交通燈課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　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

2、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。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　?。?）加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)和匯編語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)，充分掌握和理解設(shè)計(jì)各部分的工作原理、設(shè)計(jì)過程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項(xiàng)知識(shí)。</p><p&g

3、t;　?。?）用單片機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用，使個(gè)人設(shè)計(jì)能夠真正使用。</p><p>　?。?）把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，充分發(fā)揮個(gè)人能力，并在實(shí)踐中鍛煉。</p><p>　?。?）提高利用已學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力。</p><p>　?。?）提高實(shí)踐動(dòng)手能力。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容</p><p&g

4、t;<b>　　1.3.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　結(jié)合教材及參考資料，用AT89C51單片機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)十字路口的交通燈亮滅、倒計(jì)時(shí)顯示等功能。</p><p><b>　　1.3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　?。?）填寫設(shè)計(jì)任務(wù)書。</p><p>　?。?）進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，畫出

5、原理圖。</p><p>　?。?）編寫并調(diào)試程序。</p><p>　?。?）用Proteus軟件進(jìn)行仿真。</p><p>　　第二章 總體設(shè)計(jì)及核心器件簡(jiǎn)介</p><p><b>　　2.1總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　整個(gè)設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為核心，LED數(shù)碼管顯示，晶振電

6、路，復(fù)位電路組成。</p><p>　　硬件模塊入圖2-1。</p><p>　　圖2－1 硬件模塊</p><p>　　2.2 AT89C51</p><p>　　1．AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　AT89C51是美國(guó)ATMEL公司推出的系列單片機(jī)，將多種功能的8位CPU與FPEROM（快閃可編程/

7、擦除只讀存儲(chǔ)器）結(jié)合在一個(gè)芯片上，是一種低功耗、高性能的CMOS控制器，為很多嵌入式控制應(yīng)用提供了非常靈活而又價(jià)格適宜的方案，其性能價(jià)格比遠(yuǎn)高于同類芯片。它與MCS-51指令系統(tǒng)兼容，片內(nèi)FPEROM允許對(duì)程序存儲(chǔ)器在線重復(fù)編程，也可用常規(guī)的EPROM編程器編程，可循環(huán)寫入/擦除1000次。89C51內(nèi)含4KB的FPEROM，一般的EEPROM的字節(jié)擦除時(shí)間和寫入時(shí)間基本上均為10ms，對(duì)于任一個(gè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這樣長(zhǎng)的時(shí)間是不可能在

8、線修改程序的。</p><p>　　與EEPROM相比較，F(xiàn)PEROM大大縮短了存儲(chǔ)內(nèi)容擦除和寫入的時(shí)間，為在線改寫程序提供了極大的方便，而且價(jià)格也比帶EPROM87C系列單片機(jī)便宜，這更顯示出了89C系列的優(yōu)越性。它還有128*8Bit的片內(nèi)RAM；32根I/O線；2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源；一個(gè)全雙工的異步串行口；間歇和掉電工作模式；三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密；全靜態(tài)工作，晶振工作范圍：0Hz—24MHz。&

9、lt;/p><p>　　圖2－2 89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　2．管腳功能</b></p><p>　　AT89C51單片機(jī)為40引腳芯片如圖2－3所示。</p><p>　?、買/O口線: P0、P1、P2、P3共四個(gè)八位P0口是三態(tài)雙向口, 通稱數(shù)據(jù)總線口, 因?yàn)橹挥性摽谀苤苯佑糜趯?duì)外部存儲(chǔ)器的讀?

10、寫操作。P0口也用以輸出外部存儲(chǔ)器的低8位地址。由于是分時(shí)輸出, 故應(yīng)在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存, 地址鎖存信號(hào)用ALE。P1口是專門供用戶使用的I/O口, 是準(zhǔn)雙向口。P2口是從系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作高8位地址線用。不擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí), P口也可P2口也是準(zhǔn)雙向口。P3口是雙功能口, 該口的每一位均可獨(dú)立地定義為第一I/O 功能或第二I/O功能。作為第一功能使用時(shí)操作同P1口。</p><p>　　P3口的第二功能如

