單片機交通燈課程設計

分院信息科學與工程學院專業(yè)自動化學生姓名學號1003010524設計題目基于單片機的交通控制的設計設計目的：通過設計了解一個十字路口交通燈基本工作原理；掌握89C52計算器/定時器的工作方式和74LS573驅動芯片的工作原理；掌握keil軟件的使用；學會teamwork團隊合作。設計內容：設計一個模擬十字路口交通燈控制器，程序運行后，初始狀態(tài)時東南西北方向紅燈全亮5秒，接著程序開始循環(huán)以下的程序：先東西綠燈和南北紅燈亮15秒；然后南北紅燈亮和東西黃燈閃5秒；接著南北綠燈和東西紅燈亮15秒；最后東西紅燈亮和南北黃燈閃5秒?？傮w設計：本設計采用單片機89C52作為控制器，通行時間及等待時間使用數(shù)碼管以倒計時的方式顯示，單片機P1口控制交通燈（紅黃綠三色LCD）的替換。指導教師（簽字）：年月日分院院長（簽字）：年月日第三章系統(tǒng)硬件設計-1-表3TMOD格式D7D6D5D4D3D2D1D0CATEC/TM1M0CATEC/TM1M0其中，低四位用于決定T0的工作方式，高四位用于決定T1的工作方式，M1和M0工作方式控制位用以確定4種工作方式,如下表4所示：表4M1和M0控制4種工作方式M1M0工作方式說明00方式013位計數(shù)器01方式116位計數(shù)器10方式2自動裝載8位計數(shù)器11方式3定時器0：分為兩個8位計數(shù)器定時器1：對外部停止計數(shù)采用T0方式1，定時1S，系統(tǒng)時鐘為6MHZ，所以時鐘周期=(12*1/6)us=2us；采用每隔100ms中斷一次，中斷10次為1S，使時間的計數(shù)值減1，實現(xiàn)了倒計時的功能。計算計數(shù)初值X：（216-X）*2us=1s，所以X=15536=3CB0H,因此TH0=3CH,TL0=B0H。狀態(tài)燈顯示的理論分析南北通行，東西禁止時利用定時器中斷倒計時15S；東西通行，南北禁止時利用定時器中斷倒計時15S。中斷理論分析MCS-51中斷系統(tǒng)有5個中斷源，分別是外部中斷0、外部中斷1、定時器/計數(shù)器T0溢出中斷、定時器/計數(shù)器T1溢出中斷、串行口中斷請求。MCS-51的CPU對中斷源的開放和屏蔽，是由片內的中斷允許寄存器IE控制。中斷允許控制寄存器IE的格式，如表5所示。位地址AFAEADACABAAA9A8位符號EA//ESET1EX1ET0EX0EA—中斷允許總控制位，EA=0，中斷總禁止，禁止所有中斷。EA=1，中斷總允許，總允許位打開后，各中斷的允許或禁止由各中斷允許控制位設置決定。EX0(EX1)—外部中斷允許控制位，EX0(EX1)=0，禁止外部中斷。EX0(EX1)=1，允許外部中斷。ET0(ET1)—定時/計數(shù)中斷允許控制位，ET0(ET1)=0，禁止定時/計數(shù)中斷。ET0(ET1)=1，允許定時/計數(shù)中斷。ES—串行中斷允許控制位，ES=0，禁止串行中斷。ES=1，允許串行中斷。利用MCS-51內部的中斷進行，采用外部中斷0，跳沿觸發(fā)方式；外部中斷0的中斷入口地址為0003H。2.三極管的工作原理三極管是電流放大器件，有三個極，分別叫做集電極C，基極B，發(fā)射極E。分成NPN和PNP兩種。我們僅以NPN三極管的共發(fā)射極放大電路為例來說明一下三極管放大電路的基本原理。

如上圖所示，我們把從基極B流至發(fā)射極E的電流叫做基極電流Ib；把從集電極C流至發(fā)射極E的電流叫做集電極電流Ic。這兩個電流的方向都是流出發(fā)射極的，所以發(fā)射極E上就用了一個箭頭來表示電流的方向。三極管的放大作用就是：集電極電流受基極電流的控制（假設電源能夠提供給集電極足夠大的電流的話），并且基極電流很小的變化，會引起集電極電流很大的變化，且變化滿足一定的比例關系：集電極電流的變化量是基極電流變化量的β倍，即電流變化被放大了β倍，所以我們把β叫做三極管的放大倍數(shù)（β一般遠大于1，例如幾十，幾百）。如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發(fā)射極之間，這就會引起基極電流Ib的變化，Ib的變化被放大后，導致了Ic很大的變化。如果集電極電流Ic是流過一個電阻R的，那么根據電壓計算公式U=R*I可以算得，這電阻上電壓就會發(fā)生很大的變化。我們將這個電阻上的電壓取出來，就得到了放大后的電壓信號了。

3.二聯(lián)共陽數(shù)碼管原理①靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示是當顯示器顯示某個字符時，相應的段恒定地導通或截止，指導顯示另一個字符為止當采用靜態(tài)顯示方式時，各段公共端接地（共陰極）或接電源（共陽極），段選線與一個8位鎖存器的輸出口相連，顯示器的各位相互獨立靜態(tài)方式顯示器亮度較高，編程容易，但占用的IO口線資源較多，日常生活中比較少用。②動態(tài)顯示數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。

