接口课程设计——交通灯.doc

微机接口技术课程设计一、步骤：负责系统流程图及硬件连接图设计；完成（状态1）设计:南北绿灯通车,东西红灯；完成（状态2）设计:南北绿灯闪烁3次转黄灯亮,东西仍然红灯,延时3秒；完成（状态3）设计:东西绿灯通车,南北红灯；完成（状态4）设计:东西绿灯闪烁3次转黄灯亮,延时3秒南北仍然红灯。负责后期测试及结果分析。二、设计方案以及论证整个设计以AT89C51单片机为核心，LED数码管显示，晶振电路，复位电路组成。硬件模块入图2-1。图21 硬件模块三、硬件原理图（包括芯片的选型介绍）（1）硬件原理图功能介绍：LED数码管则用来对各种状态进行倒计时的显示。设计中采用74LS164静态驱动LED数码管，利用单片机的RXD作为数据的输出端给164送数。利用164的移位进行多位的显示。利用延时程序控制每秒时间，从而控制RXD送数的时间间隔。（2）AT89C511AT89C51单片机简介AT89C51是美国ATMEL公司推出的系列单片机，将多种功能的8位CPU与FPEROM（快闪可编程/擦除只读存储器）结合在一个芯片上，是一种低功耗、高性能的CMOS控制器，为很多嵌入式控制应用提供了非常灵活而又价格适宜的方案，其性能价格比远高于同类芯片。它与MCS-51指令系统兼容，片内FPEROM允许对程序存储器在线重复编程，也可用常规的EPROM编程器编程，可循环写入/擦除1000次。89C51内含4KB的FPEROM，一般的EEPROM的字节擦除时间和写入时间基本上均为10ms，对于任一个实时控制系统来说，这样长的时间是不可能在线修改程序的。图22 89C51内部结构图与EEPROM相比较，FPEROM大大缩短了存储内容擦除和写入的时间，为在线改写程序提供了极大的方便，而且价格也比带EPROM87C系列单片机便宜，这更显示出了89C系列的优越性。它还有128*8Bit的片内RAM；32根I/O线；2个16位定时/计数器；5个中断源；一个全双工的异步串行口；间歇和掉电工作模式；三级程序存储器加密；全静态工作，晶振工作范围：0Hz24MHz。2管脚功能AT89C51单片机为40引脚芯片如图23所示。I/O口线: P0、P1、P2、P3共四个八位P0口是三态双向口, 通称数据总线口, 因为只有该口能直接用于对外部存储器的读写操作。P0口也用以输出外部存储器的低8位地址。由于是分时输出, 故应在外部加锁存器将此地址数据锁存, 地址锁存信号用ALE。P1口是专门供用户使用的I/O口, 是准双向口。P2口是从系统扩展时作高8位地址线用。不扩展外部存储器时, P口也可P2口也是准双向口。P3口是双功能口, 该口的每一位均可独立地定义为第一I/O 功能或第二I/O功能。作为第一功能使用时操作同P1口。P3口的第二功能如表21。图2-3 89C51引脚图控制口线: PSEN (片外取控制)、AL E( 地址锁存控制)、EA (片外储器选择)、RE2SET (复位控制) ;电源及时钟: CCC、VSS; XTAL 1, XTAL 2表2-1 引脚功能表（3）74LS16474LS164引脚定义如图2-5所示，其真值表如表2-2所示，其功能是将外部输入的串行数据转化为8位的并行数据输出具有锁寸功能。A、B端为串行数据输入端，QA QH为数据输出端，CLK为外部时钟输入端，CLR为清零端。 图2-5 74LS164引脚图表2-2 74LS164真值表输入输出CLEARCLOCKA BQA QB QHLX X XL L LHL X XQA0 QB0 QH0H H HH QAn QGnH L XL QAn QGnH X LL QAn QGn（3）LED数码管显示电路在单片机应用系统中，数码管显示常用两种方法：静态显示和动态扫描显示。所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销小，可以提供单独锁存的I/O接口电路很多。所以本设计采用串并转换电路74LS164的静态显示电路。其电路图如图3-4所示。 