單片機(jī)課程設(shè)計(jì)--基于c51單片機(jī)的簡(jiǎn)單交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書(shū)</p><p>　　所屬課程名稱 單片機(jī)原理與接口技術(shù) </p><p>　　題 目基于C51單片機(jī)的簡(jiǎn)單交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　分 院 機(jī)電學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)、

2、班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><

3、;p>　　2012 年07月12日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1</p><p><b>　　二、總體設(shè)計(jì)2</b></p><p>　?。ㄒ唬﹩纹瑱C(jī)交通控制系統(tǒng)方案的比較、論證2</p><p>　　

4、（二）單片機(jī)交通控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2</p><p>　　三、智能交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)5</p><p>　　（一） AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介5</p><p>　?。ǘ┙煌糁械闹袛嗵幚砹鞒?</p><p>　　（三） 系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理8</p><p><b>　　四、程序設(shè)計(jì)1

5、0</b></p><p>　?。ㄒ唬┏绦蛑黧w設(shè)計(jì)流程10</p><p>　?。ǘ├碚摶A(chǔ)知識(shí)10</p><p>　?。ㄈ┳映绦蚰K設(shè)計(jì)11</p><p>　?。ㄋ模┫到y(tǒng)軟件調(diào)試12</p><p>　　五、程序調(diào)試及結(jié)果分析15</p><p>　　（一）總體設(shè)

6、計(jì)程序15</p><p>　　（二）protues仿真模擬及模擬圖17</p><p><b>　　六、總結(jié)19</b></p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p&g

7、t;　　課程設(shè)計(jì)題目： 基于C51單片機(jī)的簡(jiǎn)單交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　課程設(shè)計(jì)時(shí)間：自 2012年 07 月 02日起至 2012 年 07 月 13日。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　我們本次模擬系統(tǒng)由單片機(jī)硬/軟件系統(tǒng)、LED燈顯示系統(tǒng)和復(fù)位電路控制電路等組成，較好的

8、模擬了交通路面的控制。</p><p>　?。?）分析目前交通路口的基本控制技術(shù)以及各種通行方案，并以此為基礎(chǔ)提出自己的交通控制的初步方案。</p><p>　?。?）確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計(jì)，包括，十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項(xiàng)功能。</p><p>　?。?）進(jìn)行LED燈狀態(tài)電路，按鍵電路的設(shè)計(jì)和對(duì)各器件的選擇及連接，大體分配各個(gè)器件及模塊

9、的基本功能要求。</p><p>　?。?）進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)于本系統(tǒng)，我們采用單片機(jī)匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，了解定時(shí)器，中斷以及延時(shí)原理，總體上完成了軟件的編寫(xiě)。</p><p>　　學(xué)生簽名： </p><p>　　年 月 日</p><p><b&g

10、t;　　課程設(shè)計(jì)評(píng)閱意見(jiàn)</b></p><p>　　評(píng)閱教師： </p><p>　　2012年 月 日</p><p><b>　　二、總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。ㄒ唬﹩纹瑱C(jī)交通控制系統(tǒng)方案的比較、論證</p><p>

11、<b>　　1、電源提供方案</b></p><p>　　為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。因此考慮了兩種電源方案：</p><p>　　方案一：采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點(diǎn)是各模塊都采用獨(dú)立電源，會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路電平。</p><p>　　方案二：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。改方案的優(yōu)點(diǎn)

12、是系統(tǒng)簡(jiǎn)明扼要，節(jié)約成本；缺點(diǎn)是輸出功率不高。</p><p>　　綜上所述，我們選擇第二種方案。</p><p><b>　　2、輸入方案</b></p><p>　　題目要求系統(tǒng)能調(diào)節(jié)燈亮?xí)r間，并可處理緊急情況，我們研究了兩種方案</p><p>　　方案一：采用8155擴(kuò)展I/O 口及鍵盤(pán)，顯示等。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：

