单片机课程设计--交通信号灯实时控制系统设计

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1、交通信号灯实时控制系统设计一、设计目的1．学习单片机基本电路的设计，加深对单片机理论知识的理解2．掌握单片机内部各功能模块的功能与应用，学会单片机基本外设电路的设计3、学习单片机汇编语言及程序设计方法，掌握单片机汇编语言的程序设计4．掌握单片机应用系统的软件和硬件设计过程、调试方法及功能实现二、设计要求1、根据实际交通状况，分别控制红、绿、黄灯的燃亮与熄灭情况2、各信号灯的燃亮时间为：绿灯：60秒，红灯：80秒，黄灯：5秒3、红灯倒计时时间，当有车辆闯红灯时，启动蜂鸣器进行报警，3S后然后恢复正常。4、绿灯倒计时时，检测车流量三、硬件电路设计1．芯片选

2、用选用设备8051单片机一片，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。8051是MCS-51系列单片机的典型产品，8051单片机包含中央处理器、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。8051引脚图8255可编程并行接口芯片有三个输入输出端口，即A口、B口和C口，对应于引脚PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～P

3、C0。其内部还有一个控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作为输入输出的数据端口。C口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每个端口包含一个4位锁存器。它们分别与端口A／Ｂ配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。8255引脚图74LS373是一种带三态门的8D锁存器，其管脚示意图如图1：其中：1D-8D为8个输入端。1Q-8Q为8个输出端。LE为数据打入端：当LE为“1”时，锁存器输出状态同输入状态；当LE由“1”变“0”时，数据打入锁存器OE为输出允许端：当OE=0时，三态门打开；当OE=1时，三态门关闭，输出高阻

4、。74LS373芯片管脚图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设置各个信号灯的燃亮时间，通过8051设置，绿、红时间分别为60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，当为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

5、鸣器进行报警，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。三、软件设计1．秒脉冲的产生延时方法可以有两种一中是利用MCS-51内部定时器才生溢出中断来确定1秒的时间，另一种是采用软件延时的方法。2．计数器硬件延时2.1设置计数器初值定时器工作时必须给计数器送计数器初值，这个值是送到TH和TL中的。他是以加法记数的，并能从全1到全0时自动产生溢出中断请求。因此，我们可以把计数器记满为零所需的计数值

6、设定为C和计数初值设定为TC可得到如下计算通式：TC=M-C式中，M为计数器摸值，该值和计数器工作方式有关。在方式0时M为213；在方式1时M的值为216；在方式2和3为282.2计算公式T=（M－TC）T计数或TC＝Ｍ－Ｔ／T计数T计数是单片机时钟周期ＴＣＬＫ的12倍；TC为定时初值；如单片机的主脉冲频率为ＴＣＬＫ12MHZ，经过12分频：方式０：TMAX＝213*１微秒＝8.192毫秒方式１：TMAX＝216*１微秒＝65.536毫秒显然１秒钟已经超过了计数器的最大定时间，所以我们只有采用定时器和软件相结合的办法才能解决这个问题。2.3秒计时我们采

7、用在主程序中设定一个初值为20的软件计数器和使Ｔ0定时50毫秒．这样每当Ｔ0到50毫秒时CPU就响应它的溢出中断请求，进入他的中断服务子程序。在中断服务子程序中，CPU先使软件计数器减１，然后判断它是否为零。为零表示１秒已到可以返回到输出时间显示程序。2.4相应程序代码(1)主程序定时器需定时50毫秒，故Ｔ0工作于方式１。初值：TC＝Ｍ－Ｔ／T计数＝216－50ms/1us=15536=3CB0HORG1000HSTART:MOVTMOD,#01H;令T0为定时器方式１MOVTH0,#3CH;装入定时器初值MOVTL0,#B0HMOVIE,#82H;开

8、T0中断SEBTTR0;启动T0计数器MOVR0,#14H;软件计数器赋初值LOOP:SJMP