單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，隨著社會(huì)的不斷的進(jìn)步，社會(huì)的不斷發(fā)展。交通也日漸復(fù)雜，交通的自動(dòng)化也不斷更新，交通的一些指揮系統(tǒng)光靠人來完成是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這就需要設(shè)計(jì)各種交通指揮自動(dòng)化系統(tǒng)來完成這些復(fù)雜的工作。從而使交通指揮系統(tǒng)更加有秩序，更加安全。至此本人設(shè)計(jì)了交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，來指揮十字路口車輛的停通，使紅綠燈指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

2、化，無人化。</p><p>　　該交通燈控制系統(tǒng)控制的是東西和南北兩個(gè)方向上的車輛通行，系統(tǒng)共采用6個(gè)發(fā)光二極管來模擬各路交通信號(hào)燈，4個(gè)LED七段數(shù)碼管以倒計(jì)時(shí)的方式顯示各個(gè)方向上允許通行或禁止通行的信號(hào)燈剩余的時(shí)間。停35S，準(zhǔn)備5S，之后通行30S，并在東西和南北兩個(gè)方向上這兩種狀態(tài)不斷循環(huán)。此系統(tǒng)核心元件為單片機(jī)AT89C51，單片機(jī)）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATME

3、L高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。對(duì)其編寫相關(guān)程序來控制交通信號(hào)燈和數(shù)碼管的時(shí)間顯示，并采用外部中斷來控制緊急情況。此設(shè)計(jì)的硬件電路不是很復(fù)雜，關(guān)鍵在于軟件的設(shè)計(jì)，即程序的編寫。本設(shè)計(jì)采用的程序編寫語言為現(xiàn)在流行的C語言，簡(jiǎn)單又便于閱讀。編寫

4、程序的原則是：1.滿足設(shè)計(jì)的要求。2.盡量采用最好，最有效的算法。3.編寫時(shí)應(yīng)盡量用最簡(jiǎn)潔的語言。編寫好源程序后，采用keil軟件對(duì)其進(jìn)行編譯，使其生成單片機(jī)可以識(shí)別的.hex文</p><p>　　硬件電路和源程序及目標(biāo)文件都設(shè)計(jì)完后，我們可以采用相關(guān)軟件進(jìn)行仿真，以使交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確，可靠。設(shè)計(jì)者采用PROTUES軟件進(jìn)行仿真調(diào)試，仿真時(shí)注意此軟件使用，從而進(jìn)一步熟悉并學(xué)習(xí)此軟件。仿真成功后，

5、就做好本次設(shè)計(jì)報(bào)告，寫出此次設(shè)計(jì)的心得與體會(huì)。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 概述3</b></p><p>　　1.1 交通燈設(shè)計(jì)方案選擇與論證：3</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)要求及目的：3</p><p>　　1.2

6、.1基本要求：3</p><p>　　1.2.2提高要求：3</p><p>　　1.2.3設(shè)計(jì)目的：4</p><p>　　1.3交通燈控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單說明：4</p><p>　　2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 硬件電路各元件介紹：5</p><p>　　

7、2.1.1核心芯片AT89C51單片機(jī)的說明5</p><p>　　2.1.2兩位八段式數(shù)碼管7</p><p>　　2.1.3其它元件的說明9</p><p>　　2.2總電路的設(shè)計(jì)及過程說明10</p><p>　　2.2.1設(shè)計(jì)基本框架圖：（如圖6所示）10</p><p>　　2.2.2總體電路的工作

8、原理：10</p><p>　　2.2.3各端口控制作用：11</p><p>　　2.2.4復(fù)位和時(shí)鐘電路：12</p><p>　　2.3設(shè)計(jì)思想：13</p><p><b>　　3 軟件設(shè)計(jì)14</b></p><p>　　3.1交通燈狀態(tài)的分析：14</p>&

9、lt;p>　　3.2主程序流程圖：（如圖一，圖二所示）15</p><p>　　3.3中斷程序流程圖：（如圖三所示）17</p><p>　　4 Proteus軟件仿真18</p><p>　　4.1仿真過程：18</p><p>　?。?）南北紅，東西綠18</p><p>　　4.2檢測(cè)與調(diào)試：2

10、0</p><p>　　5課程設(shè)計(jì)體會(huì)22</p><p>　　5.1心得體會(huì)：22</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p>　　附1：源程序代碼23</p><p>　　附2：系統(tǒng)原理圖28</p><p><b>　　1 概

