交替點亮和熄滅，并且用4只LED數(shù)碼管顯示十字路口兩個方向的剩余時間。系統(tǒng)的工作符合一般交通燈控制要求。

回目錄二、基本要求單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容包括：理論設(shè)計、調(diào)試與仿真、撰寫設(shè)計報告等。其中理論設(shè)計又包括選擇總體方案，硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計；硬件設(shè)計包括單元電路，選擇元器件及計算參數(shù)等；軟件設(shè)計包括模塊化層次結(jié)構(gòu)圖，程序流程圖。程序設(shè)計是整個設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過調(diào)試進一步完善程序設(shè)計，使之達到課題所要求的指標(biāo)，使理論設(shè)計更接近于實際產(chǎn)品。三、交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計過程十字交叉路口的交通燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。南北東西圖1.1十字路口交通燈控制示意圖回目錄

1、設(shè)計要求

往南和往北的信號一致，即紅燈（綠燈或黃燈）同時亮或同時熄滅。用兩個數(shù)碼管來顯示被點亮的指示燈還將點亮多久。往東和往西方向的信號一致，其工作方式與南北方向一樣，也采用兩個數(shù)碼管來倒計時。當(dāng)南北方向為綠燈和黃燈時，東西向的紅燈點亮禁止通行；而東西方向為綠燈和黃燈時，南北向的紅燈點亮禁止通行。

假設(shè)東西方向為主干道，通行時間為40秒，南北方向是次干道，通行時間為30秒，黃燈點亮的時間均為4秒，則其工作方式如表1.1所示循環(huán)點亮信號燈。南北向表1.1交通信號燈工作模式綠燈亮40秒黃燈亮4秒紅燈亮44秒紅燈亮34秒綠燈亮30秒黃燈亮4秒東西向2、本系統(tǒng)的工作流程

接通電源時或系統(tǒng)復(fù)位后，系統(tǒng)按程序給定的時間工作，即東西向通行40秒，南北向通行30秒，黃燈亮4秒，工作模式如表1.1所示。首先南北向通行，然后東西向通行，如此循環(huán)。P2.0～P2.3P1電源電路復(fù)位電路段驅(qū)動位驅(qū)動驅(qū)動P0.0～P0.53色LED指示燈4位LED數(shù)碼管單片機AT89C51圖1.2交通燈控制系統(tǒng)組成方框圖晶振電路3、硬件設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要求，交通燈控制系統(tǒng)的硬件由8位單片機、4個數(shù)碼管及其驅(qū)動電路、12個三色LED指示燈及其驅(qū)動電路、電源電路等組成。硬件電路設(shè)計1）電源電路:2)復(fù)位電路:3)晶振電路:4)主控芯片:選用AT89C51單片機,其內(nèi)部帶有4KB的FLASHROM，設(shè)計時無需外接程序存儲器，為設(shè)計和調(diào)試帶來極大的方便。5）LED顯示系統(tǒng)：南北向和東西向各采用2個數(shù)碼管計時，對該方向的指示燈的點亮?xí)r間進行倒計時，最長計時范圍為99秒。設(shè)計時可利用單片機的P0口和P3口作為字段和片選信號輸出，經(jīng)驅(qū)動芯片后驅(qū)動數(shù)碼管顯示倒計時時間，數(shù)碼管采用動態(tài)掃描方式顯示?；啬夸?、軟件設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要點，軟件設(shè)計首先應(yīng)對系統(tǒng)資源進行進行分配和說明。為了增加程序的可讀性，理清程序的編寫思路，建議程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，可按以下3個模塊編寫程序：

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主程序模塊：主要完成RAM清零，T0定時器的設(shè)置，綠、黃燈的初值設(shè)定，以及各子程序的調(diào)用。

②定時中斷服務(wù)程序模塊：產(chǎn)生0.1秒和1秒的定時信號，每到了1秒鐘，使南北綠燈(20H)，南北黃燈(21H)，東西綠燈(22H)，東西黃燈(23H)進行遞減計數(shù)。

③掃描顯示子程序：P1口為12位LED動態(tài)顯示提供驅(qū)動信號。P0口和P3口為數(shù)碼管提供驅(qū)動信號，P0口為字段口，低電平有效，P3口為字位碼輸出口，高