交通燈單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　單片機(jī)原理及應(yīng)用 </b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題 目：交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè)：電子信息工程 </p><p>　　年 級： </p

2、><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　聯(lián)系電話： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　完成日期： 2013

3、年 5 月 17 日</p><p>　　交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　利用STC89C51，晶振，數(shù)碼管，按鍵等元件，制作一個(gè)簡易的程序控制的交通燈，實(shí)現(xiàn)對南北東西路口的倒計(jì)時(shí)控制，同時(shí)用ST188與比較器LM393構(gòu)成電路，可以實(shí)現(xiàn)對車流量的檢測，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通過P2口設(shè)置

4、紅、綠燈點(diǎn)亮?xí)r間的功能。紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩5秒時(shí)黃燈閃爍警示（交通燈信號通過P1口輸出，顯示時(shí)間通過P0口輸出至兩位數(shù)碼管）。經(jīng)測試，系統(tǒng)達(dá)到課程設(shè)計(jì)的基本要求的要求，具有計(jì)周期短、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、維護(hù)方便、擴(kuò)展功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：STC89C51，LM393，ST188，定時(shí)器，中斷。</p><p>　　ABSTRACT

5、 </p><p>　　Using STC8951crystals,digital tube,elements such as buttons, make a simple program control of traffic lights, countdown of no

6、rth-south thing intersection control,at the same time with ST188and comparator LM393 circuit, can realize the traffic detection, this system real- ized through P2 port setting the function of red and green light burning

7、 time; Lit cycle traffic lights, countdown with 5 seconds left yellow lights flashing warning (The traffic light signal through P1 port output, display ti</p><p>　　Key Words: STC8951, ST188,LM393,reset

8、circuit, timer, interrupt. </p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p>　　1設(shè)計(jì)要求及方案選擇1</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)要求1</b></p><p><

9、b>　　1.2方案選擇1</b></p><p>　　2理論分析與設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1交通燈控制系統(tǒng)的總電路的分析及設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.2單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理設(shè)計(jì)4</p><p><b>　　3電路設(shè)計(jì)6</b></p><p>

10、;　　3.1總原理圖電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.2最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.3按鍵電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.4車流量控制電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.5數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.6紅綠燈顯示電路設(shè)計(jì)12</p><p>

11、　　3.7軟件的設(shè)計(jì)13</p><p><b>　　4系統(tǒng)測試14</b></p><p>　　4.1調(diào)試所用的基本儀器清單14</p><p>　　4.2仿真調(diào)試14</p><p>　　4.3硬件電路調(diào)試15</p><p>　　4.4測試結(jié)果分析15</p>&l

12、t;p><b>　　5總結(jié)16</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　附錄18</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)要求及方案選擇</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)要求</b></p&

13、gt;<p><b>　　基本要求：</b></p><p>　　(1）完成交通燈的基本功能。</p><p>　　（2）實(shí)現(xiàn)對車流的檢測。</p><p>　?。?）所用到的電路板必須有作者的名字和學(xué)號。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)在2013年5月30日前完成。</p><p>

14、;<b>　　擴(kuò)展部分：</b></p><p>　?。?）交通燈的時(shí)間可以設(shè)定（及綠燈、紅燈時(shí)間的長短）。</p><p>　　（2）具有應(yīng)急情況。</p><p>　?。?）對車流量進(jìn)行清零。</p><p><b>　　1.2方案選擇</b></p><p>　　方案一

15、：PLC控制交通燈</p><p>　　PLC主要應(yīng)用于強(qiáng)電方面的工業(yè)控制，或者整條流水線的控制。雖然比較穩(wěn)定,但是功耗要大，成本也比較高。</p><p>　　方案二：單片機(jī)控制交通燈</p><p>　　單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、經(jīng)濟(jì)、易于連接等優(yōu)點(diǎn)，特別是其內(nèi)部定時(shí)器計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)資源豐富可對交通燈進(jìn)行精確的控制，有應(yīng)用價(jià)值，可擴(kuò)展功能多，靈活性比較強(qiáng)，

16、線路也非常簡單，成本也是比較低的。</p><p>　　由于此次課程設(shè)計(jì)是單片機(jī)設(shè)計(jì)，還有結(jié)合從各方面優(yōu)缺點(diǎn)來看，以及簡便方面，成本方面，和結(jié)構(gòu)、控制方面來看。為了同時(shí)滿足課程設(shè)計(jì)要求，綜上所述，選擇了方案二，做為本設(shè)計(jì)的方案選擇。</p><p>　　2 理論分析與設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1交通燈控制系統(tǒng)的總電路的分析及設(shè)計(jì)</p><

17、p>　　交通燈系統(tǒng)由5個(gè)部分構(gòu)成，分別是最小系統(tǒng)電路，按鍵電路，流量控制電路，數(shù)碼管顯示電路，紅綠燈顯示電路。這幾個(gè)部分電路結(jié)合起來就是一個(gè)完整的交通燈系統(tǒng)電路。</p><p>　　設(shè)在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時(shí)刻只有一個(gè)方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一定時(shí)間，經(jīng)過短暫的過渡時(shí)間，將通行禁行方向?qū)Q。其具體狀態(tài)如下圖2-1所示。說明：黑色表示亮，白色表示滅。交通狀態(tài)從狀態(tài)1開始變換，直至狀態(tài)6然

