单片机章节程设计指导

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1、单片机课程设计指导设计内容：交通灯控制系统湖南工业大学电气工程系2005年3月目录一、设计内容二、进度安排三、基本要求四、设计过程1、设计要求2、设计要点3、硬件设计4、软件设计5、调试与仿真五、设计报告六、考核方法一、设计内容十字路口交通灯控制系统的设计利用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红绿黄灯交替点亮和熄灭，并且用4只LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。要求能用按键设置两个方向的通行时间（绿灯点亮的时间）和暂缓通行时间（黄灯点亮的时间），系统的工作符合一般交通灯控制要求。回目录二、进度安排单片机课程设计共安排2周，合计60学时，具体分配如下：实习动

2、员及准备工作：2学时总体方案设计：4学时硬件设计：6学时软件设计：18学时软件调试：6学时硬件仿真：6学时撰写设计报告：12学时答辩与总结：6学时回目录三、基本要求1、课程设计的基本要求单片机课程设计的主要内容包括：理论设计、调试与仿真、撰写设计报告等。其中理论设计又包括选择总体方案，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图。程序设计是课程设计的关键环节，通过调试进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标，使理论设计更接近于实际产品。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把理论设计内容，调试的过

3、程及性能指标的测试结果进行全面的总结，把实践内容上升到理论高度。回目录2、课程设计的教学要求单片机课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到工控网络机房进行实训，每人配备一台PC机、一套DDZH-1型电子/单片机综合实训箱、相关的软件及电子元器件等器材设备。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间（两周）累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料、购买电子元器件时，必须向指导老师请假，经同意后方可外出。回目录课程设计的任务相对分散，每5-8名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。

4、小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。回目录四、设计过程1、设计要求十字交叉路口的交通灯控制系统的结构如图1.1所示。南北东西图1.1十字路口交通灯控制示意图回目录往南和往北的信号一致，即红灯（绿灯或黄灯）同时亮或同时熄灭。用两个数码管来显示被点亮的指示灯还将点亮多久。往东和往西方向的信号一致，其工作方式与南北方向一样，也采用两个数码管来倒计时。当南北方向为绿灯和黄灯时，东西向的红灯

5、点亮禁止通行；而东西方向为绿灯和黄灯时，南北向的红灯点亮禁止通行。回目录假设南北方向为主干道，通行时间为60秒，东西方向是次干道，通行时间为30秒，黄灯点亮的时间均为4秒，则其工作方式如表1.1所示循环点亮信号灯。南北向东西向表1.1交通信号灯工作模式绿灯亮60秒黄灯亮4秒红灯亮64秒红灯亮34秒绿灯亮30秒黄灯亮4秒回目录具体设计要求如下：1、设计一交通灯控制系统，其结构如图1所示，工作方式满足上述要求。2、主干道和次干道的通行时间及黄灯点亮的时间可以手动设置。3、在没有手动设置通行时间时，系统自动按表1.1的模式进行工作。回目录2、设计要点(1)硬件设计：1）单片机

6、建议选用AT89C51，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASHROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。2）LED显示系统：南北向和东西向各采用2个数码管计时，对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时，最长计时范围为99秒。设计时可利用单片机的P0口和P1口作为字段和片选信号输出，经驱动芯片后驱动数码管显示倒计时时间，数码管采用动态扫描方式显示。回目录3）键盘系统：设置3个程序按键：设置键、增加键、减少键，因键盘使用频率很小，建议采用查询方式来读取键盘。另需配置一个非程序按键：系统复位键。4）电源供电系统：本系统采用220V电源供电

7、，应设计相应的稳压电源电路。但课程设计受时间限制，也可采用现成的5V直流稳压电源供电，这样可以节约设计时间、简化设计过程。回目录(2)本系统的工作流程：1）接通电源时或系统复位后，系统按程序给定的时间工作，即南北向通行60秒，东西向通行30秒，黄灯亮4秒，工作模式如表1.1所示。首先南北向通行，然后东西向通行，如此循环。2）通行时间的设置：当需要更改主、次干道的通行时间时，可以用“设置键、增加键、减少键”进行设置。第一次按“设置键”时，南北向的绿灯亮，南北向的数码管显示当前南北向的通行时间，并且按每秒3次的频率闪烁（每秒钟亮3次暗3次），