C51期末課程設計大作業(yè)

課程名稱：交通燈程序設計

學院：學息技術學院

系別：計算機應用系

專業(yè)：計算機應用技術

班級：班90X

組序號：第二組

組員XX

學號XXXXXXXX

........................................功能要求1

........................................方案論證1

三...........................................硬件解讀2

四流程圖5

五...........................................軟件設計8

六...........................................設計總結15

、功能要求

（一）設計所要完成的功能如下：

1、信號燈受一個起動開關控制，當起動開關接通時，信號系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東

西綠燈亮。當起動開關斷開時，所有信號燈都熄滅。

2、南北紅燈亮維持25S。在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持20S。到20s時，東西綠

燈閃爍，閃爍3s后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2S。到2s時，東西黃燈熄，東

西紅燈亮。同時，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。東西紅燈亮維持30So南北綠燈亮維持25S,然后閃

爍3S,熄滅。同時南北黃燈殼，維持2s后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈光

3、要有倒計時數(shù)碼顯示。

（-）設計要求：

1、功能要求

2、方案論證

3、系統(tǒng)硬件電路設計（給出鍵盤電路、LED顯示電路）

4、系統(tǒng)程序設計（要求給出流程圖和程序清單）

二、方案論證

（-）方案的選擇和論證

根據(jù)題目要求，系統(tǒng)可以劃分為幾個基本模塊：

1、時鐘模塊

2、時鐘設置模塊

3、顯示譯碼模塊

4、復位電路

對各模塊的實現(xiàn)，分別有以下一些不同的設計方案：

（1）標準時基模塊

方案一：采用直接從晶振分頻得到12MHz信號。該方案比較容易實現(xiàn)，但精確度不高，很難達到題

目精確度的要求。

方案二：采用單片機C51經(jīng)過延時程序產(chǎn)生12MHz時基信號。在單片機程序設計中通過延時程序的

循環(huán)產(chǎn)生所需要的12MHz的時基信號，該方案精確度比較高，而且也易于程序調整，電路結構簡

單，系統(tǒng)資源占用較小。

基于上述理論分析，擬訂方案二。

（2）時鐘控制模塊

方案一：采用單片機對鍵盤掃描和讀取來控制不同時間值。通過單片機對鍵盤的引腳不停的掃描，

讀入某時刻按下的鍵，通過單片機內部查表程序譯出按鍵所對應的值從而使時間的值發(fā)生改變。該

方案簡單，常用，資源占用較小。

方案二：采用PLD芯片引腳鎖定，通過開關的通和短控制PLD中計數(shù)器的值。該方案程序設計簡單

但按鍵不直觀不易使用，且用了PLD芯片而使成本過高。

基于上述理論分析，擬訂方案一。

(3)顯示模塊

方案一：采用液晶屏幕顯示時鐘和紅綠燈.該方案顯示清晰，體積比較小，易于PCB板的印制。

但其程序設計非常復雜，成本過高。

方案二：采用七段數(shù)碼管顯示時鐘和紅綠燈。該方案簡單，可以很好的通過單片機連用實現(xiàn)功

能。成本較低。

基于上述理論分析，擬訂方案二。

(二)小結

經(jīng)過子細的論證和比較，決定了系統(tǒng)各個主要模塊的最終方案如下：

標準時基模塊：采用單片機C51的延時程序產(chǎn)生12MHz的時鐘信號驅動LEDo

時間設置模塊：采用鍵盤和單片機控制進行時間設置。顯示模塊：采用普通七段顯示數(shù)碼管顯示。

系統(tǒng)的模塊圖如下：

1、單片機時鐘控制模塊

2、鍵盤設置模塊

3、七段數(shù)碼管顯示模塊

4、復位電路

三、硬件解讀

AT89C51簡介：

1、AT89c51概述

AT89C51是一個低功耗，高性能CMOS8位單片機,片內含妹字節(jié)Flash可擦寫存儲器(PEROM)。

AT89C51器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術創(chuàng)造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51