11、述</b></p><p>　　1.1 交通燈設(shè)計(jì)方案選擇與論證：</p><p>　　交通燈控制系統(tǒng)，可由多種電路來構(gòu)成，我們這里提供三種方案供選擇：</p><p>　　方案一：由普通的數(shù)字電路集成芯片組成</p><p>　　這種方案的特點(diǎn)是：硬件設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單，但用元器件多，電路比較復(fù)雜，焊接調(diào)試容易出錯(cuò)，而且不利于智能控

12、制，調(diào)時(shí)電路復(fù)雜。</p><p>　　方案二：用VHDL語言編程控制</p><p>　　這種方案的特點(diǎn)是：硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，電路結(jié)構(gòu)清晰，電路比較復(fù)雜 ，VHDL語言編程控制硬件，可方便的進(jìn)行仿真，調(diào)試。</p><p><b>　　方案三：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制</b></p><p>　　采用單片機(jī)控制，可提高電路的可靠性與穩(wěn)定

13、性，硬件電路比較簡(jiǎn)單，主要用軟件來控制，控制方式靈活多樣，能滿足不同情況的控制，可利用中斷等方式通過程序來方便的實(shí)現(xiàn)調(diào)時(shí)。</p><p>　　綜合以上三種方案的特點(diǎn)，結(jié)合我們自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)，我們采用方案三，選擇常用的51系列單片機(jī)構(gòu)成。</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)要求及目的：</p><p>　　1.2.1基本要求：</p><p>　

14、?。?）采用AT89C51單片機(jī)控制交通信號(hào)燈；</p><p>　　（2）以南北方向的交通燈為例，結(jié)合實(shí)際情況，控制紅、黃、綠交通燈的亮和滅；</p><p>　?。?）紅、黃、綠交通燈的亮和滅的時(shí)間可調(diào)節(jié)。</p><p>　　1.2.2提高要求：</p><p>　?。?）采用LED數(shù)碼管顯示紅或綠交通信號(hào)燈亮的剩余時(shí)間；</p&

15、gt;<p>　?。?）可由撥盤開關(guān)強(qiáng)制設(shè)置為東西紅，南北綠//東西綠，南北紅//東西南北都為紅；</p><p>　?。?）控制東西方向和南北方向的紅、黃、綠交通燈的亮和滅；</p><p>　　（4）控制系統(tǒng)的原理圖和接線圖采用PROTEL等專用繪圖軟件繪制。</p><p>　　1.2.3設(shè)計(jì)目的：</p><p>　　在

16、該設(shè)計(jì)中通過學(xué)生自主地設(shè)計(jì)和調(diào)試某一簡(jiǎn)單實(shí)際系統(tǒng)，綜合應(yīng)用單片機(jī)原理、微機(jī)原理、微機(jī)接口技術(shù)等課程方面的知識(shí)，熟練掌握單片機(jī)仿真系統(tǒng)的使用方法，達(dá)到提高綜合應(yīng)用相關(guān)知識(shí)的能力，掌握單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)全部設(shè)計(jì)過程的目的。</p><p>　　1.3交通燈控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單說明：</p><p>　　此系統(tǒng)核心元件為單片機(jī)AT89C51，對(duì)其編寫相關(guān)程序來控制交通信號(hào)燈和數(shù)碼管的時(shí)間顯示，并采用外部中

17、斷來控制緊急情況。系統(tǒng)共采用6個(gè)發(fā)光二極管來模擬各路交通信號(hào)燈，4個(gè)LED七段數(shù)碼管以倒計(jì)時(shí)的方式顯示各個(gè)方向上允許通行或禁止通行的信號(hào)燈剩余的時(shí)間。停35S，準(zhǔn)備5S，之后通行30S，</p><p>　　在東西和南北兩個(gè)方向上這兩種狀態(tài)不斷循環(huán)。源程序采用C語言編寫，并通過keil軟件進(jìn)行編譯，最后倒入AT89C51單片機(jī)中，運(yùn)行系統(tǒng)。設(shè)計(jì)好后通過PROTUES軟件仿真，并調(diào)試。</p><

18、;p>　　2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 硬件電路各元件介紹：</p><p>　　2.1.1核心芯片AT89C51單片機(jī)的說明</p><p>　?。?）．主要特性： </p><p>　　·與MCS-51 兼容 </p><p>　　·4K字

