1、湖南商學院單片機應用系統設計課程設計報告題目交通控制系統姓名學號專業班級指導教師職稱*07*電子信息工程*班*副教授計算機與電子工程學院如10年9月課程設計作品驗收表題目交通控制系統參與人員姓名曾美麗班級電信0702班學號設計任務與要求：(1)完成四個方向的交通燈控制和紅、綠、黃燈三個燈對應的轉換。(2)顯示紅、綠、黃燈各自運行的時間。(3)黃燈時能閃爍。作品完成情況：(1)能完成紅、綠、黃三燈的轉換，并且能正確控制十字路口的車流。(2)七段數碼管能正確顯示紅、綠、黃燈的時間。(3)黃燈亮時，實現閃爍功能。驗收情況：驗收教師簽名：年月日注：1.除“驗收情況”欄外，其余各欄均由學生在作品驗收前填

2、寫2,“驗收情況”欄由驗收小組按實際驗收的情況如實填寫。1緒論11.1 概述11.2 設計目的11.3 設計任務12總體設計22.1 設計思路22.1.1 紅綠燈端口個數22.1.2 紅綠燈顯示時間22.1.3 數碼管顯示設計22.2 總體設計方框圖23單元電路模塊設計33.1 復位電路和晶振電路33.2 LED數碼管顯示電路33.3 交通燈狀態顯示電路44軟件編程設計64.1 程序框圖64.2 程序流程圖75軟件調試76設計心得和存在問題76.1 設計過程中遇到的問題及解決方法76.2 設計心得8參考文獻10附錄1:硬件設計原理圖11附錄2:源程序12交通控制系統1緒論1.1 概述單片機原理

3、與應用是電子信息工程專業的一門重要專業課，對應用能力和動手能力要求很高，課程設計環節是學生學習該課程后進行的一項必不可少的基本訓練。隨著電子技術的不斷發展，單片機在電子產品中的應用已經越來越廣泛。由于單片機具有可靠性高、體積小、干擾能力強、能在惡劣的環境下工作等特點，具有較高的性價比，因此廣泛應用于工業控制、儀器儀表智能化、機電一體化、家用電器等領域。作為電子信息工程專業的學生來說，應該要牢牢掌握好單片機的理論和實踐技能，為以后的工作打下堅實的基礎。1.2 設計目的1 .使學生增進對單片機的感性認識，加深對單片機理論方面的理解，熟練掌握匯編語言的編程方法，鞏固學生所學理論知識；2 .通過交通信

4、號燈控制系統的設計，掌握定時/計數器的使用方法，和簡單程序的編寫，最終提高我們的邏輯抽象能力；3 .使學生掌握單片機的內部功能模塊的應用，培養學生系統設計的思想；4 .培養學生的軟件設計能力，提高學生的動手能力；5 .培養學生查閱相關資料、撰寫文檔的能力和自學、科研的能力。1.3設計任務設計一個交通控制系統，完成四個方向的交通燈控制和紅、綠、黃燈三個燈對應的轉換，并且七段數碼管能正確顯示紅、綠、黃燈的時間，同時黃燈亮時，實現閃爍功能。2總體設計2.1 設計思路2.1.1 紅綠燈端口個數對于交通信號燈來說，應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

5、了，即一共兩組紅黃綠燈。因此，采用單片機內部的I/O口上的P1口中的6個引腳即可來控制6個信號燈。2.1.2 紅綠燈顯示時間以南北向為例，南北方向綠燈，東西方向紅燈，倒計時25s,到5s時，綠燈開始閃爍，閃爍時間2s。倒計時到3s時，南北向綠燈滅，黃燈亮。倒計時結束后，南北方向紅燈，東西方向綠燈，倒計時重新開始，如此循環運行。2.1.3 數碼管顯示設計為使倒計時顯示代碼更簡潔直觀，倒計時顯示采用靜態顯示，直接由I/O接口輸出給對應數碼管。2.2 總體設計方框圖圖1電路方框圖電路方框圖有單片機、復位電路、時鐘電路、倒計時驅動電路、倒計時顯示電路、紅綠燈驅動電路、紅綠燈顯示電路構成，其各部分的主控

6、與被控關系如電路中箭頭所示。3單元電路模塊設計3.1 復位電路和晶振電路復位電路采用按鍵電平復位式復位電路。如復位電路所示，單片機正在工作時，當按下RESET鍵時，RST端相當于接高電平，從而單片機即可復位。震蕩電路使用一個12M晶振和兩個30PF電容，配合片內振蕩器產生12MHZ片內時鐘信號，供單片機正常工作使用3.2 LED數碼管顯示電路U37H4-ABCDBI/RBORBILT74LS47U474LS47ABCDECGQQQQQQQ5VA.+ABCDE尸GQQQQQQQ圖3倒計時數碼顯示電路數碼管顯示電路由P2口控制，其中高四位輸出十位BCD碼，低四位輸出個位BCD碼，然后輸出至741s