引腳結構，AT89c51的片內Fksh允許程序存儲器通過傳統(tǒng)編程器反復編程。由于芯片內集成為了通

用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大的微處理器ATMELAT89C51可為許多嵌入式控制應

用系統(tǒng)提供高度靈便、高性價比的解決方案。

AT89C5I具有如下特點：妹BytesFlash存儲器、128bytes的RAM,32個I/O口、2個16

位定時/計數(shù)器,5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷、1個仝雙工串行通信口、片內時鐘振蕩器。此

外，AT89C51設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置省電模式。AT89c51在空暇模式下，

CPU暫停工作，而RAM、定時/計數(shù)器、串行口和外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結振蕩器并保

存RAM的數(shù)據(jù)，住手芯片其它功能直至硬件復位。

AT89c51具有PDIP、TQFP、PQFP和PLCC四種封裝形式,以適應不同產(chǎn)品的需求。

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AT89C51

2、AT89C51特性

?兼容MCS-51指令系統(tǒng)

?4k可反復擦寫(>1000次)FlashROM

?時鐘頻率0-24MHZ

?三級程序存儲器鎖

?128X8位內部RAM

?32個雙向1/0口

?2個16位定時/計數(shù)器

?6個中斷源

?可編程串行通道

?低功耗空暇和省電模式

?片內振蕩器和時鐘電路

3、AT89C51參數(shù)

AT89C51參數(shù)

AT89C51基本參數(shù)

FLASH(bytes)4K

RAM(Bytes)128

最大頻率(MHz)24

Vcc(V)5+20%

AT89C51其他特性

I/O引腳32

ISP

AT89C51封裝類型

PDIP40,PLCC44,TQIT44,PQFP44

(三)硬件電路：

該電路圖為在Proteus仿真環(huán)境下設計，我的電路實現(xiàn)的是十字路口交通燈的紅黃綠燈的交通

控制，沒有倒計時顯示：

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四、流程圖

（1）子程序

開始

⑵外部中斷服務

(3)主程序

五、軟件設計

軟件設計的晶振為12MHz,程序如下：

#include<reg51.h>//頭文件

《defineucharunsignedchar//宏定義

Sdefineuintunsignedint

voiddelay(uint延時子函數(shù)

{

uinti,j;

for(i=x;i>0;i—)for(j=1250;j>0;j-);

)

voidmainO〃主函數(shù)

{

uchari;〃定義局部變量

while(l)〃所有的交通燈都亮

{

for(i=0;i<20;i++)//東西通車較少,故延時較段

(

P2=0xl4;"東西綠燈亮，南北紅燈亮delay(lOO);

)

for(i=0;i<3;i++)//東西綠燈閃爍3次，同時南北紅燈亮

(

P2=0xl0：

delay(50)：

P2=0xl4;

delay(50);

)

for(i=0;i<2;i++)"東西黃燈亮2秒,同時南北紅燈亮

(

P2=0xl2;

delay(100);

)

for(i=0;i<25;i++)〃南北綠燈亮，由于車輛較多,故延時較長

(

P2=0x41：//南北的綠燈亮,東西的紅燈亮delay(lOO);

)

for(i-0：i<3;i++)〃南北的綠燈閃爍3次，同時東西紅燈亮

P2=0x01:

delay(50);

P2二。x41;

delay(50):

for(i=0;i<2:i++)〃南北黃燈亮2秒，同時東西紅燈亮

{

P2=0x21;delay(100);

)

)

)

仿真截圖：

該仿真截圖是在Proteus環(huán)境下完成的，圖一是初始狀態(tài)，圖二是東西綠燈閃爍的時候，圖二是

東西黃燈亮的時候，圖四是南北綠燈亮的時候，圖五是南北綠燈閃爍的時候，圖六是南北黃燈

克的時候的截圖，各個截圖的右下角都有當時仿真的系統(tǒng)仿真時間，各圖片如下：

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