19、節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 </p><p>　　·壽命：1000寫/擦循環(huán)</p><p>　　·數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年</p><p>　　·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz</p><p>　　·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定</p><p>　　·128*8位內(nèi)部RAM</p>

20、;<p>　　·32可編程I/O線</p><p>　　·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　·5個(gè)中斷源 </b></p><p><b>　　·可編程串行通道</b></p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式&

21、lt;/p><p>　　·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 </p><p><b>　?。?）．管腳說明：</b></p><p>　　VCC：供電電壓。 </p><p>　　GND：接地。

22、 圖1：AT89C51</p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)

23、部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并

24、因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接

25、收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：</p><p><b>　　口管腳 備選功能</b></p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）

26、</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）</p><p>　

27、　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）</p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允

28、許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，

29、置位無效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持

30、高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　?。?）．振蕩器特性：</p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出

31、。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p><b>　?。?）．芯片擦除：</b></p><p>　　整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并

32、保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p><p>　　此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位

33、為止。</p><p>　　2.1.2兩位八段式數(shù)碼管</p><p>　?。?）單位八段式數(shù)碼管介紹：</p><p>　　LED數(shù)碼有共陽和共陰兩種，把這些LED發(fā)光二極管的正極接到一塊（一般是拼成一個(gè)8字加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)）而作為一個(gè)引腳，就叫共陽的，相反的，就叫共陰的，那么應(yīng)用時(shí)這個(gè)腳就分別的接VCC和GND。再把多個(gè)這樣的8字裝在一起就成了多位的數(shù)碼管了。 &l

34、t;/p><p>　　LED數(shù)碼有共陽和共陰兩種，把些LED發(fā)光二極管的正極接到一塊（一般拼成一個(gè)8字加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)）而作為一個(gè)引腳，就叫共陽的，相反的，就叫共陰的，那么應(yīng)用時(shí)這個(gè)腳就分別的接VCC和GND。再把多個(gè)這樣的8字裝在一起就成了多位的數(shù)碼管了。 圖2：多位數(shù)碼管 </p><p>　　找公共共陰和公共共陽首先，我們找個(gè)電源（3到5伏）

35、和1個(gè)1K（幾百的也歐的也行）的電阻，　VCC串接個(gè)電阻后和GND接在任意2個(gè)腳上，組合有很多，但總有一個(gè)LED會(huì)發(fā)光的找到一個(gè)就夠了，，然后用GND不動(dòng)，VCC（串電阻）逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多</p><p>　　個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陰的了?！∠喾从肰CC不動(dòng)，GND逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陽的了。（相應(yīng)的圖形如圖2，3，4所示）</p><

36、p>　?。?）兩位七段式數(shù)碼管介紹：</p><p>　　兩位八段式數(shù)碼管其實(shí)就是將兩個(gè)一位八段式數(shù)碼接相應(yīng)的電路組合在一起。并引出兩控制端 1和2，同過其電平的高低來控制兩個(gè)數(shù)碼管的高低位工作。其中兩個(gè)數(shù)碼管的八個(gè)端子A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，DP為公共所用。（其圖形如圖5所示）</p><p>　　圖3:共陰極二極管 圖4:共陽極二極管<

37、;/p><p>　　圖5：兩位八段式數(shù)碼管</p><p>　　2.1.3其它元件的說明</p><p>　　交通信號(hào)燈：采用紅，黃，綠三色二極管封裝在一起組成三色交通信號(hào)。接入實(shí)際電路中應(yīng)注意其極性。</p><p>　　與門74LS11：為三端輸入。還有電阻九個(gè)，按鈕三個(gè)（緊急情況設(shè)置用）。</p><p>　　2.2

38、總電路的設(shè)計(jì)及過程說明</p><p>　　2.2.1設(shè)計(jì)基本框架圖：（如圖6所示）</p><p><b>　　圖6：電路框架圖</b></p><p>　　2.2.2總體電路的工作原理：</p><p>　　南北路處于禁止通行的狀態(tài)，東西路處于允許通行的狀態(tài)。南北路亮紅燈時(shí)，東西路亮綠燈；南北路亮綠燈時(shí)，東西路亮紅燈

