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1、单片机课程设计报告单片机原理及系统课程设计专业：电气工程及其自动化班级：电气姓名：学号：指导教师：评语：平时（40）修改（30）报告（30）总成绩兰州交通大学自动化与电气工程学院2012年7月1日-5-单片机课程设计报告1引言：电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的
2、车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。2设计方案及原理2.1交通管理的方案论证东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。设东西道比南北道的车流量大，指示灯燃亮的方案如下表：60S5S80S5S……东西道红灯亮黄灯亮绿灯亮黄灯亮……南北道绿灯亮黄灯亮红灯亮黄灯亮……表2上表说明：(1)当东西方向为红灯，此道车辆禁
3、止通行，东西道行人可通过；南北道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。时间为60秒。(2)黄灯闪烁5秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。(3)当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过，行人通行。时间为80秒。东西方向车流大通行时间长。(4)这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。(5)此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。2.2系统工作原理(1)开关键盘输入交通灯初始时间，通过8051单片机P1输入到系统(2)由8051单片机的定时器每秒钟通过P0口
4、向8255的数据口送信息，由8255的PA口显示红、绿、黄灯的燃亮情况；由8255的PC口显示每个灯的燃亮时间。(3)8051通过设置各个信号等的燃亮时间、通过8031设置，绿、红时间分别为60-5-单片机课程设计报告秒、80秒循环由8051的P0口向8255的数据口输出。(4)通过8051单片机的P3.0位来控制系统是工作或设置初值，当.牌位0就对系统进行初始化，为1系统就开始工作。(5)红灯倒计时时间，当有车辆闯红灯时，启动蜂鸣器报警，3S后然后恢复正常。(6)增加每次绿灯时间车流量检测的功能，并且通过查询P2.0
5、端口的电平是否为低，开关按下为低电平，双位数码管显示车流量，直到下一次绿灯时间重新记入。(7)绿灯时间倒计时完毕，重新循环。3硬件设计3.1硬件材料选用设备8031单片机一片选用设备：8031弹片机一片，8255并行通用接口芯片一片，74LS07两片，MAX692‘看门狗’一片，共阴极的七段数码管两个双向晶闸管若干，7805三端稳压电源一个，红、黄、绿交通灯各两个，开关键盘、连线若干。3.2系统框图系统框图如图3.1所示。图3.1保护跳闸电路4软件设计4.1相应程序代码4.1.1主程序定时器需定时50毫秒，故T0工作于
6、方式1。初值：-5-单片机课程设计报告 TC=3CBOHORG1000HSTART:MOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CHMOVTL0,#B0HMOVIE,#82HSEBTTR0MOVR0,#14HLOOP:SJMP$4.1.2服务中断子程序 ORG000BH AJMPBRT0 ORG00BH BRT0：DJNZR0，NEXT AJMPTIMEDJNZ:MOVR0,#14HMOVTH0,#3CHMOVTL0,#B0HMOVIE,#82HRET1END4.1.3软件延时MCS
7、-51的工作频率为2-12MHZ，我们选用的8031单片机的工作频率为6MHZ。机器周期与主频有关，机器周期是主频的12倍，所以一个机器周期的时间为12*（1/6M）=2us。我们可以知道具体每条指令的周期数，这样我们就可以通过指令的执行条数来确定1秒的时间。具体的延时程序分析：DELAY:MOVR4,#08HDE2:LCALLDELAYDJNZR4,DE2RETDELAY1:MOVR6,#0MOVR5,#0DE1:DJNZR5,$DJNZR6,DE1RET-5-单片机课程设计报告MOVRN,#DATA4.2程序流程图
8、程序流程图如图4.1所示。图4.1程序流程图参考文献-5-单片机课程设计报告[1]张毅坤.单片微型计算机原理及应用，西安电子科技大学出版社1998[2]余锡存曹国华.单片机原理及接口技术[M].陕西:西安电子科技大学出版社,2000.7[3]雷丽文.微机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，1997.2-5-