11、表2－1。</p><p>　　圖2-3 89C51引腳圖</p><p>　?、诳刂瓶诰€: PSEN (片外取控制)、AL E( 地址鎖存控制)、EA (片外儲(chǔ)器選擇)、RE2SET (復(fù)位控制) ;</p><p>　?、垭娫醇皶r(shí)鐘: CCC、VSS; XTAL 1, XTAL 2</p><p>　　表2-1 引腳功能表</p&g

12、t;<p>　　2.3 74LS164</p><p>　　74LS164引腳定義如圖2-5所示，其真值表如表2-2所示，其功能是將外部輸入的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為8位的并行數(shù)據(jù)輸出具有鎖寸功能。A、B端為串行數(shù)據(jù)輸入端，QA ~ QH為數(shù)據(jù)輸出端，CLK為外部時(shí)鐘輸入端，CLR為清零端。</p><p>　　圖2-5 74LS164引腳圖</p><p>

13、;　　表2-2 74LS164真值表</p><p>　　第三章 單元電路模塊設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1復(fù)位電路</b></p><p><b>　　3-1 復(fù)位電路</b></p><p><b>　　3.2晶振電路</b></p><p&

14、gt;　　3-2　晶振模塊原理圖</p><p>　　選取原則：傳統(tǒng)做法，但能夠?qū)崿F(xiàn)所需，即最簡(jiǎn)單也最是實(shí)用。電容選取22uF，晶振為11.0592Hz。</p><p>　　3.3 LED數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)碼管顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的I/O接口用于筆

15、劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中CPU的開銷小，可以提供單獨(dú)鎖存的I/O接口電路很多。所以本設(shè)計(jì)采用串并轉(zhuǎn)換電路74LS164的靜態(tài)顯示電路。其電路圖如圖3-4所示。 </p><p>　　圖3-4 數(shù)碼管顯示靜態(tài)驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　3.4 總體設(shè)計(jì)原理圖及功能介紹&

16、lt;/p><p><b>　　功能介紹：</b></p><p>　　LED數(shù)碼管則用來(lái)對(duì)各種狀態(tài)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)的顯示。設(shè)計(jì)中采用74LS164靜態(tài)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管，利用單片機(jī)的RXD作為數(shù)據(jù)的輸出端給164送數(shù)。利用164的移位進(jìn)行多位的顯示。利用延時(shí)程序控制每秒時(shí)間，從而控制RXD送數(shù)的時(shí)間間隔。</p><p>　　第四章 軟件編程設(shè)計(jì)<

17、/p><p><b>　　4.1 設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　交通燈根據(jù)其顯示情況可以分為四個(gè)狀態(tài)，可以通過定時(shí)來(lái)控制每個(gè)狀態(tài)的時(shí)間；通過定時(shí)也可以向LED數(shù)碼管中每隔1秒送一個(gè)數(shù)，顯示該狀態(tài)剩余的時(shí)間。</p><p><b>　　4.2 程序框圖</b></p><p>　　圖4-1 主

18、程序框圖</p><p><b>　　4.3 源程序</b></p><p>　　SECOND1 EQU 30H ；東西路口計(jì)時(shí)寄存器</p><p>　　SECOND2 EQU 31H ；南北路口計(jì)時(shí)寄存器</p><p>　　DBUF EQU 40H

19、 ；顯示碼緩沖區(qū)1</p><p>　　TEMP EQU 44H ；顯示碼緩沖區(qū)2</p><p>　　LED_G1 BIT P2.1 ；東西路口綠燈</p><p>　　LED_Y1 BIT P2.2 ；東西路口黃燈</p><p>　　LED_R1 BIT

20、P2.3 ；東西路口紅燈</p><p>　　LED_G2 BIT P2.4 ；南北路口綠燈</p><p>　　LED_Y2 BIT P2.5 ；南北路口黃燈</p><p>　　LED_R2 BIT P2.6 ；南北路口紅燈</p><p>　　ORG 0

21、000H</p><p>　　LJMP START</p><p>　　ORG 0100H</p><p>　　START: MOV TMOD,#01H ；置T0為工作方式1</p><p>　　MOV TH0,#3CH ；置T0定時(shí)初值50ms</p><p>　　MOV TL0,#

