單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告交通燈設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè)：班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：2013年5月1 .課程設(shè)計(jì)目的1.1 鞏固和加深對(duì)單片機(jī)原理和接口技術(shù)知識(shí)的理解；1. 2培養(yǎng)根據(jù)課題需要選學(xué)參考書(shū)籍、查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料的能力；1.3 學(xué)會(huì)方案論證的比較方法，拓寬知識(shí)，初步掌握工程設(shè)計(jì)的基本方法；1.4 掌握常用儀器、儀表的正確使用方法，學(xué)會(huì)軟、硬件的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法；1.5 能按課程設(shè)計(jì)的要求編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能 用計(jì)算機(jī)繪制電路圖和流程圖。2 .課程設(shè)計(jì)要求1）設(shè)計(jì)一個(gè)十字路I1交通燈控制器。用單片機(jī)控制LED燈模擬指示。模擬東西方向 的十字路口交通信號(hào)控制情況。東西向通行時(shí)間為80s,南北向通行時(shí)間為60s,緩沖時(shí) 間為3so2）黃燈亮?xí)r，要求每秒閃亮一次。3）東西方向、南北方向車(chē)道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用顯示器進(jìn) 行顯示（采用計(jì)時(shí)的方法）。4）當(dāng)有突發(fā)事情發(fā)生時(shí)（如有救護(hù)車(chē)通過(guò)時(shí)），可通過(guò)按鍵將各個(gè)路口設(shè)置成紅燈，只讓救 護(hù)車(chē)通過(guò)。3 .硬件設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)思想單片機(jī)選型：AT89C523sz都引記J4mm 平個(gè)鴻平汩冶冶冶陪ZCd 02 部 貪& ua DSC os 3d zsf awrzd B Nluysdd ;d : ;dd：MddddldAT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）,器件采用ATMEL公司的高密度、 非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ) 單元，AT89c52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。AT89c52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字 節(jié)Flash, 256字節(jié)RAM, 32位I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路，8位 微控制器8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash ROMoPO ： P0 口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O I Io作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL 邏 輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入端用。在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口被分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總 線(xiàn)更用，在訪(fǎng)問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，PO II接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)， 要求外接上拉電阻。P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O I I, P1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為 輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì) 輸出一個(gè)電流（IIL）。此外，P1.0和PL 2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（PL0/T2）和時(shí)器/計(jì) 數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）,具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接 收低8位地址字節(jié)。P1端口引腳號(hào)第二功能：P1.0 T2 （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出Pl. 1 T2EX （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）P2 口： P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O D, P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口 P2寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把 端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引 腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVXDPTR指令） 時(shí)，P2 口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪(fǎng)問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVXRI 指令）時(shí)，P2 口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O PL P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū) 動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)P3 口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉 電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3 門(mén)將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。P3 口除了作為一般的I/O 口線(xiàn)外，更重要的用途是它的第二功能。P3I亦作為AT89s52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口也接收一些控制信號(hào)。P3端口引腳第二功能:P3. 0 RXD （串行輸入口）P3. 1 TXD （串行輸出口）P3. 2 INTO （外中斷 0）P3. 3 INT1（外中斷 1）P3.4 T0 （定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）P3.5 T1 （定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）P3.6 WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7 RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST一一復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單 片機(jī)兔位。