13、使用靈活可編程，并且有RAM,及計(jì)數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O 口,但操作起來(lái)稍顯復(fù)雜。</p><p>　　方案二： 直接在I/O口線上接上按鍵開(kāi)關(guān)。</p><p>　　由于該系統(tǒng)對(duì)于交通燈的控制，只用單片機(jī)本身的I/O 口就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)數(shù)器及RAM已經(jīng)夠用。</p><p>　　綜上所述，我們選擇第二種方案。</p><p>

14、;　?。ǘ﹩纹瑱C(jī)交通控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　1、單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的通行方案設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時(shí)刻只有一個(gè)方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一定時(shí)間，經(jīng)過(guò)短暫的過(guò)渡時(shí)間，將通行禁行方向?qū)Q。其具體狀態(tài)如下圖所示。</p><p><b>　　圖2-1 交通狀態(tài)</b></p>

15、<p>　　說(shuō)明：黑色表示亮，白色表示滅。交通狀態(tài)從狀態(tài)1開(kāi)始變換，直至狀態(tài)6然后循環(huán)至狀態(tài)1，周而復(fù)始。</p><p>　　表2-1 表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系</p><p>　　在任一個(gè)路口，遇紅燈禁止通行，轉(zhuǎn)綠燈允許通行，之后黃燈亮警告行止?fàn)顟B(tài)將變換。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)如表1所示。說(shuō)明：0表示滅，1表示亮。</p><p>　　2、單片機(jī)交通控

16、制系統(tǒng)的功能要求</p><p>　　本設(shè)計(jì)能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號(hào)發(fā)生。 還可以進(jìn)行緊急處理，交通路口出現(xiàn)緊急狀況在所難免，如特大事件發(fā)生，救護(hù)車(chē)等急行車(chē)通過(guò)等，我們都必須盡量允許其暢通無(wú)阻，畢竟在這種情況下是分秒必爭(zhēng)的，時(shí)時(shí)刻刻關(guān)系著公共財(cái)產(chǎn)安全，個(gè)人生死攸關(guān)等。由此在交通控制中增設(shè)禁停按鍵，就可達(dá)到想此目的。</p><p>　　3、單片機(jī)交通控

17、制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理</p><p>　　單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機(jī)直接控制信號(hào)燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行。本系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上，加入了緊急情況處理功能。</p><p>　　圖2-2 系統(tǒng)的總體框圖</p><p>　　據(jù)此，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由按鍵設(shè)置模塊產(chǎn)生輸入，信號(hào)燈狀態(tài)模塊。系統(tǒng)的總體框圖如上所示。單片機(jī)

18、上電后，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，在此過(guò)程中隨時(shí)調(diào)用急停按鍵。</p><p>　　三、智能交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　?。ㄒ唬?AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only

19、Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌

20、入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。</p><p>　　1、 AT89C51單片機(jī)的主要特性</p><p>　　與MCS-51兼容，4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器，壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年，全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz，三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定，128*8位內(nèi)部RAM，32可編程I/O線，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源（兩個(gè)外部中斷源和3個(gè)內(nèi)部中斷源），可編程串

21、行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 </p><p><b>　　時(shí)鐘電路：</b></p><p>　　時(shí)鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘脈沖序列。</p><p><b>　　中斷系統(tǒng)：</b></p><p>　　中斷系統(tǒng)的作用主要是對(duì)外部或內(nèi)部的終端請(qǐng)求進(jìn)行管理與

22、處理。AT89S51共有5個(gè)中斷源，其中又2個(gè)外部中斷源和3個(gè)內(nèi)部中斷源。</p><p>　　圖3-1 AT89C51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　2、主要引腳功能</b></p><p>　　圖3-2 AT89C51引腳圖</p><p><b>　　VCC：電源電壓</

23、b></p><p><b>　　GND：接地</b></p><p>　　P0口：P0口是一組8位雙向I／0口。P0口即可作地址／數(shù)據(jù)總線使用，又可以作為通用的I/O口使用。當(dāng)CPU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，P0口分時(shí)先作低8位地址總線，后作雙向數(shù)據(jù)總線，此時(shí)，P0口就不能再作I/O口使用了。在訪問(wèn)期間激活要使用上拉電阻。</p><p>　　