18、后循環(huán)至狀態(tài)1，周而復(fù)始，即如表2-1所示：</p><p>　　圖2-1 交通狀態(tài)圖</p><p>　　通過具體的路口交通燈狀態(tài)的演示分析我們可以把這四個(gè)狀態(tài)歸納如下：</p><p>　　東西方向紅燈滅，同時(shí)綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)20秒。此狀態(tài)下，東西向禁止通行，南北向允許通行。</p><p>　　東西方向綠燈滅，

19、同時(shí)黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)5秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　南北方向紅燈滅，同時(shí)綠燈亮，東西方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)20秒。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止通行。</p><p>　　南北方向綠燈滅，同時(shí)黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)5秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p>

20、<p>　　下面我們可以用圖表表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系如下表2-1所示：</p><p>　　表2-1交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)表</p><p>　　東西南北四個(gè)路口均有紅綠黃3燈和數(shù)碼顯示管2個(gè)，在任一個(gè)路口，遇紅燈禁止通行，轉(zhuǎn)綠燈允許通行，之后黃燈亮警告行止?fàn)顟B(tài)將變換。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)如表1所示。說明：0表示滅，1表示亮。</p><p>　　本設(shè)計(jì)

21、能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號發(fā)生，還能進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，通行時(shí)間調(diào)整和緊急處理，對車流量進(jìn)行監(jiān)控，并顯示出來，以及清除流量數(shù)據(jù)等功能。</p><p><b>　?。?）倒計(jì)時(shí)顯示</b></p><p>　　倒計(jì)時(shí)顯示可以提醒駕駛員在信號燈燈色發(fā)生改變的時(shí)間、在“停止”和“通過”兩者間作出合適的選擇。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有倒計(jì)時(shí)

22、顯示的信號控制方式，并且認(rèn)為有倒計(jì)時(shí)顯示的路口更安全。倒計(jì)時(shí)顯示是用來減少駕駛員在信號燈色改變</p><p>　　的關(guān)鍵時(shí)刻做出復(fù)雜判斷的1種方法，它可以提醒駕駛員燈色發(fā)生改變的時(shí)間，幫助駕駛員在“停止”和“通過”兩者間作出合適的選擇 。</p><p><b>　?。?）時(shí)間的設(shè)置</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中可通過按鍵對時(shí)間進(jìn)行手

23、動(dòng)設(shè)置，增加了人為的可控性，避免自動(dòng)故障和意外發(fā)生，并再緊急狀態(tài)下，可設(shè)置所有燈變?yōu)榧t燈，同時(shí)數(shù)碼管暫停。</p><p><b>　?。?）緊急處理</b></p><p>　　交通路口出現(xiàn)緊急狀況在所難免，如特大事件發(fā)生，救護(hù)車等急行車通過等，我們必須盡量允許其暢通無阻，畢竟在這種情況下是分秒必爭的，時(shí)時(shí)刻刻關(guān)系著公共財(cái)產(chǎn)安全，個(gè)人生死攸關(guān)等。由此在交通控制中增設(shè)

24、禁停按鍵，就可達(dá)到想此目的。</p><p><b>　?。?）流量監(jiān)控</b></p><p>　　在交通燈路口處設(shè)置了一個(gè)流量監(jiān)控儀器，紅外線監(jiān)控，如果有車輛通過的時(shí)候，紅外線就會檢測到，對檢測車輛進(jìn)行計(jì)數(shù)。</p><p>　　2.2單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈控制系

25、統(tǒng)，可用單片機(jī)直接控制信號燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當(dāng)然，接入數(shù)碼管就可以顯示倒計(jì)時(shí)以提醒行使者，更具人性化。本系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上，加入了緊急情況處理與時(shí)間調(diào)整功能。單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的總體框圖如下圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2系統(tǒng)的總體框圖</p><p>　　據(jù)此，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由按鍵設(shè)置模塊產(chǎn)生輸入

26、，信號燈狀態(tài)模塊，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)模塊模塊接受輸出。系統(tǒng)的總體框圖如上圖2-2所示。</p><p>　　單片機(jī)上電后，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，同時(shí)將時(shí)間數(shù)據(jù)倒計(jì)時(shí)輸入到數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示。在此過程中隨時(shí)調(diào)用急停按鍵和時(shí)間調(diào)節(jié)中斷。當(dāng)復(fù)位鍵按下的時(shí)候交通燈控制系統(tǒng)重新開始。</p><p>　　車流量監(jiān)控，本設(shè)計(jì)的車流量監(jiān)控是通過用紅外線進(jìn)行檢測，如果有人行通過的時(shí)候紅外線