22、0B0H</p><p><b>　　CLR TF0</b></p><p>　　SETB TR0 ；啟動(dòng)T0</p><p><b>　　CLR A</b></p><p>　　MOV P1,A ；關(guān)閉不相關(guān)的LED</p><p

23、>　　LOOP: MOV R2,#20 ；置1S計(jì)數(shù)初值，50ms*20=1s</p><p>　　MOV R3,#20 ；紅燈亮20S</p><p>　　MOV SECOND1,#25 ；東西路口計(jì)時(shí)顯示初值25s</p><p>　　MOV SECOND2,#25 ；南北路口計(jì)時(shí)顯示初值25s</

24、p><p>　　LCALL DISPLAY </p><p>　　LCALL STATE1 ；調(diào)用狀態(tài)1</p><p>　　WAIT1: JNB TF0,WAIT1 ；查詢50ms到否</p><p>　　CLR TF0 </p><p>　　MOV TH0

25、,#3CH ；回復(fù)T0定時(shí)初值50ms</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　DJNZ R2,WAIT1 ；判斷1S到否 未到繼續(xù)狀態(tài)1</p><p>　　MOV R2,#20 ；置50MS計(jì)數(shù)初值</p><p>　　DEC SECOND1 ；東西路口顯示時(shí)

26、間減1s</p><p>　　DEC SECOND2 ；南北路口顯示時(shí)間減1s</p><p>　　LCALL DISPLAY</p><p>　　DJNZ R3,WAIT1 ；狀態(tài)1維持20s</p><p>　　MOV R2,#5 ；置50MS計(jì)時(shí)初值5*4=20</p><p

27、>　　MOV R3,#3 ；路燈閃3s</p><p>　　MOV R4,#4 ；閃爍間隔200ms</p><p>　　MOV SECOND1,#5 ；東西路口計(jì)時(shí)顯示初值5s</p><p>　　MOV SECOND2,#5 ；南北路口計(jì)時(shí)顯示初值5s</p><p>　　LCAL

28、L DISPLAY ；</p><p>　　WAIT2: LCALL STATE2 ；調(diào)用狀態(tài)2</p><p>　　JNB TF0,WAIT2 ；查詢50ms到否</p><p>　　CLR TF0 ；</p><p>　　MOV TH0,#3CH ；恢復(fù)T0定時(shí)初值5

29、0ms</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　DJNZ R4,WAIT2 ；判斷200MS到否 未到繼續(xù)狀態(tài)2</p><p>　　CPL LED_G1 ；東西綠燈閃</p><p>　　MOV R4,#4 ；閃爍間隔200MS</p><p&g

30、t;　　DJNZ R2,WAIT2 ；判1S到否 未到繼續(xù)狀態(tài)2</p><p>　　MOV R2,#5 ；置50MS計(jì)數(shù)初值</p><p>　　DEC SECOND1 ；東西路口顯示時(shí)間減1S</p><p>　　DEC SECOND2 ；南北路口顯示時(shí)間減1S</p><p>　　

31、LCALL DISPLAY </p><p>　　DJNZ R3,WAIT2 ；狀態(tài)2維持3S</p><p>　　MOV R2,#20 ；置50MS計(jì)數(shù)初值</p><p>　　MOV R3,#2 ；黃燈閃2S</p><p>　　MOV SECOND1,#2 ；東西路口計(jì)時(shí)顯示

32、初值2S</p><p>　　MOV SECOND2,#2 ；南北路口計(jì)時(shí)顯示初值2S </p><p>　　LCALL DISPLAY</p><p>　　WAIT3: LCALL STATE3 ；調(diào)用狀態(tài)3</p><p>　　JNB TF0,WAIT3 ；查詢100MS到否</p>&l

33、t;p><b>　　CLR TF0</b></p><p>　　MOV TH0,#3CH ；恢復(fù)T0定時(shí)初值100MS</p><p>　　MOV TL0,#0B0H </p><p>　　DJNZ R2,WAIT3 ；判斷1S到否 未到繼續(xù)狀態(tài)3</p><p>　　MOV