39、。南北路亮紅燈時(shí)，東西路亮綠燈;當(dāng)綠燈時(shí)間減完之后，東西路換為黃燈，南北路仍為紅燈。這樣?xùn)|西路與南北路的時(shí)間同時(shí)減完。減完之后，東西路換為紅燈，南北路換為綠燈，再經(jīng)過一個(gè)綠燈時(shí)間，南北路換為黃燈，東西路仍為紅燈。這時(shí)東西路與南北路時(shí)間相同，同時(shí)減完。減完后，南北路為紅燈，東西路為綠燈。如此循環(huán)下去。利用89c52單片機(jī)控制交通燈系統(tǒng)工作。其中P0口接數(shù)據(jù)輸出口，與外部數(shù)碼管連接，P2口與數(shù)碼管的COM口連接，用于選擇數(shù)據(jù)輸出的地址，這樣

40、就可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間的動(dòng)態(tài)顯示，并且節(jié)省了端口數(shù)。P1口作為紅黃綠燈的控制口，通過上拉電阻將紅黃綠燈的正極接高電平，負(fù)極接在P1口上，我們可以利用控制單片機(jī)的P1口的輸出數(shù)據(jù)控制紅黃綠燈的亮滅。調(diào)時(shí)可以利用外部中斷INT0申請(qǐng)中斷。當(dāng)INT0為低電平時(shí)，單片機(jī)的PC指向INT0的中斷入口地址，從而轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序。此時(shí)我們可以通過判斷外部開關(guān)量的狀態(tài)來對(duì)紅黃綠燈的顯示時(shí)間進(jìn)行修改。同時(shí)當(dāng)INT0為低電平時(shí)，東西南北方向的都送紅燈亮，實(shí)現(xiàn)緊急情

41、況下禁止通</p><p>　　2.2.3各端口控制作用：</p><p>　　p1口作為紅黃綠燈信號(hào)的控制口，即p1.0，p1.2，p1.1分別控制南北方向的紅黃綠燈信號(hào)，p1.4,p1.6，p1.5分別控制東西方向的紅黃綠燈信號(hào)。</p><p>　　p0口作為驅(qū)動(dòng)電路的輸入，p2.0，p2.1，p2.2，p2.3作為數(shù)碼管控選端1,2的輸入。</p>

42、;<p>　　p3口中的p3.2，p3.3即外部中斷0和外部中斷1作為緊急情況和調(diào)時(shí)開關(guān)的信號(hào)控制。P3.5，p3.6,p3.7是緊急情況下的信號(hào)控制口。紅燈亮35秒，黃燈亮5秒，綠燈亮30秒。初始狀態(tài)為東西紅燈，南北綠燈。35S后轉(zhuǎn)狀態(tài)1東西紅燈，南北黃燈。35S后轉(zhuǎn)狀態(tài)2東西綠燈通車，南北紅燈。經(jīng)過30S綠燈和5S黃燈后轉(zhuǎn)狀態(tài)3東西綠燈滅，亮黃燈，南北仍然紅燈。整個(gè)程序在晶振工作、單片機(jī)正常運(yùn)行的情況下做循環(huán)。 <

43、;/p><p>　　可由撥盤開關(guān)強(qiáng)制設(shè)置為東西紅，南北綠//東西綠，南北紅//東西南北都為紅。</p><p>　　夜間模式：兩方向均為黃燈閃爍，不顯示秒倒計(jì)。</p><p>　　由特殊情形恢復(fù)到正常情況后，應(yīng)當(dāng)接著切換到特殊情形前的秒倒計(jì)和交通燈繼續(xù)循環(huán)。</p><p>　　系當(dāng)統(tǒng)上電時(shí)，實(shí)驗(yàn)電路開始工作。七段數(shù)碼管開始從紅燈和綠燈時(shí)間倒計(jì)

44、時(shí)，計(jì)時(shí)起始信號(hào)由主控電路給出，定時(shí)結(jié)束信號(hào)也輸入到主控芯片，由主控芯片啟、閉三色信號(hào)燈或啟動(dòng)另一計(jì)時(shí)電路。在這里正確的程序是核心，應(yīng)該完成一個(gè)時(shí)序電路的工作。其狀態(tài)表（1）為：</p><p><b>　　表（1）</b></p><p>　　2.2.4復(fù)位和時(shí)鐘電路：</p><p>　　復(fù)位電路：復(fù)位電路如下圖7所示。我們采用上電+按鈕復(fù)

