c語言單片機交通燈畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要 ……………………………………………………………1</p><p>　　設(shè)計目的 ………………………………………………………2</p><p>　　設(shè)計任務(wù)和要求 ………………………………………………2</p><p>　　設(shè)計原理分析 …

2、………………………………………………2</p><p>　　硬件模塊及功能 ………………………………………………3</p><p>　　1、個模塊功能 …………………………………………………… 3</p><p>　　2、材料清單…………………………………………………………4</p><p>　　3、硬件圖 …………………………………

3、……………………5</p><p>　　軟件模塊及功能 ………………………………………………6</p><p>　　1、個模塊功能原理 ………………………………………………6</p><p>　　2、程序清單…………………………………………………………6</p><p>　　3、程序流程圖 ……………………………………………………9&l

4、t;/p><p>　　調(diào)試運行 ………………………………………………………10</p><p>　　程序編譯鏈接………………………………………………10</p><p>　　觀察模擬仿真………………………………………………11</p><p>　　心得體會 ………………………………………………………12</p><p>　

5、　參考文獻 ………………………………………………………12</p><p>　　致謝 ……………………………………………………………13</p><p><b>　　摘 要：</b></p><p>　　單片微型計算機(單片機)自問世以來,因其小巧靈活、成本低、控制能力強、易于產(chǎn)品化等優(yōu)勢,在社會各領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)89C52單片機的特

6、點及交通燈在實際控制中的特點，本文提出一種利用單片機自動控制交通燈及時間倒計時顯示的方法，將整個系統(tǒng)縮小在一塊小小的單片機上，大大提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟性和輕便性。設(shè)計過程包括硬件電路設(shè)計和程序設(shè)計兩大步驟。硬件電路其結(jié)構(gòu)比較簡單，主要包括核心器件單片機、12只二極管組成的模擬交通燈、復(fù)位電路、振蕩電路、顯示數(shù)碼管模塊。單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另

7、一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于MCS-51單片機的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大</p>

8、<p>　　關(guān)鍵詞：89C51單片機；交通燈；自動控制；時間顯示器；軟件；硬件；定時器；延時；外部中斷</p><p><b>　　一、設(shè)計目的</b></p><p>　　1、通過單片機課程設(shè)計，熟練掌握C語言的編程方法，將理論聯(lián)系到實踐中去，提高我們的動腦和動手的能力。</p><p>　　2、通過交通信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計，掌握

9、定時/計數(shù)器、中斷的使用方法，和簡單程序的編寫，最終提高我們的邏輯抽象能力。</p><p><b>　　二、設(shè)計任務(wù)和要求</b></p><p>　　任務(wù)：設(shè)計一個能夠控制十二盞交通信號燈及顯示時間60秒倒計時的模擬系統(tǒng)</p><p>　　要求：利用單片機的定時器定時和中斷功能，令十字路口的紅綠燈交替點亮和熄滅，并用共陽極數(shù)碼管顯示倒計時

10、間。</p><p><b>　　三、設(shè)計原理分析</b></p><p>　　1、根據(jù)實際交通燈的變化情況和規(guī)律。假設(shè)一個十字路口如上圖所以，為東南西北走向。初始狀態(tài)1東西綠燈通車，南北紅燈亮。過一段時間后，轉(zhuǎn)狀態(tài)2，東西綠燈滅，黃燈閃幾下，南北還是紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3，南北綠燈通車，東西紅燈亮。過一段時間后轉(zhuǎn)狀態(tài)4，南北綠燈滅，閃幾個黃燈，東西還是為紅燈亮，一段時間后

11、，又循環(huán)至狀態(tài)1。</p><p>　　列出交通信號燈的狀態(tài)表如下：（其中，1代表燈亮，0代表燈滅）</p><p>　　2、對于交通信號燈來說，應(yīng)該有東西南北共四組燈，但由于同一道上的兩組的信號燈的顯示情況是相同的，所以只要用兩組就行了，因此，采用單片機內(nèi)部的I/O口上的P1口中的6個引腳即可來控制12個信號燈。</p><p>　　3、通過編寫程序，實現(xiàn)對發(fā)光二