24、P1口：Pl 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8準(zhǔn)位雙向I／O口，P1作為通用的I/O口使用。</p><p>　　P2 口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位準(zhǔn)雙向I／O 口，P2即可作為通用的I/O口使用，也可以作為片外存儲(chǔ)器的高8位地址總線，與P0口配合，組成16位片外存儲(chǔ)器單元地址。</p><p>　　P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位準(zhǔn)雙向I／0 口。P3 口除了作為通用

25、的I/O口使用之外，每個(gè)引腳還具有第二功能。</p><p>　　表3-1 具有第二功能的P3口引腳</p><p>　　RST：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使單片機(jī)復(fù)位。WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR的DISRT0 位（地址8EH）可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。DISRT0位缺省為RESET輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。</p>&

26、lt;p>　　ALE／：當(dāng)訪問(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)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1／6 輸出固定的正脈沖信號(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)F1ash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

27、止ALE 操作。該位置位后，只有一條M0VX和M0VC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。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無(wú)效。</p><p>　　程序儲(chǔ)存允許（）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89S51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的信號(hào)。</p><p>　?。疺PP：外部訪問(wèn)允許

28、。欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H－FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。F1ash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程電壓Vcc。</p><p>　　XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　3、MCS—51的中斷源</p><p>　　

29、8051有5個(gè)中斷源，它們是兩個(gè)外中斷INT0（P3.2）和INT1（P3.3）、兩個(gè)片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器溢出中斷TF0和TF1，一個(gè)是片內(nèi)串行口中斷TI或RI，這幾個(gè)中斷源由TCON和SCON兩個(gè)特殊功能寄存器進(jìn)行控制,其中5個(gè)中斷源的程序入口。</p><p>　　表3-2 中斷源程序入口</p><p>　?。ǘ┙煌糁械闹袛嗵幚砹鞒?lt;/p><p><b

30、>　　現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)</b></p><p>　　有特殊車(chē)輛要通過(guò)時(shí)就要進(jìn)行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況保護(hù)好，當(dāng)中斷執(zhí)行后再恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，包括信號(hào)燈顯示電路。</p><p><b>　　中斷打開(kāi)和中斷關(guān)閉</b></p><p>　　為了使特殊車(chē)輛通行按一下打開(kāi)中斷開(kāi)關(guān)就可以打開(kāi)中斷，關(guān)閉中斷開(kāi)關(guān)就關(guān)閉中斷。&l

31、t;/p><p><b>　　中斷返回</b></p><p>　　執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，必然要返回，即回交通燈信號(hào)回到中斷前狀態(tài)。</p><p>　?。ㄈ?系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理</p><p>　　實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)要求的具體功能，可以選用AT89C51單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12個(gè)發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈

32、構(gòu)成信號(hào)燈指示模塊和緊急按鈕。</p><p>　　1、系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成</p><p>　　本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，系統(tǒng)硬件電路由狀態(tài)燈，按鍵等組成。</p><p>　　圖3-3 硬件電路總圖</p><p>　　其中P1用于控制紅綠黃發(fā)光二極管，XTAL1和XTAL2接入晶振時(shí)鐘電路，REST引腳接上復(fù)位電路， P3.2即INT0緊急情況

33、處理按鍵。</p><p><b>　　2、系統(tǒng)工作原理</b></p><p>　　系統(tǒng)上電或手動(dòng)復(fù)位之后，系統(tǒng)顯示狀態(tài)燈，將狀態(tài)碼值送顯P1口。時(shí)間到達(dá)一個(gè)狀態(tài)所要全部時(shí)間，則要進(jìn)行下一狀態(tài)判斷及銜接，并裝入次狀態(tài)的相應(yīng)狀態(tài)碼值以及時(shí)間值，</p><p>　　當(dāng)然，還要開(kāi)啟兩個(gè)外部中斷，其一為緊急情況處理中斷，一旦信號(hào)有效，即K鍵為低電平

34、時(shí)進(jìn)入中斷服務(wù)子程序，東西南北路口的紅燈全亮禁止全部通行，再按一下Ｋ鍵，中斷結(jié)束返回。其二為系統(tǒng)復(fù)位，若此時(shí)按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。</p><p><b>　　3、其它硬件介紹</b></p><p><b>　?。?）發(fā)光二極管</b></p><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的