45、位的方式。當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，RST通過電阻接地，當(dāng)有開關(guān)閉合時(shí)由于電容的作用使電源VCC通過電阻施加在單片機(jī)復(fù)位端RST上，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)復(fù)位。電容為47uF,電阻為4.7kR。</p><p><b>　　圖7：復(fù)位電路</b></p><p><b>　　圖8：時(shí)鐘電路</b></p><p>　　時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路如下圖8所

46、示。我們采用外接時(shí)鐘源，由兩個(gè)電容串聯(lián)之后并聯(lián)一晶振組成，接入單片機(jī)的XTAL1和XTAL2端。晶振振蕩頻率為12MHZ，兩電容約為20pF,注意電容接地處。</p><p><b>　　2.3設(shè)計(jì)思想：</b></p><p>　　由表(1)，可以看出一個(gè)大周期的時(shí)間為兩個(gè)紅燈的時(shí)間，在程序中設(shè)一個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng)從0計(jì)至兩個(gè)紅燈時(shí)間時(shí)，為一個(gè)周期，對(duì)其清零，從新下一個(gè)周

47、期。從圖上也可以看出，在一個(gè)周期內(nèi)，有四個(gè)特殊時(shí)間點(diǎn)，這四個(gè)特殊時(shí)間點(diǎn)是需要換向的，當(dāng)計(jì)數(shù)器里的數(shù)和四個(gè)特殊點(diǎn)相同時(shí)，說明至少有一路信號(hào)被減到0，需要重新對(duì)數(shù)據(jù)區(qū)送數(shù)，而且還要把紅綠燈的狀態(tài)換一下。 正常工作時(shí)（既沒有鍵按下時(shí)），整個(gè)主程序只有顯示子程序。其它全放在中斷中做。用T0作為秒信號(hào)發(fā)生器，當(dāng)一秒時(shí)，計(jì)數(shù)器加一，然后比較計(jì)數(shù)器是否和四個(gè)特殊點(diǎn)的時(shí)間值相同，不相同各數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)減一，相同進(jìn)行相應(yīng)處理。其中，緊急狀態(tài)用了INT0中斷，

48、當(dāng)INT0為低電平時(shí)，程序進(jìn)入緊急狀態(tài)。</p><p>　　在處理按鍵時(shí)，因?yàn)榘存I的一次動(dòng)作不僅包含按下，還包含彈開，所以在處理按鍵，我不僅考慮按下，還考慮彈開，當(dāng)可靠按下，一邊調(diào)顯示子程序，一邊等待鍵松開，當(dāng)可靠松開后，才退出子程序。這樣每按下一次鍵只會(huì)有一次動(dòng)作，而且就是鍵被按下不松開，也不會(huì)也現(xiàn)，數(shù)碼管沒有顯示的現(xiàn)象。</p><p><b>　　3 軟件設(shè)計(jì)</b

49、></p><p>　　3.1交通燈狀態(tài)的分析：</p><p>　　十字路口交通燈如下圖所示，將12個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào) </p><p>　　這12個(gè)交通燈共有四個(gè)狀態(tài)：</p><p>　　狀態(tài)1（S1）：東西紅燈（4、10）亮，南北綠燈（3、9）亮。</p><p>　　狀態(tài)2（S2）：南北綠燈（3、9）滅，

50、黃燈（2、8）閃爍，東西仍為紅燈（4、10）亮。</p><p>　　狀態(tài)3（S3）：南北紅燈（1、7）亮，東西綠燈（6、12）亮。</p><p>　　狀態(tài)4（S4）：東西綠燈（6、12）滅，黃燈（5、11）閃爍，南北仍為紅燈（1、7）亮。</p><p>　　3.2主程序流程圖：（如圖一，圖二所示）</p><p>　　主程序流程圖（圖一

51、）</p><p>　　主程序流程圖（圖二）</p><p>　　3.3中斷程序流程圖：（如圖三所示）</p><p>　　中斷程序流程圖（圖三）</p><p>　　4 Proteus軟件仿真</p><p><b>　　4.1仿真過程：</b></p><p>　?。?

