1、單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計評語：考勤（10）守紀（10）過程（40）設(shè)計報告（30）答辯（10）總成績（100）專 業(yè)： 自動控制 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 蘭州交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院2013 年 3 月 7 日9 / 12文檔可自由編輯打印基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)摘 要當(dāng)今時代是一個自動化時代，交通燈控制等很多行業(yè)的設(shè)備都與計算機密切相關(guān)。因此，一個好的交通燈控制系統(tǒng)將在道路擁擠等交通狀況方面給予技術(shù)革新。本文主要介紹了一個基于89C52單片機的交通燈控制系統(tǒng)，詳細介紹了利用89C52設(shè)計并仿真實現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的過程，重點對硬件設(shè)計、軟件編程、調(diào)試分析以及各模塊系統(tǒng)流

2、程進行了詳細分析，對各部分的電路也一一進行了介紹。本電路由AT89C52單片機、按鍵、數(shù)碼管和LED燈組成，并在Protues軟件上實現(xiàn)仿真。關(guān)鍵詞：交通控制；單片機；AT89C52 AbstractThe ages is an automation ages nowadays and traffic light controls waiting a lot of equipments of professions is closely related with calculator. Therefore, a good traffic light control system will hu

3、stle for road, give technique innovation. This paper describes a 89C52 microcontroller-based traffic light control system, detailed description of the use 89C52 development process of the traffic light control system. Focus on a detailed analysis of the hardware design, software programming,analysis

4、 and debugging process of the modular system, on the part of the circuit are introduced one by one. The circuit is made up of AT89C52 microcomputer, keyboard ,digital tube and LED lamp display and realize simulation in the Protues software. Keywords:Traffic Control; Single Chip Microcomputer ;AT89C5

5、21 引言信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力、減少交通事故有明顯效果。交通燈在城市交通中起著重要的作用，它與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)，是人們出行的安全保障。因此提供一個可靠、安全、便捷的多功能交通燈控制系統(tǒng)有著現(xiàn)實的必要性。1.1設(shè)計目的通過應(yīng)用單片機的有關(guān)知識，能夠獨立設(shè)計出基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)，并要求在緊急情況下能運用中斷方式控制指示燈的亮滅來轉(zhuǎn)換道路通行方向。1.2設(shè)計要求本設(shè)計是單片機控制的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計。要求設(shè)計出針對一個大型十字路口設(shè)計的交通信號燈控制系統(tǒng)。通過單片機AT89C52控制LED燈和數(shù)碼管，模擬現(xiàn)實生活中的交通燈工作情景。1.3設(shè)

6、計方法本設(shè)計是將事先編制好的程序輸入單片機，利用單片機的定時、查詢、中斷功能，根據(jù)十字路口兩個方向上車輛動態(tài)狀況給予一定的時間通行，其中利用中斷方式來處理特殊情況。2 設(shè)計方案及原理交通燈的控制分為自動控制和人工控制兩種方式，正常情況下，交通燈處于自動控制方式，此時東西方向和南北方向的交通燈輪流導(dǎo)通，特殊情況下，可以通過人工方式延長東西方向或南北方向交通燈的導(dǎo)通時間。設(shè)計兩個按鍵K1、K2，分別為延長南北方向交通導(dǎo)通時間和東西方向交通導(dǎo)通時間。自動控制方式：系統(tǒng)上電后處于自動控制方式，首先是南北方向交通導(dǎo)通，南北方向亮綠燈，東西方向亮紅燈，數(shù)碼管從20秒開始倒計時，每隔1秒減1。倒計時結(jié)束時，