27、將會檢測到高低電平，進(jìn)而可以控制單片機(jī)的I/O口電平的變化，從而達(dá)到檢測，計(jì)數(shù)的效果。計(jì)數(shù)之后通過數(shù)碼管顯示出來。</p><p><b>　　3　電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1總原理圖電路設(shè)計(jì)</p><p>　　STC89C51芯片介紹如下：</p><p>　　主控芯片采用STC89C51單片機(jī)（其管

28、腳圖如圖3-1所示）。單片機(jī)，亦稱單片微型計(jì)算機(jī)。它是把中央處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM）、輸入/輸出端口（I/0）等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生加快了人類改造世界的步伐，但是它畢竟體積大。于是，微型計(jì)算機(jī)（即單片機(jī)）在這種情況下誕生了。縱觀生活的各個(gè)領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，

29、以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子 寵物等，這些都離不開單片機(jī)。</p><p>　　圖3-1 STC89C51引腳圖</p><p>　　單片機(jī)以體積小、功能全、性價(jià)比等諸多優(yōu)點(diǎn)而獨(dú)具特色，在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、家用電器等嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域中獨(dú)占鰲頭。如果說C語言程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)課，那么單片機(jī)以其系統(tǒng)硬件構(gòu)架完整、價(jià)格低廉、學(xué)生能動(dòng)手等特點(diǎn)，成為工科學(xué)生硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

30、課。</p><p>　　MCS-51單片機(jī)是指由美國INTEL公司（大名鼎鼎的INTEL）生產(chǎn)的一系列單片機(jī)的總稱，這一系列單片機(jī)包括了好些品種，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其它單片機(jī)都是在8051的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減、改變而來的，所以人們習(xí)慣于用8051來稱呼MCS-51系列單片機(jī)。</p><p>　　80

31、51單片機(jī)包含中央處理器（CPU）、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線,現(xiàn)在我們分別加以說明：</p><p>　?。?）中央處理器（CPU）</p><p>　　中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)

32、單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)存儲器（RAM）</p><p>　　8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。</p&g

33、t;<p>　?。?）程序存儲器(內(nèi)部ROM)</p><p>　　程序存儲器用于存放程序和固定不變的常數(shù)等。通常采用只讀存儲器，且其又多種類型，在89系列單片機(jī)中全部采用閃存。STC89C51內(nèi)部配置了4KB閃存。定時(shí)/計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能。STC89C5共有2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。</p><p>　?。?）并行輸入輸出(I/O)口</p><

34、p>　　8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。每個(gè)口都由1個(gè)鎖存器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組成。它們主要用于實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備中數(shù)據(jù)的并行輸入與輸出，有些I/O口還有其他功能。</p><p><b>　　（5）全雙工串行口</b></p><p>　　8951內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作

35、異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。</p><p><b>　　（6）時(shí)鐘電路</b></p><p>　　時(shí)鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘脈沖序列。</p><p><b>　?。?）中斷系統(tǒng)</b></p><p>　　中斷系統(tǒng)的作用主要是對外部或內(nèi)部的終端請求進(jìn)行管理與處理。S

36、TC89C5共有5個(gè)中斷源，其中又2個(gè)外部中斷源和3個(gè)內(nèi)部中斷源。</p><p><b>　?。?）定時(shí)/計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。</p><p>　　此設(shè)計(jì)的總原理圖如下圖3-2所示：</p><p>　　3-2交通燈總原

37、理圖</p><p>　　3.2最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由晶振電路和復(fù)位電路構(gòu)成，晶振電路，采用12M的晶振和2個(gè)30p的電容組成，復(fù)位電路由，1k電阻，4.7k電阻和22u電容和一個(gè)按鍵構(gòu)成。電路圖如下圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3復(fù)位電路與晶振部分電路圖</p><p><b>

38、　　3.3按鍵電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了多個(gè)按鍵，其中包括有，流量監(jiān)控按鍵，調(diào)節(jié)紅綠燈時(shí)間加減按鍵，應(yīng)急按鍵和調(diào)節(jié)設(shè)置按鍵，車流量清零按鍵，流量顯示關(guān)閉并鎖存按鍵。這幾個(gè)部分組成，其按鍵對應(yīng)到I/O如下圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4按鍵電路及I/O分配部分電路圖</p><p>　　3.4車流量控制電路設(shè)計(jì)</

39、p><p>　　要實(shí)現(xiàn)對車流量監(jiān)控，需要在外部電路中加多一個(gè)能過通過改變對單片機(jī)I/O的高低電平控制的電路模塊。此模塊主要是由ST188紅外線發(fā)送接收和一個(gè)比較器LM393以及一個(gè)非門74LS04組成。</p><p>　　ST188的引腳圖實(shí)物如下圖3-5所示，其中A-K為紅外發(fā)射管，C_E為紅外接收管。</p><p>　　圖3-5 ST188的引腳圖實(shí)物</