12、極管的控制，來模擬交通信號燈的管理。每延時一段時間，燈的顯示情況都會按交通燈的顯示規(guī)律進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　4、通過延時時間送顯，可以在原有的交通信號燈系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增添其倒計時間的顯示功能，實現(xiàn)其功能的擴展。</p><p><b>　　四、硬件模塊及功能</b></p><p>　　主要用到的硬件：P1口、P3口、P2口、LE

13、D數(shù)碼管、發(fā)光二級管、定時器T0、</p><p>　　外部中斷0和外部中斷1、復(fù)位開關(guān)</p><p><b>　　1、個模塊功能：</b></p><p>　　發(fā)光二極管電路：根據(jù)發(fā)光二極管的特性，將二極管的正極與電源相接（+5V），其中與一個500歐姆的電阻串聯(lián)。而發(fā)光二極管的負極與單片機的P1的八個端口相接，這樣只要P1口的某個端口出現(xiàn)

14、低電平，即二極管導(dǎo)通發(fā)光。</p><p>　　復(fù)位電路：本電路采用的是按鍵電平復(fù)位，按復(fù)位鍵后復(fù)位端通過電阻與VCC電源接通，此時復(fù)位端由低電平變?yōu)榱烁唠娖剑瑥亩_到復(fù)位的效果。復(fù)位電路關(guān)系到一個系統(tǒng)能否可靠地工作，一般由電阻、電容和門電路組成。</p><p>　　晶振電路：80C51系列單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，但要形成時鐘，外部需附加電路，引腳XTAL1是為

15、反相放大器和時鐘發(fā)生電路的輸入端，XATL2為反相放大器的輸入端。本電路是由一個12M晶振和兩個22pF的無極性電容組成。</p><p>　　數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路：由于數(shù)碼管是四位一體的，所以必須采用動態(tài)掃描方式，其基本原理是利用人眼的“視覺暫留”效應(yīng)。接口電路把所有顯示器的8個筆端a—b分別并聯(lián)在一起，本電路時接單片機的P2口。每一個顯示器的公共端COM各自獨立地受I/O線控制，本電路采用的是單片機P0.0、P

16、0.1、P0.2、P0.3。CPU向字段輸出口送出字型碼時，所有的顯示器都能接收到，再利用循環(huán)掃描的方式分時選通個顯示器的公共極，是各個顯示器輪流導(dǎo)通。當掃描的速度達到一定程度時，人眼就分辨不出來了，認為各個顯示器同時發(fā)光了。</p><p>　　緊急開關(guān)電路：緊急開關(guān)電路很簡單，只需要兩個開關(guān)。為了便于中斷想象的產(chǎn)生，開關(guān)一端接于P3.2P3.3口，因為其具有中斷的功能，另一端接地就行。當按鍵按下時相應(yīng)的端口就

17、會接受到低電平從而程序產(chǎn)生中斷。</p><p><b>　　2、材料清單：</b></p><p><b>　　3、硬件圖</b></p><p><b>　　五、軟件模塊及功能</b></p><p>　　1、各模塊功能及原理</p><p>　　數(shù)

18、碼管顯示：程序進入主程序后在顯示程序中一直循環(huán)，通過定時器中斷改變aa、bb的值，使得數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字。顯示程序利用動態(tài)掃描原理：首先將共陽極編碼送入P2口，同時打開P0口的第一個數(shù)碼管關(guān)閉其他數(shù)碼管，然后將下一個編碼送入P2口，同時打開P0口的第二個數(shù)碼管關(guān)閉其他數(shù)碼管，以此類推。讓人的視覺產(chǎn)生誤差，這樣就看到了四位數(shù)碼管同時顯示并且不斷變化。</p><p>　　定時器中斷：本程序采用定時/計數(shù)器0，定時

19、時間為50ms，讓它50ms產(chǎn)生一次中斷，進入中斷后把（6000-5000）/256賦給高八位，把（6000-5000）%256賦給底八位，然后shu加1，判斷shu的情況：如果shu等于1140即從開始到57s就將0XF5賦給P1口（南北點亮黃燈，東西依然紅燈）。如果shu等于1200即過了60s，將0xDE賦給P1口（南北亮紅燈東西綠燈）。如果shu等于2340即過了60+57s，就將0xEE賦給P1口（東西亮黃燈，南北紅燈）。如果