35、顯示采用普通的發(fā)光二極管。每個(gè)方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共4組。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對(duì)稱分布的。 </p><p>　　圖3-4 信號(hào)燈的連接</p><p><b>　?。?）按鍵控制</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)設(shè)置了有2個(gè)鍵：K鍵連接P3.2，復(fù)位按鈕。K鍵一端接地，另一端接對(duì)應(yīng)的P3

36、端口。低電平有效，當(dāng)按鍵按下端口接地，單片機(jī)捕獲到低電平，從而知道相應(yīng)的輸入信息。</p><p><b>　　四、程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。ㄒ唬┏绦蛑黧w設(shè)計(jì)流程</p><p>　　全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊：鍵盤(pán)設(shè)置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，LED顯示程序緊停程序，中斷服務(wù)子程序，紅綠燈時(shí)間調(diào)整程序等。</p>

37、<p>　　整個(gè)軟件程序方面主要分兩大部分：主程序部分和中斷處理程序。</p><p>　　圖4-1 系統(tǒng)總流程圖</p><p>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明：該智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用的是順序執(zhí)行并反復(fù)循環(huán)的方法。為了能夠使實(shí)驗(yàn)快速地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的，我們將每個(gè)工作循環(huán)時(shí)間設(shè)計(jì)定在20s。每紅綠燈轉(zhuǎn)換時(shí)，正在通行路口的綠燈開(kāi)始閃爍三次，隨后點(diǎn)亮黃燈，以提醒路人上的行人及車(chē)輛，交通燈即

38、將發(fā)生變化。在此期間若中斷按鍵按下則轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序進(jìn)行相關(guān)操作。</p><p><b>　?。ǘ├碚摶A(chǔ)知識(shí)</b></p><p><b>　　1、定時(shí)器原理</b></p><p>　　定時(shí)器工作的基本原理其實(shí)就是給初值，讓它不斷加1直至減完為模值，這個(gè)初值是送到TH和TL中的。它是以加法記數(shù)的，并能從全1到全

39、0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值，即所要求的計(jì)數(shù)值設(shè)定為C，把計(jì)數(shù)初值設(shè)定為T(mén)C 可得到如下計(jì)算通式：</p><p><b>　　TC=M-C</b></p><p>　　式中，M為計(jì)數(shù)器模值。計(jì)數(shù)值并不是目的，目的是時(shí)間值，設(shè)計(jì)1次的時(shí)間，即定時(shí)器計(jì)數(shù)脈沖的周期為T(mén)0，它是單片機(jī)系統(tǒng)主頻周期的12倍，設(shè)要求的時(shí)間值為T(mén)，則有C=

40、T／T0。計(jì)算通式變?yōu)椋?lt;/p><p>　　T=（M－TC）T0</p><p>　　模值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)M為8192；在方式1時(shí)M的值為65536；在方式2和3為256。就此可以算出各種方式的最大延時(shí)。如單片機(jī)的主脈沖頻率為12MHZ，經(jīng)過(guò)12分頻后，若采用方式０最大延時(shí)只有8.129毫秒，采用方式１最大延時(shí)也只有65.536毫秒。</p><p&g

41、t;<b>　　2、軟件延時(shí)原理</b></p><p>　　MCS-51的工作頻率為12MHZ，機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的12倍，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間為12*（1/12MHZ）=1us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)確定1秒的時(shí)間，但同時(shí)由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指令執(zhí)行時(shí)間可以忽略不計(jì)。</p><p><

42、;b>　　3、中斷原理</b></p><p>　　本系統(tǒng)主要使用了外部中斷，中斷信號(hào)有引腳INT0和INT1輸入，低電平有效，CPU每個(gè)時(shí)鐘周期都會(huì)檢測(cè)INT0和INT1上的信號(hào)，8051允許外部中斷以電平方式或負(fù)邊沿方式兩種中斷方式輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)，可由用戶通過(guò)設(shè)置TCON中IT0和IT1位的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。以IT0為例，IT0=0，為電平觸發(fā)方式，IT0=1，為邊沿觸發(fā)方式，本設(shè)計(jì)采用邊沿觸發(fā)