7、南北方向黃燈開始閃爍，閃爍間隔為0.5秒，共閃爍5秒。黃燈閃爍5秒倒計時結(jié)束之后，東西方向交通導(dǎo)通，東西方向亮綠燈，南北方向亮紅燈，數(shù)碼管重新開始從20秒倒計時，每隔1秒減1。人工控制方式：交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)有手控開關(guān)。在東西方向車道放行期間，若南北方向車流量較大，按下開關(guān)K1使南北方向車道放行；在南北方向車道放行期間，若東西方向車流量較大，按下開關(guān)K2使東西方向車道放行。采用外部中斷執(zhí)行中斷服務(wù)程序，并設(shè)置中斷為低優(yōu)先級中斷?？傮w設(shè)計框圖如圖1所示。圖1 總體設(shè)計框圖3 硬件設(shè)計3.1主控制系統(tǒng)模塊主控制器采用AT89C52單片機。AT89C52具有1個8KB的FLASH程序存儲器，1個5

8、12字節(jié)的RAM，4個8位的雙向可位尋址I/O端口，3個16位定時/計數(shù)器及1個串行口和6個向量二級中斷結(jié)構(gòu)。單片機的P1口分別用于控制東西方向車道及南北方向車道的通行燈，P0口和個別P3口用于2個2位LED計時器的控制。3.2時鐘電路模塊時鐘電路由一個12MHZ晶體振蕩器和兩個30pF的瓷片電容組成，時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號。電路如圖2所示。圖2 時鐘電路模塊3.3復(fù)位電路模塊復(fù)位電路是使單片機的CPU或系統(tǒng)中的其他部件處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這狀態(tài)開始工作，除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位電路以重新

9、啟動。因為本設(shè)計中功能中有倒計時時間的記憶功能，所以不能對單片機進行硬件復(fù)位，只能用軟件復(fù)位，軟件復(fù)位實際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完之后，將程序通過一條跳轉(zhuǎn)指令讓它完成復(fù)位。電路如圖3所示。圖3 復(fù)位電路模塊3.4交通燈輸出控制模塊道口交通燈指示采用高亮度紅、黃、綠發(fā)光二極管進行提示。通過與驅(qū)動電阻連接使發(fā)光二極管按照程序要求亮燈。電路如圖4所示。圖4 交通燈輸出控制電路3.5時間顯示電路模塊道口通行剩余時間倒計時采用高亮紅色7段LED發(fā)光數(shù)碼管顯示，采用共陰極數(shù)碼管。電路圖如圖5所示。圖5 數(shù)碼管顯示模塊4 軟件設(shè)計主程序采用查詢方式定時，通過調(diào)用0.5S延時子程序的次數(shù)，從而獲取交通燈的各種時間。

10、子程序采用定時器1方式1查詢定時，定時器定時50ms，確定50ms循環(huán)20次，從而獲得1S的延時時間。有車車道的放行的中斷服務(wù)程序首先要保護現(xiàn)場，因而需用到延時子程序，子程序采用定時器0方式1查詢式定時，定時器定時50ms，確定50ms循環(huán)20次，從而獲得1S的延時時間，保護現(xiàn)場時還需關(guān)中斷。由軟件查詢外中斷，判別哪一道有車。待交通燈信號出現(xiàn)后，保持10S的延時，然后關(guān)中斷，恢復(fù)現(xiàn)場，再開中斷返回主程序。4.1程序流程圖圖6 程序流程圖5 系統(tǒng)仿真及實際調(diào)試正常情況下的南北車道綠燈20S放行仿真圖如附圖1所示。當(dāng)南北車道無車，東西車道有車時，切換到東西車道綠燈時的仿真圖附圖2所示。6 總結(jié)通過

11、此次課程設(shè)計，復(fù)習(xí)鞏固以前我們所學(xué)習(xí)的數(shù)字、模擬電子技術(shù)、單片機原理及接口等課程知識，加深對各門課程及相互關(guān)系的理解，并成功使用了Proteus Isis電子軟件，使理論知識系統(tǒng)化、實用化。制作過程中遇到了很多問題，通過不斷地查資料，不斷地調(diào)試，一一解決。此次課程設(shè)計鞏固了我的基礎(chǔ)知識，提高了我的應(yīng)用水平，鍛煉了我的動手能力，使我受益匪淺。然而，在吸取經(jīng)驗的同時，我也吸取了不少教訓(xùn)。在編寫軟件中，在此過程中我更為熟練得掌握匯編語言各種指令的使用方法，掌握了keil軟件的使用。在編程、仿真方面都走了不少彎路。在軟件調(diào)試過程中，使我又一次復(fù)習(xí)了keil和proteus聯(lián)合使用的方法。在調(diào)試時曾經(jīng)遇