20、shu等于2400即過了兩分鐘，就將0xF3賦給P1口（點亮南北綠燈，東西紅燈），同時將shu、xianshi重新賦值并且進入下一階段定時中斷。</p><p>　　外部中斷：本程序采用外部中斷0和外部中斷1，即P3.2和P3.3口，由于定時器中斷0比外部中斷2優(yōu)先級高，所以初始化程序中將PX1=1設(shè)定外部中斷1為高優(yōu)先級，這樣就可以達到緊急開關(guān)的作用，當按下緊急開關(guān)1時，即P3.2口由高電平變?yōu)榈碗娖?，程序立?/p>

21、進入中斷程序，將東西方向變?yōu)榫G燈，南北方向紅燈，同時在中斷程序中判斷P3.2口是否有低電平信號，如果有（將開關(guān)按起）即將東西方向點亮綠燈 南北方向紅燈并且重新給shu、xianshi、aa、bb賦值，使得數(shù)碼管從60秒重新倒計時。緊急開關(guān)2與其相似。</p><p><b>　　2、程序清單：</b></p><p>　　#include <reg52.h>

22、;</p><p>　　#defineuint unsigned int </p><p>　　#defineuchar unsigned char</p><p>　　sbit P32=P3^2;</p><p>　　sbit P33=P3^3;</p><p><b>　　uint shu;<

23、/b></p><p>　　uchar xianshi,xianshi2;</p><p>　　uchar aa,bb;</p><p>　　uchar code table[9]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,</p><p>　　0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//帶小數(shù)點的共陽極數(shù)碼管的段

24、編碼0--9</p><p>　　void init()//初始化函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　shu=0;</b></p><p>　　xianshi=20;</p><p><b>　　aa=2;</b>&

25、lt;/p><p><b>　　bb=0;</b></p><p><b>　　P0=0xff;</b></p><p><b>　　P1=0;</b></p><p>　　TMOD=0x01; //用定時器0方式1</p><p>　　EA=1; //打開

26、中斷</p><p>　　ET0=1;//打開定時器0中斷</p><p>　　TL0=15536/256;</p><p>　　TH0=15536%256;</p><p>　　EX0=1;//外部中斷0</p><p>　　EX1=1;//外部中斷1</p><p>　　IT0=0;//外

27、部中斷0電平觸發(fā)</p><p>　　IT1=0;//外部中斷1電平觸發(fā)</p><p>　　PX1=1;//設(shè)定外部中斷1為高優(yōu)先級</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Delay(unsigned int i)//延時程序</p><p><b>　

28、　{</b></p><p>　　unsigned int j;</p><p>　　for(;i>0;i--)</p><p>　　for(j=0;j<125;j++)</p><p><b>　　{;}</b></p><p><b>　　}</b>

29、;</p><p>　　void display(uchar a,uchar b,uchar c,uchar d)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=table[a]; //北十位</p><p><b>　　P0=0xfe;</b></p><p

30、><b>　　Delay(2);</b></p><p>　　P2=table[b]; //北個位</p><p><b>　　P0=0xfd;</b></p><p><b>　　Delay(2);</b></p><p>　　P2=table[c]; //西十位<

31、;/p><p><b>　　P0=0xfb;</b></p><p><b>　　Delay(2);</b></p><p>　　P2=table[d]; //西個位</p><p><b>　　P0=0xf7;</b></p><p><b>　

32、　Delay(2);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　init();</b></p><p>　　TR0=1;/

33、/啟動定時器0 </p><p><b>　　P1=0xff;</b></p><p>　　P1=0xf3;//點亮南北綠燈，東西紅燈 </p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　

34、display(aa,bb,aa,bb); </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void timer0() interrupt 1 using 1 </p><p><b>　　{</b></p>

35、<p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　shu++;</b></p><p>　　if(shu%20==0)</p><p><b>　　{</b></p><

36、;p>　　xianshi--;</p><p>　　xianshi2--; </p><p>　　aa=xianshi/10;</p><p>　　bb=xianshi%10;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(shu==1140)</p>&l