43、方式，IE0為其中斷標(biāo)志位，有中斷信號(hào)則置位，中斷服務(wù)子程序響應(yīng)后，IE0自動(dòng)清零。IE中的EA為允許中斷的總控制位，為1開(kāi)啟，EX0為外部中斷允許位，為1開(kāi)啟。</p><p>　　在優(yōu)先級(jí)的允許下，一旦有外部中斷信號(hào)產(chǎn)生，單片機(jī)CPU首先保護(hù)斷點(diǎn)，PC值進(jìn)棧，然后執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，執(zhí)行完后，用RETI指令返回，此時(shí)CPU會(huì)從堆棧中取保存的斷點(diǎn)地址，送回PC，程序再正常執(zhí)行。 </p&g

44、t;<p>　?。ㄈ┳映绦蚰K設(shè)計(jì)</p><p>　　1、狀態(tài)燈顯示及判斷</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，實(shí)際控制的燈只有6個(gè)，即：東西紅燈，東西綠燈，東西黃燈，南北紅燈，南北綠燈，南北黃燈。</p><p>　　MOV P1,#00H ;南北紅，東西綠</p><p>　　SETB P1.0

45、 </p><p><b>　　SETB P1.4</b></p><p>　　MOV R5,#125</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　MOV P1,#00H ;南北紅，東西黃</p><p><b>　　SETB P1.0</b

46、></p><p><b>　　SETB P1.5</b></p><p>　　MOV R5,#40</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　MOV P1,#00H ;南北綠，東西紅</p><p>　　SETB P1.1 <

47、;/p><p><b>　　SETB P1.3</b></p><p>　　MOV R5,#125</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　MOV P1,#00H ;南北黃，東西紅</p><p><b>　　SETB P1.2</b><

48、;/p><p><b>　　SETB P1.3</b></p><p>　　MOV R5,#40</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　2、緊停及調(diào)整時(shí)間中斷子程序</p><p>　　緊停按鍵連接到外部中斷引腳P3.2，即INT0捕獲到一個(gè)低電平，則進(jìn)入該中斷進(jìn)行相關(guān)處理。

49、程序如下：</p><p>　　INT0:;外部中斷服務(wù)程序，中斷后，全紅5秒</p><p><b>　　PUSH P1</b></p><p><b>　　MOV P1,#0</b></p><p><b>　　SETB P1.0</b></p><

50、;p><b>　　SETB P1.3</b></p><p>　　MOV R5,#25*5</p><p>　　ACALL DELAY</p><p><b>　　POP P1</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p>

51、<b>　?。ㄋ模┫到y(tǒng)軟件調(diào)試</b></p><p>　　1、PROTUES仿真器</p><p>　　仿真的概念其實(shí)使用非常廣，最終的含義就是使用可控的手段來(lái)模仿真實(shí)的情況。單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的仿真包括軟件仿真和硬件仿真。</p><p>　　軟件仿真這種方法主要是使用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)模擬實(shí)際的單片機(jī)運(yùn)行，因此仿真與硬件無(wú)關(guān)的系統(tǒng)具有一定的優(yōu)點(diǎn)。

52、用戶不需要搭建硬件電路就可以對(duì)程序進(jìn)行驗(yàn)證，特別適合于偏重算法的程序。軟件仿真的缺點(diǎn)是無(wú)法完全仿真與硬件相關(guān)的部分，因此最終還要通過(guò)硬件仿真來(lái)完成最后的設(shè)計(jì)。</p><p>　　硬件仿真使用附加的硬件來(lái)替代用戶系統(tǒng)的單片機(jī)并完成單片機(jī)全部或大部分的功能。使用了附加硬件后用戶就可以對(duì)程序的運(yùn)行進(jìn)行控制，例如單步、全速、查看資源斷點(diǎn)等。</p><p>　　2、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境KEIL</