52、）南北紅，東西綠</p><p>　?。?）南北紅，東西黃</p><p>　?。?）南北綠，東西紅</p><p>　　（4）南北紅，東西綠</p><p>　?。?）南北紅，東西綠</p><p><b>　　4.2檢測(cè)與調(diào)試：</b></p><p>　?。?）、硬件

53、調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)試儀器（萬用表、示波器等），檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。</p><p><b>　?、凫o態(tài)調(diào)試 </b></p><p>　　靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測(cè)。 </p><p>　　第一步：目測(cè)。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。 </p&

54、gt;<p>　　第二步：用萬用表測(cè)試。先用萬用表復(fù)核目測(cè)中有疑問的連接點(diǎn)，再檢測(cè)各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 </p><p>　　第三步：加電檢測(cè)。給板加電，檢測(cè)所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值 </p><p>　　第四步：是聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏脝纹瑱C(jī)開發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試。 </p><p><b>　?、?/p>

55、動(dòng)態(tài)調(diào)試 </b></p><p>　　動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。 </p><p>　　由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與該元件無關(guān)的 器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上。當(dāng)各塊電路無

56、故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對(duì)各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。由分到合的調(diào)試既告完成。 </p><p>　　由近及遠(yuǎn)是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。調(diào)試時(shí)，仍采用去掉無關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去，就會(huì)定位故障元件了。</p><p>　?。?）、軟件調(diào)試： 軟件調(diào)試是通過對(duì)擁護(hù)程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語

57、法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過程。程序后，編輯，查看程序是否有邏輯的錯(cuò)誤。</p><p><b>　　5課程設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p><b>　　5.1心得體會(huì)：</b></p><p>　　通過這次單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)，終于發(fā)現(xiàn)腦海里有了工程的思想。以前單方面的學(xué)習(xí)了電子硬件知識(shí)和軟件知識(shí)。有人說只懂硬件，那是

58、一個(gè)技術(shù)員，只懂軟件的，那是程序員。學(xué)習(xí)單片機(jī)，要軟硬兼施，才能真正算是一個(gè)工程師。</p><p>　　這次的課程設(shè)計(jì)使我把單片機(jī)的理論知識(shí)用在實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐相結(jié)合，從中更懂得理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)，實(shí)踐又能檢驗(yàn)理論的正確性，讓我受益非淺， 對(duì)我以后參加工作或者繼續(xù)學(xué)習(xí)將會(huì)產(chǎn)生巨大的幫助和影響。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

59、<p>　　[1]余發(fā)山。單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社2003</p><p>　　[2] 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全.北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1994</p><p>　　[3] 張毅剛. 單片機(jī)原理及接口技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1990</p><p>　　[4] 譚浩強(qiáng).單片機(jī)課程設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社，198

60、9</p><p><b>　　附1：源程序代碼</b></p><p>　　#include<_REG52_.H></p><p>　　//Bit Port Declaration</p><p>　　sbitP20=P2^0;</p><p>　　sbitP21=P2^1;

61、</p><p>　　sbitP22=P2^2;</p><p>　　sbitP23=P2^3;</p><p>　　sbitP32=P3^2;</p><p>　　sbitP35=P3^5;</p><p>　　sbitP36=P3^6;</p><p>　　sbitP37=P3^

62、7;</p><p>　　//--------------------</p><p>　　sbitEWR=P1^0;</p><p>　　sbitEWG=P1^1;</p><p>　　sbitEWY=P1^2;</p><p>　　sbitSNR=P1^4;</p><p>　　sb

63、itSNG=P1^5;</p><p>　　sbitSNY=P1^6;</p><p>　　//Global Variables</p><p>　　ucharTIME_EW;//EastWest Count Down Register Unit</p><p>　　ucharTIME_SN;//SouthNorth

64、Count Down Register Unit</p><p>　　ucharMS_CNT;//50ms Count </p><p>　　uintSEC_CNT;//Second Count</p><p>　　ucharHOUR=12;//Hour Buffer</p><p>　　ucharflash

65、;</p><p>　　ucharcode table[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,</p><p>　　0x7F,0x6F};</p><p>　　//Delay Function</p><p>　　void Delay(ucharformal_t)</p>

66、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchart;</b></p><p>　　t=formal_t;</p><p>　　while(t--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//Di

67、splay Function</p><p>　　voidDisplay(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ucharh,l;</p><p>　　l=TIME_EW%10;</p><p>　　P2=0xff;</p><

68、;p>　　P0=table[l];</p><p><b>　　P20=0;</b></p><p>　　h=TIME_EW/10;</p><p><b>　　Delay(3);</b></p><p>　　P2=0xff;</p><p>　　P0=tab

69、le[h];</p><p><b>　　P21=0;</b></p><p><b>　　Delay(3);</b></p><p>　　//-----------------</p><p>　　l=TIME_SN%10;</p><p>　　P2=0

