單片機(jī)課程設(shè)計--基于51單片機(jī)的交通燈

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文檔簡介

1、　　物理與信息工程學(xué)院　　單片機(jī)　　課　　程　　設(shè)</p&

2、gt;　　計　　題目：基于51單片機(jī)的交通燈　　學(xué) 院：物理與信息工程學(xué)院　　專業(yè)：自動化　　目錄　　概述--

3、----------------------------------------------3　　系統(tǒng)各部分硬件的設(shè)計------------------------4　　總的硬件設(shè)計流程---------------------------4　　各硬件部分的電路設(shè)計---------------------5&

4、lt;/p>　　軟件的分塊流程圖及程序編寫---------------7　　軟件仿真圖---------------------------------------15　　5、心得體會-----------------------------------------16<b&g

5、t;　　1、概述　　背景：交通的發(fā)達(dá)，標(biāo)志著城市的發(fā)達(dá)，相對交通的管理則顯得越來越重要。對于復(fù)雜的城市交通系統(tǒng)，為了確保安全，保證正常的交通秩序，十字路口的信號控制必需按照一定的規(guī)律變化，以便于車輛行人能順利地通過十字路口。正常情況下，十字路口的紅綠燈應(yīng)交替變換，考慮緊急情況下，如有救護(hù)車或警車到來時，應(yīng)優(yōu)先讓其通過。 　　交通燈在安

6、全行車過程中起著十分重要的作用, 現(xiàn)在交通燈一般設(shè)在十字路口, 在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈, 加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車, 對于一般情況下的安全行車、車輛分流發(fā)揮著作用, 但根據(jù)實際行車過程中出現(xiàn)的情況, 主要有如下幾個缺點: 1兩車道讓車輪流放行時間相同且固定, 在十字路口, 經(jīng)常一個車道為主干道,車輛較多, 放行時間應(yīng)該長些; 另一車道為副干道, 車輛較少,放行時間短些。2 沒有考慮緊急車通過時, 兩車道應(yīng)采取

7、的措施, 譬如, 有消防車通過執(zhí)行緊急任務(wù)時, 兩車道的車都應(yīng)停止, 讓緊急車通過。根據(jù)行車過程中出現(xiàn)的實際情況, 如何全面有效地利用交通燈指示交通情況, 本人嘗試用單片機(jī)來控制交通燈, 在軟、硬件方面采取一些改進(jìn)措施, 使交通燈在控制中靈活而有效。　　實現(xiàn)的任務(wù)：　?、艈纹瑱C(jī)來實現(xiàn)，根據(jù)設(shè)計要求，交通信號燈控制器的

8、外部輸出信號為主、副車道紅、黃、綠燈共12個驅(qū)動信號；編程使相應(yīng)位復(fù)/置位來實現(xiàn)信號燈的亮/滅控制，使得十字路口的紅、綠燈交替點亮；在燈色交換時，黃燈閃爍提醒。　?、圃O(shè)計要求有緊急車輛通過時，十字路口均顯示紅燈?？梢酝ㄟ^軟件中斷來完成緊急任務(wù)，定義T0為計數(shù)中斷并為下降沿觸發(fā)，編寫對應(yīng)中斷向量子程序和中斷服務(wù)程序，完成中斷處理。　　⑶設(shè)計還對定時控制有所

9、要求。對于精確定時，應(yīng)該用計數(shù)器加以控制，硬件實現(xiàn)復(fù)雜度增加?？紤]到該設(shè)計對時間精度要求不高，所以采用軟件定時可以大大簡化電路。先計算出程序單部執(zhí)行的時間，設(shè)置循環(huán)參數(shù)，利用if語句按設(shè)計要求完成定時控制。　　(4)當(dāng)南北方向車輛較多，東西方向車倆較少時，通過開關(guān)來改變各方向的燈來調(diào)節(jié)。 &l

10、t;p>　　系統(tǒng)硬件的設(shè)計與流程　?、啪д窈蛷?fù)位電路：單片機(jī)系統(tǒng)的必要組成部分，控制單片機(jī)的機(jī)器周期和功能復(fù)位通用的晶振電路　　單片機(jī)的晶振電路是一種典型電路，分為內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式兩種。　?、戚斎肟刂疲菏侵冈谝欢ㄒ笙拢扇『畏N形式的控制方式來實現(xiàn)單片機(jī)不同功能的轉(zhuǎn)換，以及控制指令以何種方式傳送到