53、p><p>　　KEIL uVision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境主要由以下部分組成：</p><p>　　KEIL uVision2包括：一個(gè)工程管理器，一個(gè)功能豐富并有交互式錯(cuò)誤提示的編輯器選項(xiàng)設(shè)置生成工具，以及在線幫助。使用KEIL創(chuàng)建源文件并組成應(yīng)用工程加以管理。KEIL可以自動(dòng)完成編譯匯編鏈接程序的操作；</p><p>　　C51編譯器和A51匯編器。Vision2 I

54、DE創(chuàng)建的源文件可以被C51編譯器或A51匯編器處理生成可重定位的object文件。KEIL C51編譯器遵照ANSI C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)支持C語(yǔ)言的所有標(biāo)準(zhǔn)特性，另外還增加了幾個(gè)可以直接支持80C51結(jié)構(gòu)的特性。KEIL A51宏匯編器支持80C51及其派生系列的所有指令集；</p><p>　　LIB51庫(kù)管理器。B51庫(kù)管理器可以從由匯編器和編譯器創(chuàng)建的目標(biāo)文件建立目標(biāo)庫(kù)，這些庫(kù)是按規(guī)定格式排列的目標(biāo)模塊，可在以后

55、被鏈接器所使用當(dāng)鏈接器處理一個(gè)庫(kù)時(shí)僅僅使用了庫(kù)中程序使用了的目標(biāo)模塊而不是全部加以引用；</p><p>　　BL51鏈接器定位器。L51鏈接器使用從庫(kù)中提取出來(lái)的目標(biāo)模塊和由編譯器匯編器生成的目標(biāo)模塊創(chuàng)建一個(gè)絕對(duì)地址目標(biāo)模塊，絕對(duì)地址目標(biāo)文件或模塊包括不可重定位的代碼和數(shù)據(jù)所有的代碼和數(shù)據(jù)都被固定在具體的存儲(chǔ)器單元中。</p><p>　　3、利用KEIL開(kāi)發(fā)和調(diào)試系統(tǒng)軟件流程大致如下：

56、</p><p>　　啟動(dòng)uVision2，進(jìn)入KEIL軟件的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境；</p><p>　　利用KEIL內(nèi)置的文本編輯器進(jìn)行程序源文件的編輯，因?yàn)镵EIL集成的文本編輯器對(duì)中文支持不是很好，可以選擇其他的編輯器(本文使用的文本編輯器是Ultraedit—32)，uVision2能夠自動(dòng)識(shí)別外部改變了的源文件；</p><p>　　建立工程，指定針對(duì)哪種單片機(jī)進(jìn)

57、行開(kāi)發(fā)，指定對(duì)源程序的編譯、鏈接參數(shù)，指定調(diào)試方式(本文采用外部硬件仿真器仿真調(diào)試的方式，即使用PROTUES仿真器仿真)，然后對(duì)工程進(jìn)行相關(guān)設(shè)置；</p><p>　　設(shè)置好工程后即可進(jìn)行編譯、鏈接。連接仿真器對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試。也可以生成下載到單片機(jī)存儲(chǔ)器上的.HEX文件。</p><p><b>　　4、系統(tǒng)軟件調(diào)試</b></p><p>

58、　　系統(tǒng)的軟件調(diào)試借助于PROTUES，在進(jìn)行系統(tǒng)軟件的連續(xù)調(diào)試之前要先進(jìn)行軟件的初調(diào)，就是要使各個(gè)子程序模塊運(yùn)行正確，程序的運(yùn)行流程正確。</p><p>　　功能子程序的調(diào)試。能子程序的調(diào)試包括運(yùn)算、采樣、數(shù)字濾波以及PID運(yùn)算等子程序的調(diào)試。在調(diào)試功能子程序時(shí)，許多參數(shù)都是未知的，要根據(jù)其所需的條件，給出假定的數(shù)據(jù)，使其運(yùn)行，如果能完成預(yù)定的處理功能或與手工計(jì)算的結(jié)果相符，就說(shuō)明該子程序己調(diào)試通過(guò)。調(diào)試時(shí)由