70、xff;</p><p>　　P0=table[l];</p><p><b>　　P22=0;</b></p><p>　　h=TIME_SN/10;</p><p><b>　　Delay(3);</b></p><p>　　P2=0xff;</p>

71、;<p>　　P0=table[h];</p><p><b>　　P23=0;</b></p><p><b>　　Delay(3);</b></p><p>　　P2=0xff;</p><p><b>　　}</b></p>&l

72、t;p>　　//T0 Interrupt Function</p><p>　　void Timer0(void)interrupt 1 using 2</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=(65536-49990)/256;</p><p>　　TL0=(65536-49990)%

73、256;</p><p>　　if(MS_CNT>=10)</p><p><b>　　flash=1;</b></p><p>　　elseflash=0;</p><p>　　if(MS_CNT>=20)</p><p><b>　　{</b></p&

74、gt;<p><b>　　MS_CNT=0;</b></p><p>　　SEC_CNT+=1;</p><p>　　TIME_EW-=1;</p><p>　　TIME_SN-=1;</p><p>　　if(SEC_CNT==3600)</p><p><b>　　

75、HOUR+=1;</b></p><p>　　if(HOUR==24)</p><p><b>　　HOUR=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　elseMS_CNT+=1;</p><p><b>　　}&l

76、t;/b></p><p>　　//INT0 Interrupt Function</p><p>　　void INTSP(void)interrupt 0 using 1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EX0=0;</b></p><

77、;p>　　P2=0xff;</p><p>　　Delay(10);</p><p><b>　　P32=1;</b></p><p><b>　　if(~P35)</b></p><p>　　P1=0x65;//P1.0----RG</p><p>　　else

78、 if(~P36)</p><p>　　P1=0x56;//P1.1----GR</p><p>　　else if(~P37)</p><p>　　P1=0x66;//P1.0----RR</p><p>　　while(~P32){;}</p><p><b>　　EX0=1;</b>&

79、lt;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　//EastWest-RED，SouthNorth-GREEN --30S</p><p>　　voidStateRG(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TIME_EW

80、=35;</p><p>　　TIME_SN=30;</p><p><b>　　P1=0x00;</b></p><p>　　while(TIME_SN)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Display();</p><p

81、>　　EWR=1;SNG=1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　P1=0x00;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//EastWest-RED，SouthNorth-YELLOW－5S</p><p>　

82、　voidStateRY(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TIME_SN=5;</p><p><b>　　P1=0x00;</b></p><p>　　while(TIME_SN)</p><p><b>　　{

83、</b></p><p>　　Display();</p><p>　　EWR=1;SNY=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　P1=0x00;</b></p><p><b>　　}</b>

84、;</p><p>　　//EastWest-GREEN，SouthNorth-RED －30S</p><p>　　voidStateGR(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TIME_EW=30;</p><p>　　TIME_SN=35;<

85、;/p><p><b>　　P1=0x00;</b></p><p>　　while(TIME_EW)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Display();</p><p>　　EWG=1;SNR=1;</p><p><

86、;b>　　}</b></p><p>　　P1=0x00;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//EastWest-YELLOW，SouthNorth-RED －5S</p><p>　　voidStateYR(void)</p><p><

87、;b>　　{</b></p><p>　　TIME_EW=5;</p><p><b>　　P1=0x00;</b></p><p>　　while(TIME_EW)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Display();&

88、lt;/p><p>　　EWR=1;SNG=1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　P1=0x00;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//SLEEP</b></p><p

89、>　　void StateSleep(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1=0x00;</b></p><p>　　if(flash){EWY=1;SNY=1;}</p><p>　　elseP1=0x00;</p><

90、;p>　　P2=0xff;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　voidmain(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0X01;</p><p>　　TH0=(65536-49990)/2

91、56;</p><p>　　TL0=(65536-49990)%256;</p><p>　　IT0=1;//External Interrupt Springed by Hight-To-Low.</p><p>　　PX0=1;//T0 Interrupt With High PRI.</p><p>　　ET0=1;

92、//T0 Interrupt Enable，</p><p>　　EX0=1;//INT0Interrupt Enable</p><p>　　EA=1;//All Interrupt Enable.</p><p>　　TR0=1;//T0 Start.</p><p><b>　　while(1)</

93、b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(HOUR>=0&&HOUR<=5)</p><p>　　StateSleep();</p><p>　　StateRG();</p><p>　　StateRY();</p>