基于51單片機(jī)的智能交通燈課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　簡(jiǎn)易智能交通燈設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)背景</b></p><p>　　自從1886兩個(gè)德國(guó)人發(fā)明了第一輛汽車(chē)交通燈改變了交通路況，交通問(wèn)題也漸漸被人們所重視。從英國(guó)倫敦街頭的第一個(gè)以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，到現(xiàn)在以電為光源的紅黃綠三色交通燈，不知不覺(jué)中交通信號(hào)燈在人們?nèi)?/p>

2、常生活中占據(jù)了重要地位。隨著人們社會(huì)活動(dòng)日益增加，經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車(chē)數(shù)量急劇增加，城市道路日漸擁擠，交通燈更加顯示出了它的功能，使得交通得到有效管制，對(duì)于交通疏導(dǎo)，提高道路導(dǎo)通能力，減少交通事故有顯著的效果。</p><p>　　近年來(lái)，隨著科技的飛速發(fā)展，電子器件也隨之廣泛應(yīng)用，其中單片機(jī)也不斷深入人民的生活當(dāng)中。本次課程設(shè)計(jì)以模擬交通燈系統(tǒng)利用單片機(jī)AT89C51作為核心元件，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)信號(hào)燈對(duì)路面狀況的智能控制

3、。在一定程度上解決了交通路口堵塞、車(chē)輛停車(chē)，特殊情況的交通燈等待時(shí)間不合理、急車(chē)強(qiáng)通等問(wèn)題。在該次的設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、實(shí)時(shí)性好、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。</p><p>　　本模擬系統(tǒng)由單片機(jī)軟件系統(tǒng)，兩位8段數(shù)碼管和LED燈顯示系統(tǒng)。和復(fù)位電路控制電路等組成，較好的模擬了對(duì)交通路面的控制。</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)思路<

4、/b></p><p>　　（1）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，在這里，本設(shè)計(jì)除了有信號(hào)燈狀態(tài)控制能實(shí)現(xiàn)基本的交通功能，還增加了倒計(jì)時(shí)顯示提示，并基于實(shí)際情況，又增加了緊急狀況處理和通行時(shí)間可調(diào)這兩項(xiàng)特特殊功

5、能。 </p><p>　　（3）進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示電路，燈狀態(tài)電路，特殊情況按鍵電路的設(shè)計(jì)和對(duì)各器件的選擇及連接，大體分配各個(gè)器件及模塊的基本功能要求。</p><p>　?。?）進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真中，程序在KEIL軟件中用單片機(jī)c語(yǔ)言編寫(xiě)，電路的搭建和仿真實(shí)現(xiàn)是在proteus軟件中實(shí)現(xiàn)的。在本次課程設(shè)計(jì)中通過(guò)對(duì)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了一定的研究，充分了解定時(shí)器，中斷以及延時(shí)

6、原理，為本次智能交通燈的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。 </p><p>　　2.單片機(jī)交通控制系統(tǒng)方案的比較、設(shè)計(jì)與論證 </p><p>　　2.1 電源提供方案為使模塊穩(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</p><p>　　電路可供選

7、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)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，選擇方案二。</p><p>　　2.2 顯示界面方案</p><p>　　該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)功能。基于上述原因，我考慮了二種方

8、案：</p><p>　　方案一：采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字符，簡(jiǎn)單，方便。</p><p>　　方案二：采用點(diǎn)陣式LED 顯示。這種方案雖然功能強(qiáng)大，并可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，成本較高。</p><p>　　綜上所述，選擇方案一。</p><p><b>　　2.3 輸入方案：&l

9、t;/b></p><p>　　設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)能調(diào)節(jié)燈亮?xí)r間，并可處理緊急情況，我研究了兩種方案：</p><p>　　方案一：采用8155擴(kuò)展I/O 口及鍵盤(pán)，顯示等。</p><p>　　該方案的優(yōu)點(diǎn)是：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

10、I/O口線上接上按鍵開(kāi)關(guān)。</p><p>　　由于該系統(tǒng)對(duì)于交通燈及數(shù)碼管的控制，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，選擇方案二。</p><p>　　3 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的通行方案設(shè)計(jì)</p><p&

11、gt;　　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。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，即如圖2.1所示：</p><p><b>　　圖1 交通狀態(tài)</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用MSC-51