11、單片機(jī)　?、禽敵鲲@示：是指單片機(jī)將需要顯示的數(shù)據(jù)發(fā)送到LED、液晶等顯示模塊，并控制LED等顯示模塊按照一定的格式顯示的功能。　?、韧鈬δ芷骷簡纹瑱C(jī)只是控制器件，對應(yīng)與一定的設(shè)計要求，需要加入特定功能的器件。單片機(jī)的最簡單系統(tǒng)是指單片機(jī)能正常工作所必須的外圍元件，主要由單片機(jī)、晶振電路和復(fù)位電路構(gòu)成。而輸入/輸出部分則通過單片機(jī)的I/O口實現(xiàn)。<

12、;/p>　　開關(guān)用來實現(xiàn)特殊的功能，當(dāng)有救護(hù)車等出現(xiàn)時，按下開關(guān)，所有燈變成紅燈，讓救護(hù)車通行。　　軟件的分塊流程與程序編寫　　編寫延時程序　　void delay0(uint z)

13、{　　uint i,j;　　for(i=0;i<z;i++)//z為1是1ms　　for(j=0;j<110;j++);　　}<

14、p>　　/*********************************************************　　500ms延時函數(shù)　　晶振：11.0592MHz　　*********************************************

15、************/　　void delay(uchar y) 　　{　　uchar k;　　uint i;

16、　for(;y>0;y--)　　{　　for(i=1250;i>0;i--) 　　{　　for(k=180;k>0;k--);<b

17、>　　}　　}　　} 　　2、定時1ms的程序代碼　　當(dāng)單片機(jī)的晶振為12MHz時，計數(shù)值1代表的時間就是1us。　　計數(shù)器的容

18、量是16位，也就是最大的計數(shù)值達(dá)到65536，因此計數(shù)計到65536就會產(chǎn)生溢出。　　Void t0(void)interrupt 1 using 0　　{　　TH0=(65536-1000)/256; //設(shè)置定時器高8位初值

19、　TL0=(65536-1000)%256; //設(shè)置定時器低8位初值　　外部中斷　　void xint0() interrupt 0 //外部中斷INT0　　{ GREEN_ZHU_ON();　　}&

20、lt;/b>　　void xint1() interrupt 2 //外部中斷INT1　　{ GREEN_ZHI_ON(); 　　}　　void GREEN_ZHU_ON()//外部中斷INT0顯示子程序</p&g

21、t;　　{P1=0xdb;　　P3_0=0;　　P3_1=1;　　P3_4=1;

22、　　P3_7=0;　　delay0(10000);　　}　　void GREEN_ZHI_ON()//外部中斷INT1顯示子程序　　{ P1_2=0;

23、　　P3_0=0;　　P1_5=1;　　P3_7=1;　　P1_0=1;　　P1_6

24、=1;　　P1_3=0;　　P3_1=0;　　P1_1=1;　　P1_4=1;

25、　　P3_4=1;　　P0=0xff;　　P2=0X00;　　delay0(1000);　　return;</b&

26、gt;　　}　　四、總的程序　　#include<reg51.h>　　#include<intrins.h>//做移位的一個頭文件頭文件<p&

27、gt;　　#define uchar unsigned char//宏定義　　#define uint unsigned int//宏定義　　sbit P1_0=P1^0;　　sbit P1_1=P1^1;　　sbit P1_2=P1^2;

28、　　sbit P1_3=P1^3;　　sbit P1_4=P1^4;　　sbit P1_5=P1^5;　　sbit P1_6=P1^6;　　sbit P1_7=P1^7;　　sbit P3_0=P3^0;&l

29、t;/p>　　sbit P3_1=P3^1;　　sbit P3_4=P3^4;　　sbit P3_7=P3^7;　　uint aa,a,b,c=10; 　　/*數(shù)碼管顯示0-9*/　　uint code

30、 table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};　　/*子函數(shù)聲明*/　　void delay0(uint z);　　void display(uint a,uint b);

31、　　void flag1();　　void flag2();　　void flag3();　　void flag4();　　void xint0();　　void xint1();

32、　　void xtimer0();　　void GREEN_ZHU_ON();　　void GREEN_ZHI_ON();　　/*********************************************************/

33、　　void main()　　{　　EA=1;//開中斷　　EX0=1;//允許外部中斷INT0中斷　　IT0=0;//定義INT0觸發(fā)方式　　PX0=1;//中斷優(yōu)先級高</p&g