40、p><p>　　ST188的工作原理是：當(dāng)沒有物體反射紅外線時(shí)，ce之間截止，無電流流過，輸出電壓為電源電壓，高電平。當(dāng)有物體反射紅外線時(shí)，be飽和導(dǎo)通ce也就導(dǎo)通了，輸出端就相當(dāng)于接地。輸出電壓為低電平。</p><p>　　LM393是由兩個(gè)獨(dú)立的，高精度電壓比較器組成的集成電路，失調(diào)電壓低，最大為2mv。她專為獲取寬電壓范圍、單電源供電而設(shè)計(jì)，也可以雙電源供電，而且不論電壓大小，電源的電

41、流都很低，他有一個(gè)特性：即使是單電源供電，比較器的共模輸入電壓范圍接近地電平。LM393主要特點(diǎn)如下：</p><p>　?。?）工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源。</p><p>　　（2）消耗電流小，Icc=0.8mA。</p><p>　?。?）輸入失調(diào)電壓小，VIO=±2mV。</p><p>　?。?）共

42、模輸入電壓范圍寬，Vic=0～Vcc-1.5V。</p><p>　?。?）輸出與TTL，DTL，MOS，CMOS 等兼容。</p><p>　?。?）輸出可以用開路集電極連接“或”門。</p><p>　　所以結(jié)合ST188與LM393一起來應(yīng)用的流量監(jiān)控總原理圖如下3-6所示</p><p>　　圖3-6流量監(jiān)控模塊原理圖</p&g

43、t;<p>　　其中D1是一個(gè)發(fā)光二極管，當(dāng)有電平變化的時(shí)候D1會亮滅，當(dāng)沒有電平變化的時(shí)候D1會一直亮著，電阻R3是限流作用保護(hù)發(fā)光二極管，R1的電阻取值100，R2電阻取值為10k，R4為一個(gè)可調(diào)電阻，可調(diào)電阻輸出的電壓為基準(zhǔn)電壓，通過控制此電壓可以調(diào)節(jié)ST188紅外線的靈敏度，從而可以達(dá)到輸出高低電平控制，進(jìn)而可以達(dá)到檢測是否有車流量通此處路段。</p><p>　　3.5數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)&

44、lt;/p><p>　　數(shù)碼管顯示電路，通過P0口和P2口的控制輸出，其中P0口要加多上拉電阻才能使用，由于其內(nèi)部無上拉電阻，作為I/O用時(shí)候要加上拉電阻。P0口作為顯示倒計(jì)時(shí)的輸出端口控制2個(gè)2位的數(shù)碼管，其中還需要用到P3.7，P3.6，P3.5，P3.4來進(jìn)行控制位選。J2是東西顯示數(shù)碼管，J5是南北顯示數(shù)碼管，REDCC是流量顯示數(shù)碼管，P2口接流量顯示數(shù)據(jù)。電路接線圖如下3-7所示：</p>

45、<p>　　圖3-7 數(shù)碼管顯示部分電路</p><p>　　3.6紅綠燈顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　紅綠燈電路設(shè)計(jì)主要是由12盞燈進(jìn)行控制，東西6轉(zhuǎn)盞燈，南北6盞燈，分別由單片機(jī)的6個(gè)I/O進(jìn)行控制。電路圖如3-8所示：</p><p>　　圖3-8紅綠燈部分電路圖</p><p><b>　　3.7軟件的設(shè)計(jì)&l

46、t;/b></p><p>　　全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊：按鍵設(shè)置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，LED顯示程序緊停程序，中斷服務(wù)子程序，紅綠燈時(shí)間調(diào)整程序等。</p><p>　　整個(gè)軟件程序方面主要分兩大部分：主程序部分和中斷處理程序。流程圖如圖3-9所示。</p><p><b>　　圖3-9程序流程圖</b></p>

47、<p>　　該智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用的是順序執(zhí)行并反復(fù)循環(huán)的方法。智能交通燈控制系統(tǒng)在正常工作的情況下，每20s（時(shí)間可以自行設(shè)定）循環(huán)變化一次。每個(gè)循環(huán)周期在還剩5s時(shí)，正在通行路口的黃燈同時(shí)點(diǎn)亮并開始閃爍，以提醒路人上的行人及車輛，交通燈即將發(fā)生變化。在此期間若中斷按鍵按下則轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序進(jìn)行相關(guān)操作。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)測試</b></

48、p><p>　　4.1調(diào)試所用的基本儀器清單</p><p>　　萬用表，5v電源，杜邦線，電烙鐵，數(shù)據(jù)下載串口，仿真軟件，keli軟件。</p><p><b>　　4.2仿真調(diào)試</b></p><p>　　經(jīng)過仿真測試，此系統(tǒng)的交通燈能夠進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)，仿真電路圖如下4-1所示：</p><p>