59、小到大，由里到外。例如，調(diào)試PID算法子程序時(shí)，先調(diào)通其包含的各個(gè)運(yùn)算子程序和參數(shù)處理子程序，然后將它們連起來(lái)進(jìn)行通調(diào)。通調(diào)時(shí)，也是假定一些數(shù)據(jù)、參數(shù)和初始條件，然后運(yùn)行程序。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果與手工計(jì)算的結(jié)果相同時(shí)，該算法子程序則調(diào)試完成，反之，就要進(jìn)行相應(yīng)的修改。其它子程序的調(diào)試同理；</p><p>　　程序流程的調(diào)試。序流程的調(diào)試主要是查看程序運(yùn)行的步驟是否正確，在某時(shí)刻程序運(yùn)行所處的位置是否正確，是否能正確運(yùn)行

60、各個(gè)中斷服務(wù)程序。在調(diào)試過(guò)程中，先將PID算法子程序屏蔽，輸出可控硅導(dǎo)通時(shí)間用一個(gè)固定的常數(shù)代替，在各個(gè)中斷服務(wù)子程序設(shè)置斷點(diǎn)，然后運(yùn)行程序，查看程序是否能運(yùn)行到所有的斷點(diǎn)，若所有斷點(diǎn)都能運(yùn)行到，則程序流程基本正確。去掉所有斷點(diǎn)，再一次運(yùn)行程序，查看可控硅狀態(tài)，從而判斷程序流程正確，反之，若程序流程不正確，做相應(yīng)的修改后，重新調(diào)試；</p><p>　　功能程序與算法程序的通調(diào)。完成整個(gè)程序流程的調(diào)試后，將PID

61、等算法子程序加入，在算法子程序前或后設(shè)置斷點(diǎn)，運(yùn)行整個(gè)程序。當(dāng)程序在斷點(diǎn)處暫停時(shí)，查看PID計(jì)算的控制量與手工計(jì)算的值是否相同。多運(yùn)行幾次，若每次的結(jié)果都正確，則說(shuō)明程序各個(gè)部分互相沒(méi)有矛盾，反之，則說(shuō)明算法子程序和其它子程序之間有影響，需要做相應(yīng)的修改后重新調(diào)。</p><p>　　五、程序調(diào)試及結(jié)果分析</p><p><b>　　（一）總體設(shè)計(jì)程序</b><

62、;/p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p><b>　　AJMP MAIN</b></p><p><b>　　ORG 0003H</b></p><p><b>　　LJMP INT0</b></p><p&g

63、t;<b>　　ORG 0040H</b></p><p><b>　　MAIN:</b></p><p><b>　　SETB EA</b></p><p><b>　　SETB IT0</b></p><p><b>　　SETB EX0&l

64、t;/b></p><p><b>　　S:</b></p><p>　　MOV P1,#00H ;南北紅，東西綠</p><p><b>　　SETB P1.0</b></p><p><b>　　SETB P1.4</b></p><p

65、>　　MOV R5,#125</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　MOV R4,#6 ;南北紅，東西綠閃3次</p><p>　　S1:SETB P1.0</p><p><b>　　CPL P1.4</b></p><p>　　MOV R5,#

66、13</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　DJNZ R4,S1</p><p>　　MOV P1,#00H ;南北紅，東西黃</p><p><b>　　SETB P1.0</b></p><p><b>　　SETB P1.5</b><

67、/p><p>　　MOV R5,#40</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　MOV P1,#00H ;南北綠，東西紅</p><p>　　SETB P1.1 </p><p><b>　　SETB P1.3</b></p><p>

68、　　MOV R5,#25*5</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　MOV R4,#6 ;南北綠閃3次，東西紅</p><p>　　S2:CPL P1.1</p><p><b>　　SETB P1.3</b></p><p>　　MOV R5,#13<

69、/p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　DJNZ R4,S2</p><p>　　MOV P1,#00H;南北黃，東西紅</p><p><b>　　SETB P1.2</b></p><p><b>　　SETB P1.3</b></p>

70、<p>　　MOV R5,#40</p><p>　　ACALL DELAY</p><p><b>　　LJMP S</b></p><p>　　DELAY: ;延時(shí)子程序，入口參數(shù)為R5</p><p>　　MOV R6,#100</p><p>　　DEL1:

71、 MOV R7,#200</p><p>　　DEL2: DJNZ R7,DEL2</p><p>　　DJNZ R6,DEL1</p><p>　　DJNZ R5,DELAY</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　INT0:;外部中斷服務(wù)程序，中斷后，全紅5秒

72、</p><p><b>　　PUSH P1</b></p><p><b>　　MOV P1,#0</b></p><p><b>　　SETB P1.0</b></p><p><b>　　SETB P1.3</b></p><p&

73、gt;　　MOV R5,#125</p><p>　　ACALL DELAY</p><p><b>　　POP P1</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p><b>　　END</b></p><p>　　（二）protu

74、es仿真模擬及模擬圖</p><p><b>　　1、交通燈系統(tǒng)</b></p><p><b>　　2、模擬圖</b></p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>　　為期兩周的單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐結(jié)束了，在兩周的時(shí)間里使我受益頗深，不僅鞏固

75、了在課堂上所學(xué)到的知識(shí)，同時(shí)也擴(kuò)展了自己的知識(shí)面，現(xiàn)將我的學(xué)習(xí)實(shí)踐心得做出如下總結(jié)：</p><p>　　在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試，我覺(jué)得它主要考驗(yàn)?zāi)愕乃季S邏輯能力及你對(duì)指令的熟悉程度?？梢哉f(shuō)在整個(gè)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，讓我學(xué)會(huì)了很多。當(dāng)然，通過(guò)幾次反復(fù)調(diào)試過(guò)程，使得我對(duì)匯編指令有了更深刻的理解。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程我還掌握了一下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）掌握了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，熟悉了各種硬件

76、電路以及軟件編程方法。</p><p>　　（2）更加深刻地理解了單片機(jī)的各部分組成及特性。</p><p>　?。?）熟練使用了各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具完成設(shè)計(jì)，充分掌握了這些工具的使用。</p><p>　?。?）學(xué)會(huì)了利用Keil uVision2對(duì)匯編語(yǔ)言進(jìn)行編譯過(guò)程。對(duì)PROTUES軟件也有了直觀的學(xué)習(xí)。</p><p>　　但是，自

77、己此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)還是很有缺陷的，沒(méi)有做靜動(dòng)態(tài)的數(shù)碼管顯示和一些實(shí)用的中斷保護(hù)，在今后的學(xué)習(xí)，希望在此基礎(chǔ)上，再將這個(gè)交通燈系統(tǒng)更加豐富，更加貼近實(shí)際的應(yīng)用，并且能夠有所創(chuàng)新。</p><p>　　通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，充分意識(shí)到自己所學(xué)的東西還是非常有限的。不過(guò)，通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，還是學(xué)到了一些書(shū)本上沒(méi)有學(xué)到的東西，為自己以后的學(xué)習(xí)起了很大的幫助。就我個(gè)人而言，很深刻地體會(huì)到一點(diǎn)，那就是我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中一定要有一個(gè)

78、整體的清晰的思路，知道自己的設(shè)計(jì)的對(duì)象的基本功能和核心器件的適用及其作用，只要把握住這些主要方面，一些小問(wèn)題都將圍繞著這些主要問(wèn)題而逐步得到解決。</p><p>　　以上是我在單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)的一些心得和體會(huì)，認(rèn)真對(duì)待每一件事就會(huì)發(fā)現(xiàn)，只有精深的理論、切身的實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)的配合，才能出色的完成任務(wù)。</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b

79、></p><p>　　[l]張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2004.</p><p>　　[2]張?chǎng)?，華臻，陳書(shū)謙. 單片機(jī)原理及應(yīng)用[J].電子工業(yè)出版社，2008(5).</p><p>　　[3]黃智偉.凌陽(yáng)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[J]. 北京航空航天大學(xué)出版社，2007，</p><p>　　[4]余錫存

80、曹?chē)?guó)華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].陜西:西安電子科技大學(xué)出版社,2000.7</p><p>　　[5]雷麗文 等.微機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1997.2 </p><p>　　[6]柴鈺.單片機(jī)原理和應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社.</p><p>　　[7]張靖武.單片機(jī)系統(tǒng)的PROTUSE設(shè)計(jì)和仿真[M].電子工業(yè)出版社.2007.