單片機C語言入門課程設計（報告）《單片機C語言入門》課程設計（報告）題目：紅綠燈定時控制系統(tǒng)設計目錄第1章概述 31.1選題意義 31.2定時紅綠色的現(xiàn)狀 3第2章總體設計方案 42..1定時紅綠燈設計的基本要求 42.3系統(tǒng)總體方案及硬件設計 62.3.1定時紅綠燈總體設計方案 62.3.2單片機的特點 62.3.3數(shù)字邏輯電路的特點 72.3.4MSC-51芯片介紹 92.3.5硬件的介紹 12第3章項目仿真 143.1項目代碼 143.2.仿真結果 17總結 18附頁 19

第1章概述1.1選題意義交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著人們社會活動的日益頻繁，交通也成了日常生活的一部分，在交通燈出現(xiàn)以前，如何有效的緩解交通壓力以及避免不必要的交通事故，這成了一個城市擁有良好的交通治安的前提。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1.2定時紅綠燈的現(xiàn)狀(1)近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術日益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件結構軟硬件結合，加以完善。(2)十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實現(xiàn)這井然秩序呢?靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。交通信號燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用AT89S52單片機來設計交通燈控制器，實現(xiàn)了紅綠燈循環(huán)點亮，倒計時剩5秒時黃燈閃爍警示；紅綠綠燈時間可調(diào)節(jié)(根據(jù)實際情況靈活控制)并可通過雙位數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展功能強。第2章總體設計方案2.1定時紅綠燈設計的基本要求用AT89S52單片機模擬十字路口紅綠燈。要求：南北方向和東西方向各三個led燈(紅黃綠)，并用數(shù)碼管顯示通行的時間，通行時間可通過按鍵修改。要求：(3)紅綠燈交替：初始化時南北方向綠燈放行，最后5s黃燈警告，東西方向紅燈禁止通行，然后南北方向和東西方向狀態(tài)切換。(4)交替時間可控：綠燈亮起通行時間可以通過按鍵增加或者減少。(5)時間用數(shù)碼管時刻顯示：南北方向和東西方向紅綠燈亮的時間時刻由兩位數(shù)碼管顯示。2.2定時紅綠燈的構架框圖總體設計圖據(jù)此，本設計系統(tǒng)以單片機為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由按鍵設置模塊產(chǎn)生輸入，信號燈狀態(tài)模塊、LED倒計時模塊接受輸出。系統(tǒng)的總體框圖如上所示。單片機上電后，系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，同時將時間數(shù)據(jù)倒計時輸入到LED數(shù)碼管上實時顯示。在此過程中隨時通過鍵盤調(diào)用急停按鍵和時間調(diào)節(jié)中斷。交通燈系統(tǒng)硬件設計此設計采用的是AT89C51單片機為部控制芯片，外部接有按鍵中斷電路以及復位電路以外，還有4個兩位數(shù)碼管，用以倒計時和4個路口的燈,共12個LED燈。2.3系統(tǒng)總體方案及硬件設計2.3.1單片機紅綠燈的總體設計方案設計思路：為了實現(xiàn)十字路口交通燈的模擬，我們首先在網(wǎng)上收集相關資料，然后在到實際交通路口觀察紅綠燈工作情況，在然后進行仿真軟件的仿真，最后進行單片機實物的模擬測試。此設計的時間控制用AT89s52的定時器進行，設定定時器初值為46080,(由于晶振為11.0592,故所記次數(shù)應為46080,計時器每隔50000微秒發(fā)起一次中斷)，記錄20次中斷標志為1s，同時用IO口的電平轉換來檢測按鍵，來判斷相應的功能。用數(shù)碼管顯示時刻相應的時間。2.3.2單片機的特點單片機特點：(1)高集成度，體積小，高可靠性單片機將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最小的。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設計的，內(nèi)部布線很短，其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。單片機程序指令，常數(shù)及表格等固化在ROM中不易破壞，許多信號通道均在一個芯片內(nèi)，故可靠性高。(2)控制功能強為了滿足對對象的控制要求，單片機的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件：分支轉移能力，I/O口的邏輯操作及位處理能力，非常適用于專門的控制功能。(3)低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng)，許多單片機內(nèi)的工作電壓僅為1.8V~3.6V，而工作電流僅為數(shù)百微安。(4)易擴展片內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件。芯片外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入/輸出管腳，很容易構成各種規(guī)模的計算機應用系統(tǒng)。(5)優(yōu)異的性能價格比單片機的性能極高。為了提高速度和運行效率，單片機已開始使用RISC流水線和DSP等技術。單片機的尋址能力也已突破64KB的限制，有的已可達到1MB和16MB，片內(nèi)的ROM容量可達62MB，RAM容量則可達2MB。由于單片機的廣泛使用，因而銷量極大，各大公司的商業(yè)競爭更使其價格十分低廉，其性能價格比極高。2.3.3數(shù)字邏輯電路特點：用數(shù)字電路邏輯器件組成控制電路，這樣原理簡單清楚，但是調(diào)節(jié)起來很復雜，需要更改電路結構。根據(jù)設計要求及設計的需要我采用單片機來作為控制手段，選用AT89S52單片機作為該課程設計的核心來對數(shù)字信息進行處理及儲存。