49、　　圖4-1仿真軟件系統(tǒng)圖</p><p>　　通過仿真軟件測試，最后加載程序進(jìn)去，各項(xiàng)指標(biāo)均到達(dá)了預(yù)期的效果，各項(xiàng)功能都是可以實(shí)現(xiàn)的，可以對流量進(jìn)行監(jiān)控，在此次仿真用按鍵代替流量。</p><p><b>　　4.3硬件電路調(diào)試</b></p><p>　　通過仿真軟件調(diào)試成功之后，我開始做硬件電路出來調(diào)試，硬件電路，剛剛開始做出來的時(shí)候，我

50、用萬用表對電路進(jìn)行檢測，是否有段路現(xiàn)象，檢測完畢后，我開始用杜邦線對電路進(jìn)行連接，通過下載數(shù)據(jù)串口把程序下載在單片機(jī)中。測試過程中，與仿真軟件里面有些差別，就是數(shù)據(jù)的變得太快了，最終我分析程序，終于解決了問題，程序重新下載進(jìn)去后，交通燈系統(tǒng)能過正常運(yùn)行。</p><p><b>　　4.4測試結(jié)果分析</b></p><p>　　測試過程是個(gè)艱難的過程，硬件電路布是什

51、么問題，問題是程序的編寫部分，一開始問題是很多的。剛剛開始的時(shí)候，下載程序到單片機(jī)中的時(shí)候，交通燈是無法正常運(yùn)行的，倒計(jì)時(shí)和紅綠燈的不能協(xié)調(diào)工作的，要么是時(shí)間不對應(yīng)，要么就是紅綠燈出錯(cuò)。這次測試過程中我遇到比較麻煩的問題就是流量監(jiān)控部分地方。我在編寫程序的時(shí)候是通過外部中斷1來控制的，在這里我先是用按鍵代替，有低電平是，流量監(jiān)控?cái)?shù)碼管計(jì)數(shù)器加1，該過程中必須要與定時(shí)器同步，如果不同步的話，當(dāng)流量計(jì)算時(shí)候，倒計(jì)時(shí)的時(shí)間將會出現(xiàn)閃動(dòng)。如何能

52、過達(dá)到同步效果，我是通過在定時(shí)器中加多一個(gè)變量aa，aa的取值也是關(guān)鍵的，aa太小將會出現(xiàn)對按鍵抖動(dòng)，流量監(jiān)控將不會準(zhǔn)確，比如說，當(dāng)只有一個(gè)人通過時(shí)候，卻把數(shù)計(jì)成2個(gè)，這就是aa這個(gè)變量參數(shù)作用。下面對aa，當(dāng)有一次電平變化時(shí)候?qū)?yīng)計(jì)數(shù)值與aa的關(guān)系，（aa數(shù)值1表示延遲50ms）這個(gè)調(diào)試的分析數(shù)據(jù)如下表4-1所示：</p><p>　　表4-1參數(shù)變量與流量計(jì)數(shù)值的關(guān)系</p><p>

53、　　所以最終調(diào)試選取aa的值為15的時(shí)候是比較合適的，此時(shí)計(jì)數(shù)是比較準(zhǔn)確的。</p><p>　　調(diào)試過程中要實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)，剛剛開始的時(shí)候我把程序?qū)戇M(jìn)去的時(shí)候并不是倒計(jì)時(shí)而是亂的時(shí)間出現(xiàn)，后來我認(rèn)真查看了數(shù)碼顯示表，應(yīng)該把原來的0到9的數(shù)碼表順序做相應(yīng)的調(diào)整才能夠達(dá)到倒計(jì)時(shí)，或者我把程序做相應(yīng)修改就可以正常工作了。</p><p>　　在增加附件功能的時(shí)候，要達(dá)到設(shè)置暫停的效果，就必須在進(jìn)入

54、中斷后馬上關(guān)總中斷，才能過把定時(shí)器關(guān)掉去實(shí)行中斷中的程序。</p><p><b>　　5總結(jié)</b></p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)我一共花了差不多兩周的時(shí)間，其中差不多有一周時(shí)間里面我是在重新學(xué)習(xí)關(guān)于單片機(jī)的知識的。此次課程設(shè)計(jì)難的地方就是對程序的編寫難，很多地方都不怎么懂，所以我是看了蠻多的視頻之后才開始編寫程序的。在編寫的過程中運(yùn)用到了蠻多老師以前講的知識，

55、中斷，定時(shí)器，延遲程序，函數(shù)聲明，位聲明等，很的新東西。同時(shí)經(jīng)過兩周的學(xué)習(xí)我也學(xué)會了不少東西。</p><p>　　在焊接過程中，我學(xué)會應(yīng)先合理的布局，并認(rèn)真檢查每個(gè)元器件，確保無誤后再焊接。還有，不能急于求成，要焊接一個(gè)模塊，檢查一個(gè)模塊，免得整個(gè)版子焊完后再在一大堆線中檢查，這樣不僅效率低且耗時(shí)。自然，我也學(xué)會如何去發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的一些方法。在做流量監(jiān)控模塊的時(shí)候我做了好幾塊板都不成功剛剛開始，后來我慢慢