7、47芯片對應的BCD碼輸入端口。經741s47譯碼后的ag7位數碼顯示信號直接輸入到數碼管ag各對應端口。在此電路中，只需向P2口寫入所要顯示的BCD碼即可，不需對P2口所需顯示碼進行復雜的計算。為使741s47芯片能正常工作，其各使能端均接高電平。由于P2口高四位對應十位數碼管譯碼器的BCD碼端，低四位對應個位數碼管譯碼器的BCD碼端。所以，當倒計時顯示25時，只需執行MOVP2,#25H即可。顯示其他數值與次一致，只需將對應的值賦給P2口即可。編程中，將數碼管倒計時對應的P2的編碼值定義成表格，在執行倒計時顯示時，可以用循環指令配合查表指令顯示出倒計時的數值，提高程序的執行效率，使程序更簡

8、潔，占用空間更小。3.3 交通燈狀態顯示電路A0B1A1B2A274LS245A3A4A5B3B4B5CE89C51B0GNDVCC3圖4紅綠燈顯示電路如圖4所示，紅綠燈顯示電路使用P1口低六位，通過一片74LS245驅動芯片進行功率放大，然后送給對應紅綠燈，使其按照程序熄滅。741s245的AB/BA端接高電平，表示數據由A端向B端輸送。發光管的公共端進過一分壓二極管接到VCC,因此為低電平有效。在設計方案中提到，南向和北向，東向和西向的紅綠燈顯示一致，所以南向和北向，東向和西向的紅綠燈應接到相同的I/O口，在本電路中，南向和北向，東向和西向的紅綠燈相串聯接如P1口。其中，P1.0、P1.1

9、、P1.2輸出控制南北向紅燈、綠燈、黃燈；P13P1.4、P1.5輸出控制東西向紅燈、綠燈、黃燈。在程序中，若想南北綠燈，東西紅燈，只需MOVP1,#35H即可，其中35H對應的二進制為（b）,最高兩位無效，1、0均可，這里最高兩位為00在低六位中，1對應的發光管熄滅，0對應的發光管點亮。同理，其他燈的亮滅只需為P2口賦相對應的十六進制值即可。4軟件編程設計4.1程序框圖圖5程序方框圖4.2程序流程圖5軟件調試按照上面設計的電路在proteus軟件內畫圖，打開單片機軟件開發系統WAVE,選才?89c51單片機，在其中編寫程序，運行生成一個后綴名為hex的文件,然后將該文件下載到proteus中

10、的AT89c51單片機中進行仿真，觀察實驗現象。觀察燈顯示和時間顯示是否都符合要求，如果不符合，則再調試。直至滿足要求。仿真成功后，安裝好實驗板，然后將程序下載到電路板內，觀察結果。能實現東西南北紅黃綠燈對應顯示等功能。6設計心得和存在問題6.1設計過程中遇到的問題及解決方法1 .從電源、輸入到現實等各個模塊的確定，既要從硬件電路的設計靈活及元器件的可行性考慮，還要從軟件程序編寫的方便和實際性考慮，需要綜合考慮推敲，現以輸入方案的確定為例：題目要求系統能手動設燈亮時間、緊急情況處理，擬定了兩種方案：方案一：采用8255擴展I/O口及鍵盤，顯示等。該方案的優點是：使用靈活可編程，并且有RAM,及

11、計數器。若用該方案，可提供較多I/O，但操作起來稍顯復雜。方案二：直接在IO線上接上按鍵開關。因為設計時精簡和優化了電路，所以剩余的資源還比較多，我們使用四個按鍵，分別是K1、K2、K3、K4。由于該系統對于交通燈及數碼管的控制，只用單片機本身的I/O口就可實現，且本身的計數器及RAM已經夠用，故選擇方案二。2 .程序調試中出現的問題及解決的辦法：(1)有時會出現程序一點錯誤也沒有，但就是不能正常運行的現象，最后發現是因為程序中有的指令書寫得不規范導致的，例如有的RET返回指令一定要按正確格式書寫或在兩行指令間最好不要留空行。(2)程序中的跳轉指令的運用很重要，為保險起見，都用LJMP,我們就

