单片机课程设计交通红绿指挥灯

1、单片机课程设计报告题 目： 交通红绿指挥灯 学 院： 化工过程自动化 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 1202 姓 名 学 号： 120122714 指导教师： 日期：2014年12月20日目录1.课程设计的目的32.课程设计的题目与要求42.1课程设计题目42.2设计要求43.课程设计报告内容43.1设计方案的说明53.2各部分工作原理63.2.1硬件原理框图63.2.2软件原理框图63.2.3软件与硬件的分工合作63.3设计方案的图表73.3.1主程序流程图73.3.2数码管显示电路图83.3.3系统原理图83.3.4仿真电路及效果图93.4编程设计说明书113.4.1程序及注释1

2、14.总结131.课程设计的目的1） 通过这次单片机课程设计，掌握汇编语言的编程方法，熟练运用所学过的单片机知识，从而提高自己的知识掌握熟练度以及动手能力。2） 通过这次对交通红绿灯的设计，运用和掌握了定时器、计数器等使用方法，合理安排器件，用最简单最经济的方式解决问题。2.课程设计的题目与要求2.1课程设计题目：交通红绿灯指示器的设计2.2设计要求用所学过的单片机的知识设计一台交通红绿灯指示器，能够控制东西南北四个方向的交通，共有红黄绿三灯，红灯与绿灯之间交换时黄灯要闪烁3次，每次1秒，设定通行时间为60秒，等待时间们也是60秒。3.课程设计报告内容如图1所示结构，东西南北共12盏灯，分别都

3、是红、黄、蓝3种颜色：图1但是根据常识可以知道，四个方向中东西两个方向3盏灯的工作情况是一致的，南北方向3盏灯的工作情况是一致的，所以设东西为一组，南北为一组这样一来只需要控制6盏灯的亮灭规律就能达到要求了，剩下的两组一致就可以了。要求是南北或是东西通行时间为60秒，等待也是60秒，所以绿灯亮60秒后黄灯闪烁3秒再让红灯亮60秒，就这样反复循环。3.1设计方案的说明基于以上的任务分析再结合自己所学习的单片机的中断系统、定时器以及计数器的知识，我们把以前分好的两组每组红、黄、绿3盏灯共6盏灯分别接到单片机的6个输出引脚上面用p1口进行输出：通过对p1口p0-p5口编程来实现控制目的，各个灯的熄灭

4、情况就通过定时器、计数器以及中断系统的配合来实现控制目的。交通红绿灯的时间显示我们可以用两个发光二极管来完成，即把十位接在p1口，个位接在p3口上，然后再对p1、p3口进行编程就可以实现控制目的。这样一来 就可以分为4个工作状态：状态1：东西绿灯亮，南北红灯亮状态2：东西黄灯亮，南北红灯亮状态3：东西红灯亮，南北绿灯亮状态4：东西红灯亮，南北黄灯亮工作时就可分为这4种状态，当显示这4种以外的状态时就可以判定为出现故障。3.2各部分工作原理3.2.1硬件原理框图如图3图33.2.2软件原理框图如图4图43.2.3软件与硬件的分工合作硬件与实物相连接，软件与硬件相连接，通过编写程序使硬件实现预期的

5、功能，硬件就相当于外在表现而软件就相当于内在品质。本次设计使用的单片机为at89c51，at89c51是带有4k字节闪存的低电压高性能微处理器，其主要特性：a与mcs-51兼容b4k字节可编程flash存储器c寿命：1000写/擦循环d数据保留时间：10年e全静态工作：0hz-24mhzf三级程序存储器锁定g32可编程i/o线h两个16位定时器/计数器i5个中断源j可编程串行通道k低功耗的闲置和掉电模式l片内振荡器和时钟电路3.3设计方案的图表3.3.1主程序流程图如图5图53.3.2数码管显示电路图如图6设计中采用发光二极管作为交通灯来使用，单片机的i/o接口直接与发光二极管相连。让东西方向

6、的两组同色灯连在一起，南北方向的两组同色灯连在一起，受单片机p2.0p2.5控制。共有12个发光二极管，共阳极链接，只有当i/o口输出低电平时对应的发光二极管才会发光。其中p2.0p2.2控制东西方向的红、绿、黄3灯，p2.3p2.5控制南北方向的红、绿、黄3灯。图63.3.3系统原理图如图7图7在设计中用到起移位作用的芯片是双向移位寄存器74ls190，用此芯片来控制灯的移动，可搭建出单循环和往复循环两种结构电路。 双向移位寄存器74194 为 4 位双向移位寄存器，其主要电特性的典型值如下：当清除端（clear）为低电平时，输出端（qaqd）均为低电平。当工作方式控制端（s0、s1）均为高

