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1、《单片机原理及应用课程设计》报告——单片机模拟控制交通灯设计专业:电子班级:1112姓名:桑亮学号:1120106202指导教师:肖金球2014年5月24日1.课程设计目的1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解;1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力;1.3学会方案论证的比较方法,拓宽知识,初步掌握工程设计的基本方法;1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法,学会软、硬件的设计和调试方法;1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告,能正确反映设计和实验成果,能用计算机绘制电路图和流程图。2.课程设计要求2.1单片机控制的12只LE
2、D分成“东西”方向、“南北”方向两组,每组有2只红色、2只黄色、2只绿色的LED,程序运行时模拟了十字路口交通信号灯的切换过程与显示效果。2.2我做了进一步的修改:1.南北方向车道和东西方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行每次通行时间都设为30秒。
2.在绿灯转为红灯时,要求黄灯先闪烁5次,才能变换运行车道。3.黄灯亮时,每两秒闪亮一次。4.东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外每一种灯亮的时
间都用数码管进行显示时间。
5.设有两个东西、南北紧急开关以防突发事件。3.硬件设计3.1设计思想国内的交通灯一般设在十字路门在醒目位置用红、绿、黄
3、三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。3.2主要元器件介绍主控芯片采用80C51单片机,其管脚图如图所示。单片机亦称单片微型计算机。它是把中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、输入/输出端口I/0等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快了人类改造世界的步伐但是它毕竟体积大。于是微型计算机即单片机在这种情况下诞生了。纵观生活的各个领域,从导弹的导航装置到飞机上各种仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的实时控制和数据处理,以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、
4、电子宠物等,这些都离不开单片机。单片机以体积小、功能全、性价比等诸多优点而独具特色,在工业控制、尖端武器、通信设备、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。如果说C语言程序设计课程设计的基础课,那么单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点,成为工科学生硬件设计基础课[1]。
MCS-51单片机是指由美国INTEL公司大名鼎鼎的INTEL生产的一系列单片机的总称这一系列单片机包括了好些品种如8031、8051、8751、8032、8052、8752等,其中8051是最早最典型的产品该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变
5、而来的所以人们习惯于用8051来称呼MCS-51系列单片机[2]。
8051单片机包含中央处理器CPU、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线[3]。3.3功能电路介绍单片机最小系统以80C51为核心,外加时钟和复位电路,电路结构简单,抗干扰能力强,成本相对较低,非常符合本设计的所有要求。89C51单片机系列是MCS-51系列的基础上发展起来的,是当前8位单片机的典型代表,采用CHMOS工艺,即互补金属氧化物的HMOS工艺,CHMOS是CMOS和HMOS的
6、结合,具有HMOS高速度和高密度的特点,还具有CMOS低功耗的特点[4]。时钟电路在单片机的外部通过XTAL1,XTAL2这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容,构成稳定的自激振荡器.本系统采用的为12MHz的晶振,一个机器周期为1us,C2,C3为30pF[5]。4.软件设计4.1设计思想首先,先判断是南北方向还是东西方向,然后判断紧急放行键是否按下,再执行亮灯的指令及数码管显示,把南北方向亮灯状态送入P3口,东西方向红灯状态送入P1口。P0口和P2口控制数码管显示。4.2软件流程图交通灯电源80C51交通灯数码管显示时钟电路4.3源程序ORG0000HSJM
7、PSTORG0030HST:MOVSP,#60H;堆栈指针赋初值DIR:MOVR0,#0;R0为表TAB1查表计数器,初值为0MOVR1,#0;R1用来指示通行状态,R1=0代表东西通行CALLLP1;LP1为东西通行,南北禁止MOVR0,#0MOVR1,#1;R1=1代表南北通行CALLLP2;LP2为南北通行,东西通行SJMPDIRLP1:JBP1.6,JIXU1;判断东西方向紧急放行键是否按下CALLK1;调用K1子程序,处理东西方向紧急放行事件CJNER2,#0,JIXU4;若R2=0,东西通行,子程序返回后跳到JIXU2,否则跳到JIXU4SJMP
8、JIXU2JIXU1:JBP1.7,JIXU2;判断