4.74LS573驅動芯片原理說明：LS573的八個鎖存器都是透明的D型鎖存器，當使能（G）為高時，Q輸出將隨數(shù)據（D）輸入而變。當使能為低時，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據電平上。輸出控制不影響鎖存器的內部工作，即老數(shù)據可以保持，甚至當輸出被關閉時，新的數(shù)據也可以置入。這種電路可以驅動大電容或低阻抗負載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并驅動總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器，I/O通道，雙向總線驅動器和工作寄存器五、電路圖及仿真設計設計完成原理圖如下在電路連接完成后，將寫好的程序放入單片機，運行。單片機交通燈控制原理圖交通燈實物圖實物圖六、源程序#include<reg51.h> #defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitred_dongxi=P1^0;//P1.0東西紅燈sbityellow_dongxi=P1^1;//P1.1東西黃燈sbitgreen_dongxi=P1^2;//P1.2東西綠燈sbitred_nanbei=P1^3;//P1.3南北紅燈sbityellow_nanbei=P1^4;//P1.4南北黃燈sbitgreen_nanbei=P1^5;//P1.5南北綠燈sbitnbweixuan1=P2^4;//P2.4南北數(shù)碼管位選1sbitnbweixuan2=P2^5;//P2.5南北數(shù)碼管位選2sbitdxweixuan1=P2^6;//P2.6東西數(shù)碼管位選1sbitdxweixuan2=P2^7;//P2.7東西數(shù)碼管位選2uintaa,shi1,shi2,ge1,ge2;//定義無符號整型變量uintcodetable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};voiddelay(uintz);//延時函數(shù)聲明voiddisplay(uintshi1,uintge1,uintshi2,uintge2);//數(shù)碼管顯示函數(shù)聲明voidinit1();//狀態(tài)函數(shù)1聲明voidinit2()//狀態(tài)函數(shù)2聲明voidinit3();//狀態(tài)函數(shù)3聲明voidinit4();//狀態(tài)函數(shù)4聲明voidinit5();//狀態(tài)函數(shù)5聲明voidmain()//主函數(shù){P0=0xFF;//P0口初始化P1=0xFF;//P1口初始化P3=0xFF;//P3口初始化EA=1;//打開中斷ET0=1;TR0=0;init1();while(1){init2();init3();init4();init5();}}voidinit1()//狀態(tài)函數(shù)1{uinttemp;temp=5;TMOD=0x01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1){red_dongxi=0;red_nanbei=0;green_dongxi=1;green_nanbei=1;yellow_nanbei=1;yellow_dongxi=1;if(aa==20){aa=0;temp--;}shi1=shi2=temp/10;ge1=ge2=temp%10;if(temp==0)break;display(shi1,ge1,shi2,ge2);}}voidinit2()//狀態(tài)函數(shù)2{uinttemp;temp=10;TMOD=0x01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1){red_dongxi=1;red_nanbei=0;green_dongxi=0;green_nanbei=1;yellow_nanbei=1;yellow_dongxi=1;if(aa==20){aa=0;temp--;shi1=(temp+5)/10;ge1=(temp+5)%10;shi2=temp/10;ge2=temp%10;}if(temp==0)break;display(shi1,ge1,shi2,ge2);}}voidinit3()//狀態(tài)函數(shù)3{uinttemp;temp=5;TMOD=0x01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1){red_nanbei=0;green_dongxi=1;if(aa==20){aa=0;temp--;yellow_dongxi=~yellow_dongxi;shi1=temp/10;shi2=shi1;ge1=temp%10;ge2=ge1;}if(temp==0)break;display(shi1,ge1,shi2,ge2);}}voidinit4()//狀態(tài)函數(shù)4{uinttemp;temp=10;TMOD=0x01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1){red_dongxi=0;red_nanbei=1;yellow_dongxi=1;green_nanbei=0;if(aa==20){aa=0;temp--;shi1=temp/10; ge1=temp%10;shi2=(temp+5)/10;ge2=(temp+5)%10;}if(temp==0)break;display(shi1,ge1,shi2,ge2);}}voidinit5()//狀態(tài)函數(shù)5{uinttemp;temp=5;TMOD=0x01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1){red_nanbei=1;red_dongxi=0;green_dongxi=1;green_nanbei=1;if(aa==20){aa=0;temp--;yellow_nanbei=~yellow_nanbei;shi1=temp/10;shi2=shi1;ge1=temp%10;ge2=ge1;}if(temp==0)break;display(shi1,ge1,shi2,ge2);}}voiddisplay(uintshi1,uintge1,uintshi2,uintge2)//數(shù)碼管顯示{dxweixuan1=1;dxweixuan2=0;nbweixuan1=0;nbweixuan2=0;P0=table[ge1];delay(5);dxweixuan1=0;dxweixuan2=1;nbweixuan1=0;nbweixuan2=0;P0=table[shi1];delay(5);dxweixuan1=0;dxweixuan2=0;nbweixuan1=1;nbweixuan2=0;P0=table[ge2];delay(5);dxweixuan1=0;dxweixuan2=0;nbweixuan1=0;nbweixuan2=1;P0=table[shi2];delay(5);}voidxtimer0()interrupt1//中斷函數(shù){TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;aa++;}voiddelay(uintz)//延時函數(shù){uintx,y;for(x=0;x<z;x++)for(y=0;y<110;y++);}七．設計體會與建議