12、遇到過跳轉指令用錯程序無法正常運行的現象。當用JNZ指令時，跳轉范圍比較少，這時要用一個標號中轉。(3)編程時要注意，在程序開始時，要寫入各定時器中斷的入口地址。(4)編程過程中要注意加注釋或分割線，否則，在程序過長時容易變得很亂，不便于查找或更改。6.2設計心得通過一個多星期的課程設計，從選題到查資料，從完善原理圖到寫報告文檔，讓我明白了課程設計是名副其實的綜合性訓練，不僅要運用學過的數字電路、單片機及匯編原理等知識，還要學會查閱各種圖書資料和工具書，并將新知識和所學的結合起來為自己所用。進一步熟練使用Proteus仿真軟件，加強了工程繪圖的能力，也提高了動手能力。在設計中遇到一些困難和問題

13、，在向老師請教和與同學的討論中，解決了問題，覺得很有收獲。這個設計過程中，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計帶來的困擾，連東南西北四個方向紅綠燈之間的關系都沒搞清楚，這是對現實生活中小細節的忽略。不僅補學了生活中的小常識，還讓我明白了，生活中的點滴也蘊藏著知識，我們不僅要學習書本上的知識，也要去發現身邊的學問。值得一提的是，通過單片機課程設計，我不僅加深了對單片機理論的理解，還學會了將理論很好地應用到實際當中去。上學期學習單片機的課時不多，對單片機的硬件設計，軟件設計掌握的深度不夠，但通過此次課程設計，理論水平明顯地提高了了，并且對于硬件電路的工作原

14、理有了進一步的學習，有了一定的掌握；軟件方面，在程序的設計、程序的調試方面都有了很大的進步。另外在編程中出現問題時，一定要戒驕戒躁，腳踏實地，認真看書，仔細分析，仔細調試，就一定會發現錯誤。我在這一設計過程中，學會了堅持不懈，不輕易言棄。設計過程，也好比是我們的成長歷程，常有一些不如意，也許這就是在對我們提出挑戰，勇敢過，也戰勝了，勝利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。參考文獻1 .唐穎.單片機原理與應用及C51程序設計M.重慶：重慶大學出版社，20042 .閻石.數字電子技術基礎M.北京：高等教育出版社，19983 .王為青，程國鋼.單片機KeilCx51應用開發技術M.北京：人民郵電出版社，2

15、007.024 .鄧元慶.數字電路與邏輯設計M.北京：電子工業出版社，20015 .李朝清.單片機原理及其接口技術M.北京：北京航空航天大學出版社，20076許垠.單片機原理及應用M.北京：中國電力出版社，2007.08附錄1:硬件設計原理圖NEERG-del31DTs33IBR4SL77447'EORBCDB89012345AAAAAAAAORBBRDDDDDDDDAAAAAAAA2CLATXLTS2ATXXT1233PPTTN4333PPTwR3PPPPPPPPPP»R3C2RAABEBCA911v5+I'WOEY-DE附錄2:源程序ORG0000HLJMPZHU

16、ORG0003HMOVP1,#35HMOVP2,#22HAJMP$RETIORG0013HMOVP1,#2EHMOVP2,#22HAJMP$RETIORG0030H;跳往主程序;南北強通子程序;南北綠燈，東西紅燈;強通時顯示88;東西強通子程序;南北紅燈，東西綠燈;強通時顯示88;數碼管倒計時顯示DB52H,42H,32H,22H,12H,02H,91H,81H,71H,61HDB51H,41H,31H,21H,11H,01H,90H,80H,70H,60H;*主程序開始*ORG0100HZHU:MOVDPTR,#0030HSETBEASETBEX0SETBEX1LOOP:MOVP1,#35H

17、LCALLY1MOVP1,#33HLCALLNBSSMOVP1,#2EHLCALLY1;給DPTR賦值，為倒計時做準備;開啟兩個中斷;南北綠燈東西紅燈;25秒延時與顯示;南北黃燈，東西紅燈;調黃燈閃爍子程序;南北紅燈東西綠燈;25秒延時與顯示；南北紅燈東西黃燈LCALLDXSS；調黃燈閃爍子程序LJMPLOOP；主程序結束，循環執行;*延時25秒與顯示子程序*Y1:MOVR5,#14HMOVA,#00HK1:MOVR4,AMOVCA,A+DPTRMOVP2,AMOVA,R4LCALLPLINCADJNZR5,K1RET;*南北方向黃燈閃爍子程序*NBSS:MOVP2,#50HLCALLSS1MOVP2,#40HLCALLSS1MOVP2,#30HLCALLSS2MOVP2,#20HLCALLSS2MOVP2,#10HLCALLSS2RETSS1:MOVR7,#03HS1:MOVP1,#37HLCALLBMMOVP1,#33HLCALLBMDJNZR7,S1RET；*東西方向黃燈顯示子程序*DXSS:MOVP2,#50HLCALLSS2MOVP2,#40HLCALLSS2MOVP2,#30HLCALLSS2MOVP2,#2