单片机课程设计LED交通灯控制系统设计

1、单片机及应用课程设计说明书（论文）设计题目： led交通灯控制系统设计 所属学院： 电气信息技术学院 专 业： 应用电子班 姓 名： 学 号： 1005010109 班 级： 应用电子班 起讫时间： 2011.12.26-2011.12.31 指导教师： 课程设计任务书学生姓名 专业班级应用电子班学号1005010109指导教师 设计地点实验楼3楼318教室设计题目led交通灯控制系统设计设计任务与要求： 一、设计任务：led交通灯控制电路。二、技术指标：东西向绿灯亮若干秒后，黄灯闪烁，闪烁5秒后亮红灯，红灯亮后南北向由红灯变为绿灯，若干秒后南北向黄灯闪烁，闪烁5次后亮红灯，东西向绿灯亮，如此

2、往复三、设计要求：1根据要求合理选择电路形式，画出初步电路。2设计并绘制电路原理图。3画出完整的程序流程图，编写程序。4撰写详细的课程设计说明书，给出全部电路和源程序。进度安排（包括时间划分和各阶段主要工作内容）星期一：教师讲解，学生准备资料。主要内容是了解课程设计的目的、要求、时间安排，设计内容、设计方法、电路的基本原理等。学生自己选取课程设计电路，对题目分析，准备资料（包括到图书馆查找资料）。星期二：确定设计方案、讨论和分析电路工作原理、设计和绘制电路原理图。星期三设计完整的程序流程图，编写程序。星期四程序调试，撰写课程设计总结报告。星期五答辩，评分。教学团队及所属学院审核意见：审核人签名

3、及学院公章： 年 月 日任务下达人（签字） 年 月 日任务接受人（签字）年 月 日引言近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体的硬件结构软硬件结合，加以完善。本单片机课程设计师仿十字路口交通灯功能，要求东西向绿灯亮若干秒后，黄灯闪烁，闪烁5秒后亮红灯，红灯亮后南北向由红灯变为绿灯，若干秒后南北向黄灯闪烁，闪烁5次后亮红灯，东西向绿灯亮，如此往复。一、 单片的概述随着微电子技术的不断发展，计算机技术也得到迅速发展，并且由于芯片的集成度的提高

4、而使计算机微型化，出现了单片微型计算机（single chip computer），简称单片机，也可称为微控制器mcu（micro controller unit）。单片机，即集成在一块芯片上的计算机，集成了中央处理器cpu（central processing unit）、随机存储器ram（random access memory）、只读存储器（read only memory）、定时器/计数器以及i/o接口电路等主要计算机部件。单片机具有功能强，体积小，成本低，功耗小，配置灵活等特点，使其在工业控制、智能仪表、技术改造、通信系统、信号处理等领域以及家用电器、高级玩具、办公自动化设备等方面均

5、得到应用。从1976年9月intel公司推出mcs48系列单片机以来，世界上的一些著名的器件公司都纷纷推出各自系列的单片机产品。主要有intel公司的mcs48，51，96系列单片机；motorola公司的mc6801，6805系列单片机；zilog公司的z8系列单片机；近年有atmel公司的at89系列单片机和microchip公司的pic系列单片机等。各种系列的单片机由于其内部功能、单元组成及指令系统的不尽相同，形成了各具特色的系列产品。其中intel公司生产的mcs系列单片机目前仍占主导地位。单片机作为微型计算机的一个分支，与一般的微型计算机没有本质上的区别，同样具有快速、精确、记忆功能

6、和逻辑判断能力等特点。但单片机是集成在一块芯片上的微型计算机，它与一般的微型计算机相比，在硬件结构和指令设置上均有独到之处，主要特点有：1体积小，重量轻；价格低，功能强；电源单一，功耗低；可靠性高，抗干扰能力强。这是单片机得到迅速普及和发展的主要原因。同时由于它的功耗低，使后期投入成本也大大降低。2使用方便灵活、通用性强。由于单片机本身就构成一个最小系统，只要根据不同的控制对象作相应的改变即可，因而它具有很强的通用性。3目前大多数单片机采用哈佛（harvard）结构体系。单片机的数据存储器空间和程序存储器空间相互独立。单片机主要面向测控对象，通常有大量的控制程序和较少的随机数据，将程序和数据分

7、开，使用较大容量的程序存储器来固化程序代码，使用少量的数据存储器来存取随机数据。程序在只读存储器rom中运行，不易受外界侵害，可靠性高。4突出控制功能的指令系统。单片机的指令系统中有大量的单字节指令，以提高指令运行速度和操作效率；有丰富的位操作指令，满足了对开关量控制的要求；有丰富的转移指令，包括有无条件转移指令和条件转移指令。5较低的处理速度和较小的存储容量。因为单片机是一种小而全的微型机系统，它是牺牲运算速度和存储容量来换取其体积小、功耗低等特色。二、任务分析模拟交通控制器就是使用单片机来控制一些led灯，模拟真实的交通灯功能，红、黄、绿交替闪亮，用于治理十字路口的车辆及行人的交通。本次设