ALE/PROG一一當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE （地址鎖存允許）輸出脈 沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的 脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖 （PROG）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止 ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和M0VC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì) 被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無(wú)效。PSEN一一程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖， 在此期間，當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP外部訪(fǎng)問(wèn)允許，欲使CPU僅訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為OOOOH-FFFFH）, EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，更位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖 存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp,當(dāng)然這必須是該器件 是使用12V編程電壓Vpp。3. 2系統(tǒng)原理圖3. 3復(fù)位電路：上電+按鈕1uF <TEXT>3f<TEXT>RST1k<TEXT>29R2 30 1k A<TEXT>PSEN ALE EAP1.0P1.1P1.2。圖中，上電時(shí)，接通電源，電容器C相當(dāng)于瞬間短路，+5V加到了 RST/VPD端，該高電 平使8051全機(jī)復(fù)位。若運(yùn)行過(guò)程中，需要程序從頭執(zhí)行，只需按動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)，則直接把+5V加 到了 RST八TD端，從而復(fù)位.顯然，該電路即可以上電更位，也可以手動(dòng)復(fù)位，是常用復(fù)位電 路之一。si T8KXIPXZCC ,3.4數(shù)碼管顯示：7SEG-MPX2-CC5此處采用的數(shù)碼管時(shí)共陰極數(shù)碼管，G、F、E、D、C、B、A七個(gè)端口是輸入端口，對(duì)其各 位進(jìn)行賦值，置位則亮，復(fù)位則滅，用此來(lái)顯示出相應(yīng)的數(shù)字；1、2兩端II用來(lái)控制高位和低 位的選通顯示，只要對(duì)端II置位，便可以選擇該端口，并對(duì)其所代表的位進(jìn)行賦值，顯示。3. 5發(fā)光二極管顯示每個(gè)路I I都采用了三個(gè)LED燈來(lái)顯示，分別代表了紅黃綠三種燈，來(lái)模擬路II交通燈的變換。3 . 6鍵盤(pán)：獨(dú)立鍵盤(pán)+中斷采用開(kāi)關(guān)來(lái)控制進(jìn)入中斷，可以在路口出現(xiàn)緊急情況時(shí)，拉動(dòng)開(kāi)關(guān)，來(lái)使得紅綠燈發(fā)生相 應(yīng)的改變，己處理緊急情況下的車(chē)輛通行。4 .軟件設(shè)計(jì)4. 1總體流程圖4.2緊急中斷子程序流程圖4. 3循環(huán)流程控制思路:5. 4源程序#include<reg5 2.h>#include<mtnns.h>#define unit unsigned mt#define uchar unsigned char uchar temp.aa.mi;sbit rn=P2A0;sbit nb=P2Al;sbit gn=P2A2;sbit rw=P2 八3;sbit dx=P2A4;sbit gw=P2 八 5;sbit shi=P3A6;sbit ge=P3八7;/*對(duì)要使用的單片機(jī)各個(gè)口進(jìn)行定義*/bit flag=O;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71);/*將數(shù)字0123456789的16進(jìn)制數(shù)定義成數(shù)組用以顯示*/void delay(umt z);void disp(uint n);void nb_flash(void);void dx_flash(void);void xintOQ;void tiinerO();void LED_ONQ;void xintlQ;void LED_OFF();void nanbei();void dongxiO；/*將所使用的子函數(shù)定義*/void main。 (umt num;num=0;aa=0;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=l;TR0=l;EX0=l;IT0=0;EX1=1;IT1=1;/*中斷初始化*/10naiibeiQ;nb_flash();dongxiQ； dx_flash();)void delay(umt z)umt x,y;fbr(x=z;x>0;x-)for(y=U0;y>0;y-);)/*主函數(shù)中顯示部分*/*延時(shí)子函數(shù)*/void tiiiierO() interrupt 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;aa+;if(aa=18)aa=0;flag=l；)void disp(uint n)while(lflag)ge=0；P0=tablen%10;delay(50);shi=l;ge=l;slii=0;PO=tableivlO;delay(50);shi=l;ge=l;if(flag=l) flag=O;)void nanbei()/*顯示子函數(shù)*/*南北方向的紅綠燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/ uiiit num;num=60;disp(num);wlule(num<=60&&num>0) num"P2=0xde;disp(num); )void dongxi()/*東西方向的紅綠燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/ uiiit num;num=80;wlule(num<=80&&num>0) P2=Oxf3;disp(num);num-; )void nb_flash(void)/*南北方向的黃燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/(uint a;fbr(a=3;a>O;a") P2=Oxdd;nb=l;delay(lOO);nb=O;disp(a);)void dx_flash(void)/*東西方向的黃燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/(uint a;fbr(a=3;a>O;a") P2=0xeb;dx=l;delay(100);dx=0:disp(a);) )void xintOQ mtenupt 2/* 中斷定義*/TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;LED.ONQ；產(chǎn)開(kāi)關(guān)控制燈的子函數(shù)*/void LED_ON() uiiit b;rn=0;rw=0; gn=l; gw=l; nb=l; dx=l;fbr(b=5;b>O;b) ( ge=O;shi=l; PO=tableb;delay(lOOO); ge=l;shi=l; xeturn;5 .