37、t;p><b>　　{</b></p><p>　　P1=0xf5;//南北黃亮，東西依然紅燈</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(shu==1200)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　

38、P1=0xDE;//南北亮紅燈，東西綠燈</p><p>　　xianshi=60;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(shu==2340)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=0xee;//東西亮黃燈，南北紅燈

39、 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(shu==2400)//再過3s返回</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　shu=0;</b></p><p>　　xianshi=60;<

40、;/p><p>　　P1=0xf3;//點亮南北綠燈，東西紅燈</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void inter0() interrupt 0 using 2 //南北方向綠燈</p><p><

41、b>　　{</b></p><p><b>　　P0=0xff;</b></p><p>　　P1=0xf3;//南北綠 東西紅</p><p>　　while(P32==0){};</p><p><b>　　P1=0xDE;</b></p><p>　　

42、xianshi=60;</p><p><b>　　shu=1200;</b></p><p><b>　　aa=6;</b></p><p><b>　　bb=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>

43、　　void inter1() interrupt 2 using 3 //東西方向綠燈</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P0=0xff;</b></p><p>　　P1=0xDE;// 東西綠 南北紅 </p><p>　　while(P33==0){}

44、;</p><p><b>　　P1=0xf3;</b></p><p>　　xianshi=60;</p><p><b>　　shu=0;</b></p><p><b>　　aa=6;</b></p><p><b>　　bb=0;<

45、;/b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　3、程序流程圖</b></p><p><b>　　六、調(diào)試運行</b></p><p><b>　　1、程序編譯鏈接</b></p><p>　

46、　程序完成后，確保無誤，然后進行編譯鏈接。</p><p>　　編譯鏈接無錯并將程序生成.hex文件圖：</p><p><b>　　2、觀察模擬仿真</b></p><p>　　利用模擬仿真觀察現(xiàn)象，將外圍設(shè)備中P0、P1、P2、P3口打開。程序正常運行：</p><p>　　利用模擬仿真，模擬緊急開關(guān)作用，即在程序運

47、行，將P3.2和P3.3口變?yōu)榈碗娖?，觀察其現(xiàn)象。</p><p><b>　　七、心得體會</b></p><p>　　在一個多月的單片機課程設(shè)計，我不僅加深了對單片機理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實際當中去，而且我還學(xué)會了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會將理論很好地聯(lián)系實際，并不斷地去開動自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)

48、，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時，更重要的是，我在這一設(shè)計過程中，學(xué)會了堅持不懈，不輕易言棄。設(shè)計過程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。</p><p>　　這個設(shè)計過程中，我遇到過許多次失敗的考驗，就比如，自己對實際生活中的交通秩序的不了解給整個設(shè)計帶來的困擾，真想要就此罷休，然

49、而，就在想要放棄的那一刻，我明白了，原來結(jié)果并不那么重要，我們更應(yīng)該注重的是這一整個過程。于是，我堅持了下來。當然最終，這個設(shè)計很成功，主要體現(xiàn)在，這一整個系統(tǒng)，參考多了多本資料書，程序由自己獨立完成，與用匯編語言制作的交通燈控制系統(tǒng)程序相比，簡單易讀，結(jié)構(gòu)清楚，層次分明。但我深知單片機還有更深奧的知識，我將繼續(xù)學(xué)習(xí)單片機及其編程語言，盡量去學(xué)習(xí)匯編語言鍛煉思維能力。</p><p><b>　　參考文

50、獻：</b></p><p>　　《單片機原理與應(yīng)用》主編：張迎新等 電子工業(yè)出版社出版</p><p>　　《從零開始學(xué)單片機C語言》主編：劉建清 國防工業(yè)出版社</p><p>　　《單片機C語言輕松入門》主編：周堅 北京航空航天大學(xué)出版社 </p><p><b>　　致謝：</b></p&g

51、t;<p>　　本文是在xx老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。在課題設(shè)計中xx老師，細心教導(dǎo)，以其嚴謹求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪，還有要感謝實驗室的老師給我提供了實驗設(shè)備，感謝他們的支持與幫助。同時，在此次畢業(yè)設(shè)計過程中我也學(xué)到了許多了關(guān)于單片機方面的知識，實踐技能有了很大的提高。 </p>