8、计共用12只led分成东西向和南北向两组，各组指示灯均有相向的2只红色led，2只黄色led与2只绿色led，程序运行时模拟了十字路口交通信号灯的红绿灯的切换显示及黄灯闪烁显示效果。单片选用atmega16，功能强大，为设计和调试带来极大地方便。电路只有单片机最小系统，和指示灯系统组成,硬件较为简单。本次设计交通指示灯切换时间设置得较短，这样可在调试的时候快速观察到运行结果。三、电路原理图四、源程序代码#include<iom16v.h>#include<delay.h>#define int8u unsigned char#define int16u unsigned

9、 int#define red_ew_on() portc&=_bv(pc0)#define yellow_ew_on() portc&=_bv(pc1)#define green_ew_on() portc&=_bv(pc2)#define red_ew_off() portc|=_bv(pc0)#define yellow_ew_off() portc|=_bv(pc1)#define green_ew_off() portc|=_bv(pc2)#define red_sn_on() portc&=_bv(pc3)#define yellow_sn_on()

10、 portc&=_bv(pc4)#define green_sn_on() portc&=_bv(pc5)#define red_sn_off() portc|=_bv(pc3)#define yellow_sn_off() portc|=_bv(pc4)#define green_sn_off() portc|=_bv(pc5)#define yellow_ew_blink() portc=_bv(pc1)#define yellow_sn_blink() portc=_bv(pc4)int8u flash_count=0,operation_type=1;void traf

11、fic_light()switch(operation_type)case1:red_ew_off();yelllow_ew_off();green_ew_on();red_sn_on();yellow_sn_off();green_sn_off();_delay_ms(300);operation_type=2;break;case2:_delay_ms(300);yellow_ew_blink();green_ew_off();if(+flash_count!=100) return;flash_count=0;operation_type=3;break;case3: red_ew_on

12、();yelllow_ew_off();green_ew_off();red_sn_off();yellow_sn_off();green_sn_on();_delay_ms(300);operation_type=4;break;case4: _delay_ms(300);yellow_sn_blink();green_sn_off();if(+flash_count!=100) return;flash_count=0;operation_type=1;break;int main()ddrc=0xff;portc=0xff;while(1) traaffic_light();五、设计总结

13、本次设计充分利用了atmega单片机的基础知识，验证了学习中的理论知识，并加以小小的利用，成效显著，通过本次对led交通灯控制系统的设计，我还深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。而且通过对此课程的设计，我不但知道了以前不知道的理论知识，而且也巩固了以前知道的知识。最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的真谛。也明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。他是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的动手能力。六、心得体会单片机作为我们的主要专业课之一，虽然在大二开学初我对这门课并没有什么兴趣，觉得那些程序枯燥乏味，但在这次课程设计后我发现自己在

14、一点一滴的努力中对单片机的兴趣也在逐渐增加。 这次单片机课程设计我们历时一个星期但，过这一个星期的实践和体验下来，对我来说学到的不仅是那些知识，更多的是团队和合作。现在想来，也许学校安排的课程设计有着它更深层的意义吧，它不仅仅让我们综合那些理论知识来运用到设计和创新，还让我们知道了一个团队凝聚在一起时所能发挥出的巨大潜能! 一个星期前我还在为到底选那个课题而发生分歧，但是随之而来的问题却远比我们想想的要困难的多，我没想到这项看起来不需要多少技术的工作却是非常需要耐心和精力在一个星期后的今天我已明白课程设计对我来说的意义，它不仅仅是让我们把所学的理论知识与实践相结合起来，提高自己的实际动手能力和

15、独立思考的能力，更重要的是同学间的团结，虽然我这次感觉自己的课程设计还有很多不足，但我相信我们得到的也会更多! 作为一名应用电子专业的大二学生，我觉得做单片机课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。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。 在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在做单片机课程设计，但我们不是

16、艺术家，他们可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔，而我们一切都要有据可依，有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，如：protel制图、protues仿真、c语言、模拟和数字电路知识等。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。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

17、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记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题的课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。设计过程，好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，但毕竟这是第一次做，难免会遇到各种各样的问题。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。我们通过查阅大量有关资料，并在小组中互相讨论，交流经验和自学，若遇到实在搞不明白的问题就会及时请教老师，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得作为一名自动化专业的学生，单片机的课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