图3-4 数码管显示静态驱动电路四、程序流程图（包括各个子系统和子过程的程序流程）设置定时，显示初始化南北绿灯亮，东西红灯亮，延时南北黄灯闪烁，东西红灯亮，延时 南北红灯亮，东西绿灯亮，延时南北红灯亮，东西黄灯闪烁，延时 开 始主程序框图五、程序清单，要有适当的注释SECOND1 EQU 30H ；东西路口计时寄存器SECOND2 EQU 31H ；南北路口计时寄存器DBUF EQU 40H ；显示码缓冲区1TEMP EQU 44H ；显示码缓冲区2LED_G1 BIT P2.1 ；东西路口绿灯LED_Y1 BIT P2.2 ；东西路口黄灯LED_R1 BIT P2.3 ；东西路口红灯LED_G2 BIT P2.4 ；南北路口绿灯LED_Y2 BIT P2.5 ；南北路口黄灯LED_R2 BIT P2.6 ；南北路口红灯 ORG 0000H LJMP START ORG 0100HSTART: MOV TMOD,#01H ；置T0为工作方式1 MOV TH0,#3CH ；置T0定时初值50ms MOV TL0,#0B0H CLR TF0 SETB TR0 ；启动T0 CLR A MOV P1,A ；关闭不相关的LEDLOOP: MOV R2,#20 ；置1S计数初值，50ms*20=1s MOV R3,#20 ；红灯亮20S MOV SECOND1,#25 ；东西路口计时显示初值25s MOV SECOND2,#25 ；南北路口计时显示初值25s LCALL DISPLAY LCALL STATE1 ；调用状态1WAIT1: JNB TF0,WAIT1 ；查询50ms到否 CLR TF0 MOV TH0,#3CH ；回复T0定时初值50ms MOV TL0,#0B0H DJNZ R2,WAIT1 ；判断1S到否 未到继续状态1 MOV R2,#20 ；置50MS计数初值 DEC SECOND1 ；东西路口显示时间减1sDEC SECOND2 ；南北路口显示时间减1sLCALL DISPLAYDJNZ R3,WAIT1 ；状态1维持20sMOV R2,#5 ；置50MS计时初值5*4=20MOV R3,#3 ；路灯闪3sMOV R4,#4 ；闪烁间隔200msMOV SECOND1,#5 ；东西路口计时显示初值5sMOV SECOND2,#5 ；南北路口计时显示初值5sLCALL DISPLAY ；WAIT2: LCALL STATE2 ；调用状态2JNB TF0,WAIT2 ；查询50ms到否CLR TF0 ；MOV TH0,#3CH ；恢复T0定时初值50msMOV TL0,#0B0HDJNZ R4,WAIT2 ；判断200MS到否 未到继续状态2CPL LED_G1 ；东西绿灯闪MOV R4,#4 ；闪烁间隔200MSDJNZ R2,WAIT2 ；判1S到否 未到继续状态2MOV R2,#5 ；置50MS计数初值DEC SECOND1 ；东西路口显示时间减1S DEC SECOND2 ；南北路口显示时间减1SLCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT2 ；状态2维持3S MOV R2,#20 ；置50MS计数初值MOV R3,#2 ；黄灯闪2SMOV SECOND1,#2 ；东西路口计时显示初值2SMOV SECOND2,#2 ；南北路口计时显示初值2S LCALL DISPLAYWAIT3: LCALL STATE3 ；调用状态3JNB TF0,WAIT3 ；查询100MS到否CLR TF0MOV TH0,#3CH ；恢复T0定时初值100MSMOV TL0,#0B0H DJNZ R2,WAIT3 ；判断1S到否 未到继续状态3MOV R2,#20 ；置100MS计数初值DEC SECOND1 ；东西路口显示时间减1SDEC SECOND2 ；南北路口显示时间减1SLCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT3 ；状态3维持2SMOV R2,#20 ；置50MS计数初值MOV R3,#20 ；红灯闪20SMOV SECOND1,#25 ；东西路口计时显示初值25SMOV SECOND2,#25 ；南北路口计时显示初值25SLCALL DISPLAYWAIT4: LCALL STATE4 ；调用状态4JNB TF0,WAIT4 ；查询100ms到否CLR TF0 MOV TH0,#3CH ；恢复T0定时初值100msMOV TL0,#0B0HDJNZ R2,WAIT4 ；判断1S是否 未到继续状态4MOV R2,#20 ；置100MS计数初值DEC SECOND1 ；东西路口显示时间减1SDEC SECOND2 ；南北路口显示时间减1SLCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT4 ；状态4维持20SMOV R2,#5 ；置50MS计数初值 MOV R4,#4 ；红灯闪20SMOV R3,#3 ；绿灯闪3SMOV SECOND1,#5 ；东西路口计时显示初值5SMOV SECOND2,#5 ；南北路口计时显示初值5SLCALL DISPLAYWAIT5: LCALL STATE5 ；调用状态5JNB TF0,WAIT5 ；查询100MS到否CLR TF0MOV TH0,#3CH ；恢复T0定时初值100MSMOV TL0,#0B0HDJNZ R4,WAIT5 ；判断200MS到否？