56、查找相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)的st188是無法輸出可以驅(qū)動(dòng)單片機(jī)的I/O電平變化的，需要加多一個(gè)比較器才可以，終于我經(jīng)過改進(jìn)電路圖，最后終于實(shí)現(xiàn)了功能，到達(dá)了老師的要求。</p><p>　　至于軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試，我覺得它主要考驗(yàn)?zāi)愕乃季S邏輯能力及你對指令的熟悉程度?？梢哉f再整個(gè)軟件設(shè)計(jì)過程中，我不僅學(xué)會了延時(shí)的兩種方法，即軟件延時(shí)和硬件延時(shí)，還掌握數(shù)碼管的兩種顯示方式（即動(dòng)態(tài)顯示與靜態(tài)顯示）及其如何選擇。當(dāng)然，通過幾次

57、反復(fù)調(diào)試過程，使得我對C程序指令有了更深刻的理解。此次課程設(shè)計(jì)過程我還掌握了一下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）掌握了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，熟悉了各種硬件電路以及軟件編程方法。</p><p>　?。?）理解了最單片機(jī)的各部分組成及特性。</p><p>　?。?）學(xué)會了利用Keil對c語言進(jìn)行編譯過程.更進(jìn)一步加深了對PROTEUS仿真軟件的學(xué)習(xí)。</p&g

58、t;<p>　　這次課程設(shè)計(jì)，我經(jīng)過自己的努力和通過老師指導(dǎo)和同學(xué)的指點(diǎn)，最后終于把它完成了，我同時(shí)也學(xué)會了更多，比如中斷，數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，計(jì)數(shù)器等。在不懂的地方我們要虛心向別人請教，只有這樣我們才能夠?qū)W會更多，豐富我自己的知識。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 余發(fā)山，王福忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) [M].徐州

59、：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008. </p><p>　　[2] 蔡振江.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[3] 吳黎明.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[4] 劉樂善.微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用[M].北京： 華中科技大學(xué)出版社，2004.</p><p&g

60、t;　　[5] 李伯成.基于MCS-51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[6] 吳黎明, 王桂棠, 洪添勝.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[ M ] .北京: 科學(xué)出版社，2005.</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　交通燈系統(tǒng)總原理圖</b>

61、</p><p>　　源程序 </p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#defineuchar unsigned char</p><p>　　#defineuint unsigned int</p><p>　　/*****定義控制位

62、**********************/</p><p>　　/*****定義數(shù)碼管端口********/</p><p>　　sbit EW_LED2=P3^7;//EW_LED2控制位 個(gè)位</p><p>　　sbit EW_LED1=P3^6;//EW_LED1控制位 十位</p><p>　　sbit

63、 SN_LED2=P3^5;//SN_LED2控制位 個(gè)位</p><p>　　sbit SN_LED1=P3^4;//SN_LED1控制位 十位</p><p>　　sbit SN_Yellow=P1^6;//南北黃燈</p><p>　　sbit EW_Yellow=P1^2;//東西黃燈</p><p&g

64、t;　　sbit EW_Red=P1^3;//東西紅燈</p><p>　　sbit SN_Red=P1^7;//南北紅燈</p><p>　　sbit SN_GREEN=P1^5;/南北綠燈</p><p>　　sbit EW_GREEN=P1^1; //東西綠燈</p><p>　　/**************功能鍵

65、*************/</p><p>　　sbit butt_guanbijishi=P1^4;//無人時(shí)候監(jiān)控關(guān)閉顯示并鎖存有人時(shí)候自動(dòng)啟動(dòng)</p><p>　　sbit butt_add=P3^0;//加時(shí)間按鈕</p><p>　　sbit butt_clern=P1^0;//監(jiān)控流量清零加時(shí)間按鈕</p><

66、p>　　sbit butt_reduce=P3^1;//減時(shí)間按鈕 </p><p>　　sbit butt_stop=P3^2;//緊急停止按鈕</p><p>　　/*************黃燈閃爍***********/</p><p>　　bit Flag_SN_Yellow; //南北黃燈標(biāo)志位</p><p

67、>　　bit Flag_EW_Yellow;//東西黃燈標(biāo)志位</p><p>　　char Time_EW;//東西方向倒計(jì)時(shí)</p><p>　　char Time_SN;//南北方向倒計(jì)時(shí)</p><p>　　uchar EW=20,SN=15;</p><p>　　uchar EWL=4,SNL=4; //程序初始化

68、賦值，正常模式 ，進(jìn)入中斷，改變時(shí)間，加或減此數(shù)據(jù)不在有效</p><p>　　uchar EW1=20;</p><p>　　uchar SN1=15;</p><p>　　uchar EWL1=4;</p><p>　　uchar SNL1=4;//用于存放修改值的變量 ，進(jìn)入中斷，改變時(shí)間，加或減此數(shù)據(jù)不在有效</p>

69、<p>　　uchar code table[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //共陰極</p><p>　　//0x3f ,0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d,0x07, 0x7f,0x6f //共陽極</p><p>　　uchar code DS