12、到數(shù)碼管倒計時顯示時間兩位不能同時顯示，后來經(jīng)過查找資料不斷調(diào)試才領(lǐng)悟到原來在顯示的過程中要循環(huán)顯示才能使得顯示穩(wěn)定下來。通過這次課程設(shè)計，我掌握了用單片機設(shè)計交通燈的基體方法，增強了我尋找問題，解決問題的能力。在今后的學(xué)習(xí)和實踐中，我將繼續(xù)努力鉆研，提高自己，爭取在學(xué)術(shù)和記憶上獲得更大的進步。參考文獻1李華,王思明，張金敏.單片機原理及應(yīng)用M.蘭州：蘭州大學(xué)出版社,2001.5 2楊居義.單片機課程設(shè)計指導(dǎo)M.北京:清華大學(xué)出版社,2009.123盧艷軍.單片機原理及應(yīng)用系統(tǒng)M.北京：機械工業(yè)出版社，2005.2附錄程序源代碼 ORG 0000H ；初始化 AJMP BEGIN ORG 00

13、03H LJMP ZD ORG 0013H LJMP ZD ORG 0030HBEGIN: MOV SP,#6FH ；設(shè)置中斷位 SETB EA ；打開總中斷 SETB EX0 ；打開外部中斷0 SETB EX1 ；打開外部中斷1 CLR IT0 CLR IT1 AL: MOV R7,#20 ；南北車道亮綠燈20s程序 MOV P1,#0DEH LCALL TIME1S MOV R4,#05 AH: MOV P1,#0DDH ；南北方向亮黃燈 MOV R5,#05 AAA: LCALL TIME01S ；延時0.5s DJNZ R5,AAA MOV P1,#0DFH MOV R5,#05 BB

14、B: LCALL TIME01S ；延時0.5s DJNZ R5,BBB DJNZ R4,AH BL: MOV R7,#20 ；東西方向亮綠燈20s程序 MOV R0,#0F3H MOV P1,R0 LCALL TIME1S MOV R4,#05 BH: MOV R0,#0EBH ；東西方向亮黃燈 MOV P1,R0 MOV R5,#05 BA: LCALL TIME01S ；延時0.5s DJNZ R5,BA MOV R0,#0FBH MOV P1,R0 MOV R5,#05 BB: LCALL TIME01S ；延時0.5s DJNZ R5,BB DJNZ R4,BH JMP AL TIM

15、E1S: MOV R3,#50 ；延時1s CLR A ABC: MOV A,R7 LCALL XS DJNZ R3,ABC DJNZ R7,TIME1S RETTIME01S: MOV R7,#05 ；延時0.1s CLR A BCD: MOV A,R4 LCALL XS DJNZ R7,BCD RETTIME10MS: MOV R2,#20 ；鍵掃描10ms子程序 YS: MOV R6,#248 DJNZ R6,$ DJNZ R2,YS RET XS: MOV R6,A ；延時20ms并輸出秒數(shù) MOV R1,#40H MOV A,R6 MOV B,#10 DIV AB MOV R1,A

16、INC R1 MOV R1,B MOV DPTR,#LIST MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR P3.7 LCALL TIME10MS SETB P3.7 DEC R1 MOV DPTR,#LIST MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR P3.6 LCALL TIME10MS SETB P3.6 RET LIST:DB 3FH,06H,5BH,4FH ；查表 DB 66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH DB 39H,5EH,79H,71H DB 40H,00H ZD: MOV 43H,R7 ；中斷 PUSH 43H MOV 44H,R0 PUSH 44H MOV 45H,R6 PUSH 45H MOV 46H,R3 PUSH 46H JNB P3.2,S1 JNB P3.3,S2 RET S1: MOV R7,#10 ；由東西方向切換為南北方向 MOV R0,#0