34、t;　　EX1=1;//允許外部中斷INT1中斷　　IT1=0;//定義INT1觸發(fā)方式　　PX1=1;//中斷優(yōu)先級高　　while(1)　　{flag1(); //東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮</p

35、>　　flag2(); //東西方向黃燈亮，南北方向紅燈亮　　flag3(); //東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮　　flag4(); //東西方向紅燈閃爍，南北方向黃燈亮　　}　　}&l

36、t;/b>　　void flag1()//東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮30s 　　{　　int time;　　time=11;//變量賦初值

37、TMOD=0x01;//定時器T0工作于方式1　　TH0=(65536-50000)/256;　　TL0=(65536-50000)%256;//定時50ms　　EA=1;//開中斷　　ET0=1;//開定時中斷　　TR0=1;/

38、/開定時器T0　　while(1)　　{ P1=0x9e; //東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮30ms　　P3_0=1;　　P3_1=1;&

39、lt;/b>　　P3_4=1;　　P3_7=0;　　if(aa==20)//定時20*50MS=1S　　{

40、aa=0;//定時完成一次后清0　　time--;//變量自減　　if(time==5)　　{　　break; //跳出整個循環(huán)　　}</p&g

41、t;　　b=time%100/10;//顯示十位　　a=time%10;//顯示個位 　　}　　display(a,b);　　}

42、　　}　　void flag2()　　{ int time;　　time=6;//變量賦初值　　TMOD=0x01;//定時器T0工作于方式1　　TH0=(65536-50000)/256;

43、　　TL0=(65536-50000)%256;//定時50ms　　EA=1;//開中斷　　ET0=1;//開定時中斷　　TR0=1;//開定時器T0　　while(1) //東西方向黃燈閃爍，南北方向紅燈閃爍</p

44、>　　{　　P1_0=1;　　P1_1=0;　　P1_2=1;　　P1_3

45、=1;　　P1_4=1;　　P1_6=1;　　P1_7=0;　　P3_0=1;

46、　　P3_1=1;　　P3_4=1;　　if(aa==20)//定時20*50MS=1S　　{　　aa=0;//定時完成一次后清0<

47、/p>　　time--;//變量自減　　P1_1=~P1_1;　　P1_7=~P1_7;　　if(time<0)　　{　　break;<

48、;/b>　　}　　b=time%100/10;//顯示十位　　a=time%10;//顯示個位 　　}　　display(a,b);</p

49、>　　}　　}　　void flag3() //東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮 20ms　　{int time;　　time=21;//變量賦初值</p&

50、gt;　　TMOD=0x01;//定時器T0工作于方式1　　TH0=(65536-50000)/256;　　TL0=(65536-50000)%256;//定時50ms　　EA=1;//開中斷　　ET0=1;//開定時中斷&l

51、t;p>　　TR0=1;//開定時器T0　　while(1)　　{　　P1=0xf3;　　P3_0=0;<

52、/p>　　P3_1=0;　　P3_4=1;　　P3_7=1;　　if(aa==20)//定時20*50MS=1S

53、　　{　　aa=0;//定時完成一次后清0　　time--;//變量自減　　if(time==6)　　{　　break;</p&

54、gt;　　}　　b=time%100/10;//顯示十位　　a=time%10;//顯示個位 　　}　　display(a,b);

55、;　　}　　}　　void flag4()//東西方向紅燈閃爍，南北方向黃燈亮　　{int time;　　time=6;//變量賦初值　　TMOD

56、=0x01;//定時器T0工作于方式1　　TH0=(65536-50000)/256;　　TL0=(65536-50000)%256;//定時50ms　　EA=1;//開中斷　　ET0=1;//開定時中斷　　TR0=1;//開定時

57、器T0　　while(1)　　{　　P1_0=1;　　P1_1=1;<b

58、>　　P1_3=1;　　P1_4=0;　　P1_5=1;　　P1_6=1;　　P1_7=1;&

59、lt;/p>　　P3_1=1;　　P3_4=0;　　P3_7=1;　　if(aa==20)//定時20*50MS=1S<b&

60、gt;　　{　　aa=0;//定時完成一次后清0　　time--;//變量自減　　P1_4=~P1_4;　　P3_4=~P3_4;　　if(time<0)<