34、 R2,#20 ；置100MS計(jì)數(shù)初值</p><p>　　DEC SECOND1 ；東西路口顯示時(shí)間減1S</p><p>　　DEC SECOND2 ；南北路口顯示時(shí)間減1S</p><p>　　LCALL DISPLAY </p><p>　　DJNZ R3,WAIT3 ；狀

35、態(tài)3維持2S</p><p>　　MOV R2,#20 ；置50MS計(jì)數(shù)初值</p><p>　　MOV R3,#20 ；紅燈閃20S</p><p>　　MOV SECOND1,#25 ；東西路口計(jì)時(shí)顯示初值25S</p><p>　　MOV SECOND2,#25 ；南北路口計(jì)時(shí)顯示初值25S&

36、lt;/p><p>　　LCALL DISPLAY</p><p>　　WAIT4: LCALL STATE4 ；調(diào)用狀態(tài)4</p><p>　　JNB TF0,WAIT4 ；查詢100ms到否</p><p>　　CLR TF0 </p><p>　　MOV TH0,

37、#3CH ；恢復(fù)T0定時(shí)初值100ms</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　DJNZ R2,WAIT4 ；判斷1S是否 未到繼續(xù)狀態(tài)4</p><p>　　MOV R2,#20 ；置100MS計(jì)數(shù)初值</p><p>　　DEC SECOND1 ；東西路口顯示

38、時(shí)間減1S</p><p>　　DEC SECOND2 ；南北路口顯示時(shí)間減1S</p><p>　　LCALL DISPLAY </p><p>　　DJNZ R3,WAIT4 ；狀態(tài)4維持20S</p><p>　　MOV R2,#5 ；置50MS計(jì)數(shù)初值 </p>

39、<p>　　MOV R4,#4 ；紅燈閃20S</p><p>　　MOV R3,#3 ；綠燈閃3S</p><p>　　MOV SECOND1,#5 ；東西路口計(jì)時(shí)顯示初值5S</p><p>　　MOV SECOND2,#5 ；南北路口計(jì)時(shí)顯示初值5S</p><p>　　LC

40、ALL DISPLAY</p><p>　　WAIT5: LCALL STATE5 ；調(diào)用狀態(tài)5</p><p>　　JNB TF0,WAIT5 ；查詢100MS到否</p><p><b>　　CLR TF0</b></p><p>　　MOV TH0,#3CH ；恢復(fù)T0定時(shí)初

41、值100MS</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　DJNZ R4,WAIT5 ；判斷200MS到否？未到繼續(xù)狀態(tài)5</p><p>　　CPL LED_G2 ；南北綠燈閃</p><p>　　MOV R4,#4 ；閃爍200MS</p><p&

42、gt;　　DJNZ R2,WAIT5 ；判斷1S到否？未到繼續(xù)狀態(tài)5</p><p>　　MOV R2,#5 ；置100MS計(jì)時(shí)初值</p><p>　　DEC SECOND1 ；東西路口顯示時(shí)間減1S</p><p>　　DEC SECOND2 ；南北路口顯示時(shí)間減1S</p><p>

43、;　　LCALL DISPLAY </p><p>　　DJNZ R3,WAIT5 ；狀態(tài)5維持3S</p><p>　　MOV R2,#20 ；置50MS計(jì)數(shù)初值 </p><p>　　MOV R3,#2 ；紅燈閃2S</p><p>　　MOV SECOND1,#2 ；東西路口

44、計(jì)時(shí)顯示初值2S</p><p>　　MOV SECOND2,#2 ；南北路口計(jì)時(shí)顯示初值2S</p><p>　　LCALL DISPLAY</p><p>　　WAIT6: LCALL STATE6 ；調(diào)用狀態(tài)6</p><p>　　JNB TF0,WAIT6 ；查詢100MS到否</p>

45、<p><b>　　CLR TF0</b></p><p>　　MOV TH0,#3CH ；恢復(fù)T0定時(shí)初值100MS </p><p>　　MOV TL0,#0B0H </p><p>　　DJNZ R2,WAIT6 ；判斷1S到否 未到繼續(xù)狀態(tài)6</p><p>　　