70、Y_CODE[]={0x6f,0x7f,0x07,0x7d,0x6d,0x66,0x4f,0x5b,0x06,0x3f};//流量顯示數(shù)</p><p>　　uchar tount=99;aa;//變量，aa用來對流量監(jiān)控的去抖動(dòng)</p><p>　　void init() //初始化</p><p><b>　　{</b><

71、/p><p>　　IT1=1;//INT0脈沖觸發(fā)</p><p>　　TMOD=0x01;//定時(shí)器工作于方式1</p><p>　　TH0=(65536-50000)/256;//定時(shí)器賦初值 每次50ms</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p>　　EA=1; //CPU

72、開中斷總允許</p><p>　　ET0=1;//開定時(shí)中斷</p><p>　　EX1=1;//開外部INT1中斷</p><p>　　EX0=1; //開外部INT0中斷</p><p>　　TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)</p><p>　　P2=0x0;//一開始流量關(guān)閉，無人通行</p><p

73、><b>　　}</b></p><p>　　/**********************延時(shí)子程序************************/</p><p>　　voidDelay(uchar z)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　

74、uint x,y;</b></p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*****************顯示子函數(shù)*************************

75、*///數(shù)碼管為共陰極，低電平有效</p><p>　　voidDisplay(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char h,l;//定義中間變量，東西方向</p><p>　　h=Time_EW/10;//十位數(shù)</p><p>　　l=

76、Time_EW%10; //個(gè)位9-0；</p><p>　　P0=table[l]; //輸送個(gè)位數(shù)</p><p>　　EW_LED2=0; //打開位選個(gè)位</p><p>　　Delay(1); //延時(shí)，</p><p>　　EW_LED2=1; //關(guān)閉</p><p>　　P0=table[h

77、]; //輸送十位數(shù)</p><p>　　EW_LED1=0; //打開十位位選</p><p>　　Delay(1); //</p><p>　　EW_LED1=1; //關(guān)閉十位選</p><p>　　h=Time_SN/10; // 檢測十位數(shù)位多少2-0南北方向</p><p>　　l=Time_SN%

78、10;// 檢測個(gè)位數(shù)為多少9-0；</p><p>　　P0=table[l]; //輸送個(gè)位值</p><p>　　SN_LED2=0; //打開位選個(gè)位</p><p>　　Delay(2); // 延時(shí)</p><p>　　SN_LED2=1;//關(guān)閉</p><p>　　P0=table

79、[h];//輸送十位2-0</p><p>　　SN_LED1=0; // 打開十位位選</p><p>　　Delay(2);//延時(shí)</p><p>　　SN_LED1=1;//關(guān)閉十位位選</p><p><b>　　} </b></p><p>　　/********

80、**************外部1中斷服務(wù)程序************************/</p><p>　　void ex1() interrupt 2</p><p><b>　　{</b></p><p>　　EX1=0; //先關(guān)閉中斷，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一下先，后面再開，去抖</p><p>　　P2

81、=DSY_CODE[tount%10]; //流量監(jiān)控 tount開始=9</p><p>　　tount=tount-1; //由于定義的數(shù)是 【10】={9876543210}</p><p><b>　　aa=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　

82、/**********************外部0中斷服務(wù)程序**優(yōu)先級**********************/</p><p>　　void ex0() interrupt 0</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i; </b></p><p>

83、;　　i=P1 ; //保存紅綠黃燈的狀態(tài)</p><p>　　P1=0x77;//東南西北全部亮紅燈；</p><p>　　EA=0;//關(guān)總中斷</p><p>　　Delay(1000);</p><p>　　while(1) //沒有檢測到按鍵一直掃描</p><p><b>　　{</b&

84、gt;</p><p>　　if(butt_add==0) //時(shí)間加 </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　Delay(500); </p><p>　　Time_EW++; //加1</p><p>　　Time_SN++; //加1</

85、p><p>　　if(Time_EW>=100) </p><p>　　{ </p><p>　　Time_EW=99; Time_SN=94; </p><p><b>　　} </b></p><p>　　EW1=Time_EW,SN1=Time_SN, E

86、WL1=4,SNL1=4;//進(jìn)入中斷重新給初值 </p><p><b>　　} </b></p><p>　　if(butt_reduce==0) //進(jìn)入中斷減時(shí)間 </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　Delay(500);

87、//延遲按鈕時(shí)間 </p><p>　　Time_EW-- ; </p><p>　　Time_SN--; //按一次，調(diào)時(shí)間減1 </p><p>　　if(Time_EW<=10) //最低可以調(diào)到10秒東西 </p><p>　　{ </p>&

88、lt;p>　　Time_EW=10; Time_SN=5; //南北最低5秒 </p><p><b>　　} </b></p><p>　　EW1=Time_EW,SN1=Time_SN,EWL1=4,SNL1=4;//進(jìn)入中斷重新給初值，實(shí)現(xiàn)存儲記憶功能</p><p><b>　　} </b

