单片机课程设计_交通灯控制系统(C51版)-副本教材

1、湖南工业大学课程设计资料袋电气与信息工程学院 二学年第 1 学期课程名称单片机系统课程设计指导教师 凌云职称学生姓名刘宝雨专业班级 测控1002班学号 题 目交通灯控制系统（C51版）成 绩起止日期 2012 年 12月10 日2012 年12月_28_日目 录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书2课程设计说明书3课程设计图纸张4心得体会56湖南工业大学课程设计任务书2012 2013学年第1学期电气与信息工程 学院测控技术与仪器专业 102 班课程名称：单片机系统课程设计设计题目： 交通灯控制系统（C51版）完成期限：自 2012 年 12月17 日至 2012年 12月 28 日共

2、 2 周内 容 及 任 务皿 皿 括 ff包 f 数 数 案A> s S 控 111®变 o攵 度 的ga 戏 精 口城 闲 吋 路妗 忡 计 皿豹 <，mllo罚 云 启 个乙寸 告 皿 钮24即础果 报 创 按 2恤训甜 计 我 由 FTBiH垂 殳 州 时 hmwjs序野 讣 计 儿1/市程W H倒 妇严窑析>(V <:>:计皿刑如/，餅书 珊Br定设小厠位缜用诩 殺定 松 统信的2仿駅触 W 川療xam向ssw IBH倒 希够V萌 usli 定血 钟 控邯各昉te1i m20川仍川W乍如每pPcCm rnj 小 3 小、娄 ，一上 Rn 苗、 侄

3、行计行计交4灯在用撰 11倒 1 倒 2 号序 345 1 示 示1 信程111进度安排期 日 k 起容 内 作 工完主要参考资料- 预 静宗 何潘 伟 苗 欧刘 - - - - 1 2 - - 单片机系统课程设计说明书交通灯控制系统（C51版）起止日期:2012年12月_17_日至2012 年 _J2_ 月 _28_ 日学生姓名刘宝雨班级测控1002班学号10401600244成绩湖南工业大学电气与信息工程学院2012年12月10日目录前言一、总体设计要求31. 硬件、框图32. 软件、模块及任务 3二、硬件设计41. 硬件原理图42. 器件选择43. 电路设计6三、软件设计71. 程序流程

4、图72. 程序编写8四、仿真调试14五、实验总结15六、参考文献16刖言如今随着人们生活水平的提高，车辆越来越多，交通事故频繁发生。交通信 号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量，提高道路通行能力，减 少交通事故有明显效果。交通灯在城市交通中起着重要的作用， 它与人们日常生 活密切相关，是人们出行的安全保障。因此提供一个可靠、安全、便捷的多功能 交通灯控制系统有着现实的必要性。 为了解决这些问题，我们更应该提高交通控 制和管理水平，合理使用现有交通设施，充分发挥其能力，提高交通效率，促进 和谐交通的建立。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向 深入，同时带动传统控制检测

5、日新月益更新。 在实时检测和自动控制的单片机应 用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的， 还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合， 加以完善。本 系统设计一个基于单片机的交通灯控制系统。通过对交通灯的设计仿真和模拟， 来加强对单片机的应用的了解和学习， 加强对课堂理论知识的学习，同时为以后 的进一步深造打下一个良好的基础。总体设计要求1 硬件万案单片机根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如下图所示。o 数码管显示A 红绿灯系统硬件框图单片机可选用AT89C51，它与8052系列单片机全兼容，但其内部带有 4KB 的FLASH ROM，设计时无

6、需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。 南北向和东西向各采用2个数码管计时，同时需要对该方向的指示灯的点亮时间 进行倒计时。若单片机的10 口不够用时，可以考虑用扩展来满足系统的要求。2.软件方案根据设计要求，程序框图如图1所示。软件可由C语言完成，也可由 C语言 完成。软件设计可以分为以下几个功能模块：主程序：初始化计时程序模块：为定时器的中断服务子程序，完成 0.1秒（或其他时间）和1 秒的时间定时。显示程序模块：完成2 4个发光二极管和 8个LED数码管的显示驱动。软件设计程序流程图3、硬件设计1、原件选择AT89C51芯片PDIPvtcW(D BOF1.1C3s円皇匚? F0.

7、KM1)P11C43T匚 MJ (M3P1#LEMP1BC?34PI f匸e33 FO.CiMOrareeSJM.FiACTw31j tAffliu:TSUJP3.1C1iW ALE«lMt丽：FirC13 P&th(KrirFSlCn（TO冋#匚H57(T1JWBCID210JP34fUMn.rc1T F3.a<A11>XTA2 匚IBn匚192JM.1W3W匚33AT89C51是美国ATME公司生产的低电压，高性能CMOS位单片机，有40个引脚， 32个外部双向输入/输出（I/O ）端口，同时 内含2个外中断口，3个16位可编程定时计 数器,2个全双工串行通信

8、口，2个读写口线， 片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读 程序存储器和256 bytes的随机存取数据存 储器（RAM，器件采用ATMEI公司的高密度、 非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8051产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU和Flash存储单 元，可以按照常规方法对其进行编程， 也可以在线编程。其将通用的微处理器和 Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低 开发成本。共阴极数码管共阴极数码管的管脚如图所示，其中标注共极的管脚接电源和地，标注字母 的管脚分别接译码器的对应输出端；DP控制小数点的显示，若不需要显示