7、电平时，在时钟（clock）上升沿作用下，并行数据（ad）被送入相应的输出端qaqd。此时串行数据（dsr、dsl）被禁止。当s0 为高电平、s1 为低电平时，在clock上升沿作用下进行右移操作，数据由dsr送入。当s0 为低电平、s1 为高电平时，在clock上升沿作用下进行操作，数据由dsr送入。当 s0 和 s1 均为低电平时，clock 被禁止。对于 54（74）194，只有当 clock 为高电平时 s0 和 s1 才可改变。双向移位寄存器：3.3.4仿真电路及效果图1）仿真电路2）仿真效果图图83.4编程设计说明书3.4.1程序及注释org 0000hsjmp mainorg 0

8、080hmain: mov p1，# 0ffh ;程序初始化mov p2，#0ffhmov p3，#0ffhstart: mov r4，#60 ;状态1：60秒倒计时，东西绿灯亮，南北红灯亮mov p2，#0ahs1：lcall bcddec r4mov p1,amov p3,alcall delscjne r4，#0ffh,s1mov r4，#03 ;状态2,：03秒倒计时东西黄灯亮，南北红灯亮s2：lcall bcddec r4 mov p3，aclr p2.3setb p2.5clr p2.1lcall delayclr p2.5setb p2.1lcall delscjne r4，#0

9、ffh,s2mov p2，#11h ;状态3:60秒倒计时东西红灯亮，南北绿灯亮mov r4，#60s3：lcall bcddec r4mov p1，amov p3，alcall delscjne r4，#0ffh,s3mov r4，#03 ;状态4:03秒倒计时，东西红灯亮，南北黄灯亮s4：lcall bcddec r4mov p1，aclr p2.0setb p2.2clr p2.4lcall delayclr p2.2setb p2.4lcall delscjne r4，#0ffh,s4sjmp startbcd:mov a,r4 ;将r4中的16进制数转换成10进制数并放入a中mov

10、b,#10div abswap aadd a, bret delay:mov r5，#02h ;闪烁延时子程序del1: mov r6， #0ffhdel2: mov r7, #0ffhdjnz r7，$djnz r6， del2djnz r5， del1retdels: mov r5， #08hdels1: mov r6， #0ffhdels2: mov r7， #0ffhdjnz r7， $djnz r6， dels2djnz r5， dels1retend4.总结通过将近一个星期的单片机课程设计，使我对单片机的相关知识掌握的更加牢固，在这一个星期中，我从总方案设计到画原理图，以及设计程序

11、等都有涉及使我受益匪浅。现在我对管脚以及相关的控制器都有了更进一步的了解，尤其是对i/o管脚的实用以及编程更是有了一个新的认识。这次课程设计的任务是通过单片机的i/o端口来控制12个发光二极管，从而达到实现交通系统红绿灯的指挥作用。具体的任务可分为两大块，第一是硬件的连接图，第二是通过软硬件的配合来实现硬件的功能。当然在设计和完成制作电路中我也发现了一些问题，我使用单片机作为核心控制元件，这样可以随时更新系统，进行不同状态的组合，也使得系统的可靠性更高，功能也是更加强大。但是在设计的过程中我发现灯与灯之间的变换不是非常迅速，模拟仿真后时间也不是那么精确，这都是有待改进的地方。当然在设计中我也得到了一些教训，例如在打字和编写程序时用不同的输入法显示的标点符号是不同的，要想着时时保存，做一段程序或者是框图就保存一下，防止由于什么特殊原因突然退出了导致白辛苦一场。在课程设计的过程中我翻阅了许多书籍也上网查找了许多相关的知识使我受益匪浅。我发现对待同一个问题，不同的书籍和资料的看法和着重点有一些不同但是都很有道理，让我大开眼界。在课程设计的过程中老师和同学也都给予了我很大的帮助，有时有一些画图或者是编程上的问题搞不明白，我的都会去先问问同学，要是大家都不知道就打电话问问老师，老师总是会给我们耐心的讲解，所以这次课程设计的完成也是离不开老师和同学的帮助的。我觉