未到继续状态5CPL LED_G2 ；南北绿灯闪MOV R4,#4 ；闪烁200MSDJNZ R2,WAIT5 ；判断1S到否？未到继续状态5MOV R2,#5 ；置100MS计时初值DEC SECOND1 ；东西路口显示时间减1SDEC SECOND2 ；南北路口显示时间减1SLCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT5 ；状态5维持3SMOV R2,#20 ；置50MS计数初值 MOV R3,#2 ；红灯闪2SMOV SECOND1,#2 ；东西路口计时显示初值2SMOV SECOND2,#2 ；南北路口计时显示初值2SLCALL DISPLAYWAIT6: LCALL STATE6 ；调用状态6JNB TF0,WAIT6 ；查询100MS到否CLR TF0MOV TH0,#3CH ；恢复T0定时初值100MS MOV TL0,#0B0H DJNZ R2,WAIT6 ；判断1S到否 未到继续状态6MOV R2,#20H ；置100MS计数初值DEC SECOND1 ；东西路口显示时间减1SDEC SECOND2 ；南北路口显示时间减1SLCALL DISPLAYDJNZ R3,WAIT6 ；状态6维持2SLJMP LOOP ；大循环STATE1: ；状态1SETB LED_G1 ；东西路口绿灯亮CLR LED_Y1CLR LED_R1CLR LED_G2CLR LED_Y2SETB LED_R2 ；南北路口红灯亮RETSTATE2: ；状态2CLR LED_Y1CLR LED_R1CLR LED_G2CLR LED_Y2SETB LED_R2 ；南北路口红灯亮RETSTATE3: ；状态3CLR LED_G1CLR LED_R1CLR LED_G2CLR LED_Y2SETB LED_R2 ；南北路口红灯亮SETB LED_Y1 ；东西路口绿灯亮RET STATE4: ；状态4CLR LED_G1CLR LED_Y1SETB LED_R1 ；东西路口红灯亮SETB LED_G2 ；南北路口红灯亮CLR LED_Y2 CLR LED_R2RET STATE5: ；状态5CLR LED_G1CLR LED_Y1SETB LED_R1 ；东西路口红灯亮CLR LED_Y2CLR LED_R2RETSTATE6: ；状态6CLR LED_G1CLR LED_Y1SETB LED_R1 ；东西路口红灯亮CLR LED_G2CLR LED_R2SETB LED_Y2 ；南北路口黄灯亮RETDISPLAY: ；数码显示MOV A,SECOND1 ；东西路口计时寄存器MOV B,#10 ；十六进制数拆成两个十进制数DIV ABMOV DBUF+3,AMOV A,BMOV DBUF+2,AMOV A,SECOND2MOV B,#10DIV ABMOV DBUF+1,AMOV A,BMOV DBUF,AMOV R0,#DBUFMOV R1,#TEMPMOV R7,#4DP10: MOV DPTR,#LEDMAPMOV A,R0MOVC A,A+DPTRMOV R1,AINC R0INC R1DJNZ R7,DP10MOV R0,#TEMPMOV R1,#4DP12: MOV R7,#8MOV A,R0DP13: RLC AMOV P3.0,CCLR P3.1SETB P3.1DJNZ R7,DP13INC R0DJNZ R1,DP12RETLEDMAP:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH ；0，1,2,3,4,5DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH ；6,7,8,9,a,bDB 58H,5EH,7BH,0,40H ;s,d,e,f,- END六、心得体会我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们应该将每次遇到的问题