89、></p><p>　　if(butt_stop==0)//當(dāng)再次檢測到低電平時(shí)候離開中斷服務(wù)程序</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　Delay(500);break; //延時(shí)去抖</p><p><b>　　}</b></p><p>

90、　　Display();//顯示暫停時(shí)候的時(shí)間 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　EA=1;//開總中斷</p><p>　　P1=i;//中斷結(jié)束讀取還原紅綠燈的狀態(tài)-</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*

91、*********************T0中斷服務(wù)程序****方式1 ************優(yōu)先級2***/</p><p>　　void timer0(void)interrupt 1 </p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar count;</p><p>　　TH0=(65536

92、-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;</p><p>　　count++;aa++;</p><p>　　if(count==5)//閃動(dòng)0.25秒先亮</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(Flag_SN_Yellow==1) //測試南北黃燈標(biāo)

93、志位</p><p>　　{SN_Yellow=~SN_Yellow;}//SN_Yellow初始值位0</p><p>　　if(Flag_EW_Yellow==1) //測試東西黃燈標(biāo)志位</p><p>　　{EW_Yellow=~EW_Yellow;} //EW_Yellow初始值位0</p><p><b>　　}&

94、lt;/b></p><p>　　if(count==10)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Time_EW--; //東西亮0.5秒</p><p>　　Time_SN--; //南北亮0.5秒</p><p>　　if(Flag_SN

95、_Yellow==1)//測試南北黃燈標(biāo)志位</p><p>　　{SN_Yellow=~SN_Yellow;}</p><p>　　if(Flag_EW_Yellow==1)//測試東西黃燈標(biāo)志位</p><p>　　{EW_Yellow=~EW_Yellow;}///再滅</p><p>　　count=0;//閃動(dòng)0.

96、25秒</p><p>　　}</p><p>　　if(butt_clern==0)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　tount=99; //重新裝值，起到清零的效果</p><p>　　P2=DSY_CODE[tount%10]; tount

97、=tount-1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(butt_guanbijishi==0)</p><p>　　{ P2=0x00;}</p><p>　　if(aa==15)//重新開中斷</p><p>　　{EX1=1;aa=0;</p>&

98、lt;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void zhuangtai()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><

99、;p>　　{ </p><p>　　/*******S1狀態(tài)******** 東西紅燈20秒 ，南北綠燈15秒， **/</p><p>　　Flag_EW_Yellow=0; //EW關(guān)黃燈顯示信號</p><p>　　Time_EW=EW;Time_SN=SN;//第一次賦</p><p>　　

100、while(Time_SN>=0) //倒計(jì)時(shí)大于等于0秒時(shí)候</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=0xd7; //南北通行，東西紅燈 11010111南北綠燈通行15東西紅燈15秒</p><p>　　Display();</p><p><b>　　}</b&

101、gt;</p><p>　　/*******S2狀態(tài)*****南北黃燈閃5秒*****/</p><p>　　Time_SN=SNL; //重裝5秒，進(jìn)行倒計(jì)時(shí) ,0-4</p><p>　　SN_GREEN=1; //關(guān)綠燈</p><p>　　SN_Red=1; //東西紅燈還亮5秒，一共亮了20秒</

102、p><p>　　while(Time_SN>=0) //此時(shí)是黃燈時(shí)間</p><p>　　{Flag_SN_Yellow=1;//南北開黃燈信號位</p><p>　　EW_Red=0; //南北黃燈亮,等待停止信號，東西紅燈</p><p>　　Display();</p><p><b>

103、;　　}</b></p><p>　　/***********賦值**********/</p><p>　　EW=EW1;SN=SN1;EWL=EWL1;SNL=SNL1;</p><p>　　/*******S3狀態(tài)*** 南北紅燈20秒 ，東西綠燈15秒*******/</p><p>　　Flag_SN_Yellow=0;

104、 //SN關(guān)黃燈顯示信號</p><p>　　Time_EW=SN;Time_SN=EW;</p><p>　　while(Time_EW>=0)</p><p>　　{P1=0x7d; //開始對紅綠燈賦值，東西通行，南北紅燈</p><p>　　Display(); }</p><p>　　/******

105、*S4狀態(tài)*****東西黃燈閃5秒*****/</p><p>　　Time_EW=EWL;//重新裝5秒進(jìn)行倒計(jì)時(shí) 0-4</p><p>　　EW_Red=1; //關(guān)紅燈</p><p>　　EW_GREEN=1;///關(guān)綠燈 </p><p>　　while(Time_EW>=0)</p><p>&l

106、t;b>　　{</b></p><p>　　Flag_EW_Yellow=1; //EN開黃燈信號位</p><p>　　SN_Red=0;//EW黃燈閃爍亮，等待停止信號，SN紅燈</p><p>　　Display();</p><p><b>　　}</b></p><p&g

107、t;　　/***********賦值**********/</p><p>　　EW=EW1;SN=SN1;EWL=EWL1;SNL=SNL1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*********************主程序**

108、********************/</p><p>　　voidmain()</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　init();</b></p><p>　　zhuangtai();</p><p><b>　　}<