46、MOV R2,#20H ；置100MS計(jì)數(shù)初值</p><p>　　DEC SECOND1 ；東西路口顯示時(shí)間減1S</p><p>　　DEC SECOND2 ；南北路口顯示時(shí)間減1S</p><p>　　LCALL DISPLAY</p><p>　　DJNZ R3,WAIT6 ；狀態(tài)6

47、維持2S</p><p>　　LJMP LOOP ；大循環(huán)</p><p>　　STATE1: ；狀態(tài)1</p><p>　　SETB LED_G1 ；東西路口綠燈亮</p><p>　　CLR LED_Y1</p><p>　　CL

48、R LED_R1</p><p>　　CLR LED_G2</p><p>　　CLR LED_Y2</p><p>　　SETB LED_R2 ；南北路口紅燈亮</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　STATE2:

49、 ；狀態(tài)2</p><p>　　CLR LED_Y1</p><p>　　CLR LED_R1</p><p>　　CLR LED_G2</p><p>　　CLR LED_Y2</p><p>　　SETB LED_R2 ；南北路口紅燈亮</p><p>

50、<b>　　RET</b></p><p>　　STATE3: ；狀態(tài)3</p><p>　　CLR LED_G1</p><p>　　CLR LED_R1</p><p>　　CLR LED_G2</p><p>　　CLR LED_Y2&l

51、t;/p><p>　　SETB LED_R2 ；南北路口紅燈亮</p><p>　　SETB LED_Y1 ；東西路口綠燈亮</p><p><b>　　RET </b></p><p>　　STATE4: ；狀態(tài)4</p><p>　

52、　CLR LED_G1</p><p>　　CLR LED_Y1</p><p>　　SETB LED_R1 ；東西路口紅燈亮</p><p>　　SETB LED_G2 ；南北路口紅燈亮</p><p>　　CLR LED_Y2 </p><p>　　CLR LED_R2&

53、lt;/p><p><b>　　RET </b></p><p>　　STATE5: ；狀態(tài)5</p><p>　　CLR LED_G1</p><p>　　CLR LED_Y1</p><p>　　SETB LED_R1 ；東西路口紅燈

54、亮</p><p>　　CLR LED_Y2</p><p>　　CLR LED_R2</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　STATE6: ；狀態(tài)6</p><p>　　CLR LED_G1</p><

55、;p>　　CLR LED_Y1</p><p>　　SETB LED_R1 ；東西路口紅燈亮</p><p>　　CLR LED_G2</p><p>　　CLR LED_R2</p><p>　　SETB LED_Y2 ；南北路口黃燈亮</p><p><b>

56、　　RET</b></p><p>　　DISPLAY: ；數(shù)碼顯示</p><p>　　MOV A,SECOND1 ；東西路口計(jì)時(shí)寄存器</p><p>　　MOV B,#10 ；十六進(jìn)制數(shù)拆成兩個(gè)十進(jìn)制數(shù)</p><p><b>　　DIV AB&l

57、t;/b></p><p>　　MOV DBUF+3,A</p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOV DBUF+2,A</p><p>　　MOV A,SECOND2</p><p>　　MOV B,#10</p><

58、;p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV DBUF+1,A</p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOV DBUF,A</p><p>　　MOV R0,#DBUF</p><p>　　MO

59、V R1,#TEMP</p><p>　　MOV R7,#4</p><p>　　DP10: MOV DPTR,#LEDMAP</p><p>　　MOV A,@R0</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV @R1,A</p><

60、;p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　INC R1</b></p><p>　　DJNZ R7,DP10</p><p>　　MOV R0,#TEMP</p><p>　　MOV R1,#4</p><p>　　DP12:

61、 MOV R7,#8</p><p>　　MOV A,@R0</p><p>　　DP13: RLC A</p><p>　　MOV P3.0,C</p><p>　　CLR P3.1</p><p>　　SETB P3.1</p><p>　　DJ

62、NZ R7,DP13</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　DJNZ R1,DP12</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　LEDMAP:</b></p><p>　　DB

63、3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH ；0，1,2,3,4,5</p><p>　　DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH ；6,7,8,9,a,b</p><p>　　DB 58H,5EH,7BH,0,40H ;s,d,e,f,,-</p><p><b>　　END</b></p&