61、b>　　{　　break;　　}　　b=time%100/10;//顯示十位　　a=time%10;//顯示個位 <b

62、>　　}　　display(a,b);　　}　　}　　/*顯示子函數(shù)*/　　void d

63、isplay(uint a,uint b)　　{　　P0=0xfe;　　P2=table[b];//顯示十位　　delay0(5);　　P2=0xff;/

64、/消隱　　P0=0xfd;　　P2=table[a];//顯示個位　　delay0(5);　　P2=0xff;//消隱　　}<

65、;p>　　void xint0() interrupt 0 //外部中斷INT0　　{ GREEN_ZHU_ON();　　}　　void xint1() interrupt 2 //外部中斷INT1　　{ GRE

66、EN_ZHI_ON();　　}　　void GREEN_ZHU_ON()//外部中斷INT0顯示子程序　　{P1=0xdb;　　P3_0=0;</p&

67、gt;　　P3_1=1;　　P3_4=1;　　P3_7=0;　　delay0(10000);　　}

68、　　void GREEN_ZHI_ON()//外部中斷INT1顯示子程序　　{ P1_2=0;　　P3_0=0;　　P1_5=1;&

69、lt;p>　　P3_7=1;　　P1_0=1;　　P1_6=1;　　P1_3=0;　　P3_1=

70、0;　　P1_1=1;　　P1_4=1;　　P3_4=1;　　P0=0xff;

71、　　P2=0X00;　　delay0(1000);　　return;　　}　　/*定時中斷子函數(shù)*/<p&g

72、t;　　void xtimer0() interrupt 1　　{　　TH0=(65536-50000)/256;　　TL0=(65536-50000)%256;//定時50ms　　aa++;

73、　　}　　/*延時子函數(shù)*/　　void delay0(uint z)　　{　　uint i,j

74、;　　for(i=0;i<z;i++)//z為1是1ms　　for(j=0;j<110;j++);　　}　　/*******************************************

75、**************　　500ms延時函數(shù)　　晶振：11.0592MHz　　*********************************************************/　　void delay(ucha

76、r y) 　　{　　uchar k;　　uint i;　　for(;y>0;y--)　　{&

77、lt;/b>　　for(i=1250;i>0;i--) 　　{　　for(k=180;k>0;k--);　　}　　}&

78、lt;/b>　　} 　　軟件仿真圖　　5心得體會　　通過做這次課程設(shè)計報告，我自己收獲了很多知識，也有很多的感受和體會。<

79、p>　　首先，我感觸最深的是，理論的學(xué)習(xí)必須與實際的動手操作相結(jié)合。在剛剛學(xué)習(xí)單片機(jī)時，我們對于知識的學(xué)習(xí)主要來自于書本以及老師的講解，平時的上機(jī)實驗也主要是以熟悉軟件為目的，學(xué)習(xí)怎么應(yīng)用軟件。我們自己很少動手設(shè)計程序及用仿真進(jìn)行驗證。　　在做實驗設(shè)計的過程中，我了解到只會書本的知識對于我們自行設(shè)計并沒有很大的用處，并且學(xué)習(xí)是不容許有參假的成分，如果你讀不懂程序，不會應(yīng)用軟件，那么你很難完

80、成自己的設(shè)計報告。　　其次，通過這次的報告的設(shè)計，增強(qiáng)了我自主學(xué)習(xí)的能力，以前的學(xué)習(xí)主要來自于課本，我很少會通過其他途徑進(jìn)行學(xué)習(xí)。由于在完成這次的報告的過程中，我們會遇到很多我們以前沒有見過的問題，那么，通過上網(wǎng)查找答案及向?qū)W長詢問，往往能幫助我們學(xué)到更多的知識。　　第三點也是我覺得自己存在的很嚴(yán)重的一點的毛病就是，在學(xué)習(xí)，我自己不是一個特別愿意與人交流

81、的人。在做這次的報告時，我自己能感覺到自己的缺點所帶來的弊端，有時自己長久發(fā)現(xiàn)不了的問題，經(jīng)別人一點撥就很輕松的解決，所以，學(xué)習(xí)不能閉門造車，要學(xué)會與別人多交流。　　然后我覺得這次的做報告的經(jīng)歷有苦有樂，對于我做的這個題目，對有的同學(xué)來說很簡單，但是對我來說卻有一定的難度，在設(shè)計報告之前，很多別人寫的程序，我都看得不大懂，然后對使用protues也不是很熟練，所以做起來比較痛苦，也是一個模塊要做

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