它是一個低電壓，高性能的CMOS8位單片機，片內(nèi)含8kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，2個讀寫口，AT89S52可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。系統(tǒng)硬件電路原理詳圖復位電路原理圖時鐘電路原理圖2.3.4MCS-51芯片簡介MCS-51單片機部結構8051是MCS-51系列單片機的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。8051單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：·中央處理器：中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作?！?shù)據(jù)存儲器(RAM)8051部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。2.3.5硬件的介紹LED顯示數(shù)碼管八段LED顯示器由八個發(fā)光二極管組成。其中7個長條形的發(fā)光管排列成“日”字形，另一個圓點形的放光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，它能顯示各種數(shù)字及部分英文字母。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱為共陽極LED顯示器如圖2-2所示；另一種是8個發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱為共陰極LED顯示器晶體振蕩器石英晶體振蕩器的特點是振蕩頻率準確、電路結構簡單、頻率易調(diào)整，作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。我們在晶體某一方向加一電場，從而在與此垂直的方向產(chǎn)生機械振動，有了機械振動，就會在相應的垂直面上產(chǎn)生電場，從而使機械振動和電場互為因果，這種循環(huán)過程一直持續(xù)到晶體的機械強度限制時，才達到最后穩(wěn)定，這種壓電諧振的頻率即為晶體振蕩器的固有頻率。第3章項目仿真3.1項目代碼#include"reg51.h"unsignedintcnt=0;voidTime(void)interrupt3using0{if(cnt==0){//greenandredP1=0x1e;}elseif(cnt==80){//yellowandredP1=0x1d;}elseif(cnt==100){//redandgreenP1=0x33;}elseif(cnt==180){//redandyellowP1=0x2b;}TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;cnt=(cnt+1)%200;}voidmain(){EA=1;//開總中斷ET1=1;//定時器T1中斷允許TMOD=0x10;//使用定時器T1的方式1TH1=(65536-50000)/256;//定時器的高8位賦初值TL1=(65536-50000)%256;//定時器的低8位賦初值TR1=1;//啟用定時器T1while(1);}3.2仿真結果總結通過這次單片機課程設計，真的是受益匪淺。動手能力和合作能力都得到了一定的培養(yǎng)，要感謝領導和老師們提供的這次寶貴的實踐機。在這次設計過程中，第一次接觸實物。硬件的設計跟焊接都要自己動手。軟件的編程也要不斷的調(diào)試。最終一個能完成課程設計的勞動成果出來了，很高興它能按著設計的思想和要求運行起來。當然。這其中也有很多的問題。第一。由于對課本理論的不熟悉導致編程出現(xiàn)錯誤。第二，是在學習態(tài)度上、這次課程設計是對我們的學習態(tài)度的一次檢驗。要求具備的首要素質(zhì)絕對應該是嚴謹。我們這次設計所遇到的多半問題多數(shù)都是由于不夠嚴謹。第三，在做人上，我認識到、無論做什么事情、只要你足夠堅強。有足夠的毅力和決心、有足夠的挑戰(zhàn)困難的勇氣、就沒有什么辦不到的。附錄原程序代碼#include<reg51.h>#defineuintunsignedint//宏定義#defineucharunsignedchar//宏定義ucharaa,cc,NBshi,NBge,DXshi,DXge,NBtemp,DXtemp;//定義變量sbitNBR=P3^0;//南北紅燈sbitNBY=P3^1;//南北黃燈sbitNBG=P3^4;//南北綠燈sbitDXY=P3^5;//東西黃燈sbitDXG=P3^6;//東西綠燈sbitDXR=P3^7;//東西紅燈ucharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//數(shù)字的代碼從0-9//數(shù)字的代碼從0-9voidinit();//初始化子程序的申明voiddisplayNB(ucharNBshi,ucharNBge);//顯示子程序的申明voiddelay(uintz);//延時子程序的申明voidfenjieNB();//南北數(shù)碼管顯示數(shù)字的分解函數(shù)voidfenjieDX();//東西數(shù)碼管顯示數(shù)字的分解函數(shù)voidmain()voidinit();//初始化子程序的申明voiddisplayNB(ucharNBshi,ucharNBge);//顯示子程序的申明voiddelay(uintz);//延時子程序的申明voidfenjieNB();//南北數(shù)碼管顯示數(shù)字的分解函數(shù)voidfenjieDX();//東西數(shù)碼管顯示數(shù)字的分解函數(shù)voidmain(){init();//初始化子程序while(1){if(cc==82)//循環(huán)一次結束{cc=0;//從新進行下一次循環(huán)}}voiddelay(uintz)//帶參數(shù)的延時函數(shù)voiddelay(uintz)//帶參數(shù)的延時函數(shù){ucharx,y;//定義兩個變量for(x=z;x>0;x--)//循環(huán)延時for(y=110;y>0;y--);//循環(huán)延時}voidinit()/