9、，则 该端口接电平或是悬空，若需要显示，则接高电平；共阴极数码管当输入高电平 时显示。G F 共极 A BAD DPE ) 共极 C DP2、电路设计ATME公司生产的AT89C52单片机它是硬件电路的核心部分， 时钟电路晶振使用12MHz时钟电路设计如下图所示：复位电路如下图所示:电源电路设计电源用5V直流变压器直接供电。供电电路显示电路采用8个共阴数码管，P1 口作为数码管的输入，分别作为东西南北四路数码管的位选端。数码管显示电路三、软件设计1、程序流程图主程序流程图2、程序编写#in clude<reg51.h>#defi ne uint un sig ned int#def

10、i ne uchar un sig ned charsbit dula=P2A0;sbit wela=P2A1；uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;uchar nu m,de ng,de ngl,shi,ge,lshi,lge;int shijian,shijianl;void delay( uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x_)for(y=110;y>0;y-);void display(uchar

11、shi,uchar ge)dula=1;P0=tableshi;dula=O;PO=OxOO;wela=1;PO=Oxfe;wela=O;PO=OxOO;delay(5);dula=1;PO=tablege;dula=O;PO=OxOO;wela=1;PO=Oxfd;wela=O;PO=OxOO;delay(5);void displayl(uchar lshi,uchar lge)dula=1;PO=tablelshi;dula=0;P0=0x00;wela=1;P0=0xfb;wela=0;P0=0x00;delay(5);dula=1;PO=tablelge;dula=O;PO=OxOO

12、;wela=1;PO=Oxf7;wela=O;PO=OxOO;delay(5);void dx()if(shijia n=0)switch(de ng)case 0: shijia n=20;/ deng=1; break;case 1: shijia n=5; den g=2; break;case 2: shijia n=30;/ den g=3; break;case 3: shijia n=5; den g=4; break;case 4: shijia n=60;/ den g=0; break;左转弯绿灯左转弯黄灯直走绿灯直走黄灯禁止通行if(shijia nl=O)switch(

13、de ngl)case 0: shijia nl=60;/ den gl=1; break;case 1: shijia nl=20; den gl=2; break;case 2: shijia nl=5;/ den gl=3; break;case 3: shijia nl=30;/ den gl=4; break;case 4: shijia nl=5;/ den gl=0; break;if(nu m=20)num=0;shijia n-;shijia nl-;禁止通行左转弯绿灯左转弯黄灯直行绿灯直行黄灯lshi=shijia nl/10;lge=shijia nl%10;displa

14、yl(lshi,lge);shi=shijia n/10;ge=shijia n%10;display(shi,ge);switch(de ng)case 1: P3=0x21;左转弯绿灯直行红灯break;case 2: if(shijia n%2=0)左转弯黄灯闪烁直行红灯P3=0x22;if(shijia n%2=1)P3=0x20;break;case 3: P3=0x0c;/直行绿灯左转弯红灯break;case 4: if(shijia n%2=0)直行黄灯闪烁左转弯红灯P3=0x14;if(shijia n%2=1)P3=0x04;break;case 0: P3=0x24; 直

15、行红灯左转弯红灯break;switch(de ngl)case 1: P仁0x24;/ 直行红灯左转弯红灯break;case 2: P仁0x21;/ 左转弯绿灯直行红灯break;case 3: if(shijia n%2=0)左转弯黄灯闪烁直行红灯P仁 0x22;if(shijia n%2=1)P仁 0x20;break;case 4: P仁0x0c;直行绿灯左转弯红灯break;case 0: if(shijia n%2=0)直行黄灯闪烁左转弯红灯P仁 0x14;if(shijia n%2=1)P仁 0x04;break;void mai n()TMOD=0x01;TH0=(65536

16、-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1)dx();void time() in terrupt 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;nu m+;四、仿真调试KUhmmM.1M1HMM"r * 羸uiHiA iKUri-i 1 松创 NMlJ VjLUrf 出El小* J J 1 T- mpiF-lF-!F-lHF-lHMMi» Fumdj fu*TTMJ*TF 12 7Jinf J J J * £ T- i'jf-jf-jmh

17、pjnm 80000 00AgaHABdfamrra :»Q?1)*? *?L1ILtoil _ dL1|3ijtlJbadaaaiia baa-SDEF-Q DF 1E五、总结这是我第一次次做单片机课程设计，可想而知结果也很糟糕，虽 然遇到了很多的困难与问题，但是在自己的自学和同学的帮助之下， 圆满的完成任务。本设计采用的是软硬件结合的方案，所以对软件编程有一定的要 求，而且这也是我第一次自己写C语言程序，刚开始思路很僵硬也不 知道机械语言的那种很强的逻辑性，最后通过多看程序，多思考和改 进终于实现软件功能。虽然硬件电路比较简单，但是首先要有比较好 的布局，这关系到美观和走线的方便，再一个就是电路的排查方面， 第一次设计出来的电路总是或多或少有一些问题这就需要细心与耐 心的排查。通过这次课程设计使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和 解决