調(diào)試運(yùn)A5.1 正常運(yùn)行狀態(tài)5.2中斷運(yùn)行狀態(tài)5.3黃燈閃爍狀態(tài)6 .設(shè)計(jì)心得體會(huì)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實(shí)際問(wèn)題，鍛煉實(shí)踐能力的重 要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的口新口異，單片機(jī)已 經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世 紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。這次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)大概用了一周的時(shí)間，在這一周的時(shí)間當(dāng)中，雖然開(kāi)始遇到了很多 的困難，但是由于合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)安排，分工合作，并各自查閱了相關(guān)的資料，最后在大家共 同努力下我們順利地完成了本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，同時(shí)也學(xué)到了很多東西?；仡櫰鸫舜螁纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐， 在整整一星期的口子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可 以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。例如我們?cè)谠O(shè)計(jì) 數(shù)碼管顯示的時(shí)候，剛開(kāi)始的時(shí)候，由于對(duì)數(shù)碼管引腳的不熟悉，我們都無(wú)法讓數(shù)字顯示，后 來(lái)發(fā)現(xiàn)時(shí)十位和個(gè)位的置位、兔位發(fā)生了問(wèn)題，我們對(duì)此進(jìn)行了修改，可以正確的顯示出十位 及個(gè)位的數(shù)值，但是數(shù)字的顯示不穩(wěn)定，不停的跳動(dòng)，我們?yōu)榇瞬殚喠撕芏嗟馁Y料，但還是未 能解決，最后我們不停地對(duì)程序進(jìn)行修改，終于發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在，在顯示子程序上存在缺陷未 能快速的切換對(duì)十位、個(gè)位的置位和復(fù)位，經(jīng)過(guò)這樣的修改，終于可以完美的顯示時(shí)間了。我 們也更好地掌握了對(duì)數(shù)碼管的使用，這都是課堂上學(xué)不到的知識(shí)。這次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是通過(guò)實(shí)踐操作和理論相結(jié)合，提高動(dòng)手實(shí)踐能力，提高科學(xué)的思 維能力。與此同時(shí)，我們也對(duì)分工合作有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，只有通過(guò)合理的分工合作，我們們 才能夠在短短一周的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，相信這對(duì)以后在社會(huì)上工作和學(xué)習(xí)會(huì)有很多幫助， 讓我們能更好的進(jìn)入工作狀態(tài)。最重要的是，這次課程設(shè)計(jì)也增加了我們對(duì)問(wèn)題的研究和探討, 們以后的學(xué)習(xí)中會(huì)有更多的幫助。單片機(jī)為我們的主要專(zhuān)業(yè)課之一，對(duì)我們還是很有幫助的，課程設(shè)計(jì)也是為我們以后的工 作提前進(jìn)行了一次練手，也是我們學(xué)習(xí)生活之中少有的一次自己探索、研究，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決 問(wèn)題的機(jī)會(huì)。當(dāng)然要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)也不是很簡(jiǎn)單的，我認(rèn)為有以下幾步：（1）在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪 些資源；（2）要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖，善于將大的程序段縮小為每個(gè)子函 數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；（3）在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì) 的必經(jīng)之路；（4）要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，寫(xiě)程序是應(yīng)該思路清晰，結(jié)構(gòu)明了，應(yīng)該讓人一看就能明 白你的思路，方便資料的保存和交流；（5）我們們應(yīng)該將每次遇到的問(wèn)題記錄下來(lái)，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問(wèn)題 的；在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不 夠牢固。我們們通過(guò)杳閱大量有關(guān)資料，并在小組中互相討論，交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，若遇到實(shí)在 搞不明白的問(wèn)題就會(huì)及時(shí)請(qǐng)教老師，或者與其他小組成員討論，共同解決，使自己學(xué)到了不少 知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足 之處，雖然感覺(jué)理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過(guò)程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過(guò)一番努 力才得以解決。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我更加懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的, 只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正將一個(gè)東西學(xué)好學(xué)透, 從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。我想這對(duì)于我今后的學(xué)習(xí)生活和工作都會(huì)是 有很大幫助的！7 .參考書(shū)目11 .肖金球.單片機(jī)原理與接口技術(shù)；【2】.江志紅.51單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)案例精選；3 .周潤(rùn)景.基于PROTEUS的51單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真；【4】.王守中.51單片機(jī)開(kāi)發(fā)入門(mén)與典型實(shí)例；5 .張齊.朱寧西.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)；【6】.周立功單片機(jī)開(kāi)發(fā)網(wǎng)；【7】.天津銳志單片機(jī)開(kāi)發(fā)網(wǎng)；8 . ATMEL公司AT89S52單片機(jī)中文PDF資料;