12、系列單片機(jī)AT89C51作為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器。</p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)以下功能：</b></p><p>　　初始東西綠燈亮，南北紅燈亮，東西路口車(chē)通行，時(shí)隔24s，黃燈閃爍6次。之后，南北綠燈亮，東西紅燈亮，方向開(kāi)始通車(chē)，時(shí)隔24s，南北黃燈閃爍6次，然后又切換成東西方向通車(chē)，如此重復(fù)。</p><p>　　當(dāng)發(fā)生交通意外

13、(中斷產(chǎn)生)時(shí)，全部亮紅燈，進(jìn)行交通事故的處理。當(dāng)事故處理完畢（再次按中斷鍵），重新按上述方式工作。</p><p>　　當(dāng)南北路口的流量大時(shí)，可以增加南北路口亮綠燈的時(shí)間，當(dāng)東西路口的流量大時(shí)，可以增加?xùn)|西路口亮綠燈的時(shí)間，結(jié)束后調(diào)回正常狀態(tài)。</p><p>　　下面我們可以用圖表表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系如下：</p><p>　　表1交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)&l

14、t;/p><p>　　東西南北四個(gè)路口均有紅綠黃3燈和數(shù)碼顯示管2個(gè)，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>　　3.2 單片機(jī)智能交通燈控制系統(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</p>

15、<p>　　信號(hào)發(fā)生，還能進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，通行時(shí)間調(diào)整和緊急處理等功能。</p><p><b>　?。?）倒計(jì)時(shí)顯示</b></p><p>　　倒計(jì)時(shí)顯示可以提醒駕駛員在信號(hào)燈燈色發(fā)生改變的時(shí)間、在“停止”和“通過(guò)”兩者間作出合適的選擇。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有倒計(jì)時(shí)顯示的信號(hào)控制方式，并且認(rèn)為有倒計(jì)時(shí)顯示的路口更安全。倒計(jì)時(shí)顯示是用來(lái)減少駕駛員在

16、信號(hào)燈色改變的關(guān)鍵時(shí)刻做出復(fù)雜判斷的1種方法，它可以提醒駕駛員燈色發(fā)生改變的時(shí)間，幫助駕駛員在“停止”和“通過(guò)”兩者間作出合適的選擇 。</p><p><b>　?。?）時(shí)間的設(shè)置</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中可通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置，增加了人為的可控性，如在某一時(shí)間段某一方向的車(chē)流量多時(shí)，可以將延長(zhǎng)該行車(chē)方向的綠燈時(shí)間，減少紅燈時(shí)間。</p>

17、;<p>　　鍵盤(pán)是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的人機(jī)接口，一般情況下有獨(dú)立式和行列式兩種。前者軟件編寫(xiě)簡(jiǎn)單，但在按鍵數(shù)量較多時(shí)特別浪費(fèi)I／0口資源，一般用于按鍵數(shù)量少的系統(tǒng)。后者適用于按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，但是在單片機(jī)I／0 口資源相對(duì)較少而需要較多按鍵時(shí)，此方法仍不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，需要進(jìn)行I／0口的擴(kuò)展。在本次設(shè)計(jì)中，要求的按鍵控制不多，且I／0口足夠，可直接采用獨(dú)立式，方便程序的編寫(xiě)。</p><p>&

18、lt;b>　　（3）緊急處理</b></p><p>　　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)、消防車(chē)、特殊車(chē)隊(duì)等急行車(chē)通過(guò)時(shí)，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。由此在交通燈控制中增設(shè)禁停按鍵，使某一方向一直為綠燈，另一方向一直為紅燈就可達(dá)到想此目的。</p><p>　　3.3單片機(jī)智

19、能交通燈控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理</p><p>　　單片機(jī)設(shè)計(jì)智能交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機(jī)直接控制交通信號(hào)燈的狀態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)、緊急情況處理與時(shí)間調(diào)整等功能。</p><p><b>　　圖2系統(tǒng)的總體框圖</b></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、LED倒計(jì)

20、時(shí)模塊接受輸出。系統(tǒng)的總體框圖如上所示。</p><p>　　單片機(jī)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，同時(shí)將時(shí)間數(shù)據(jù)倒計(jì)時(shí)輸入到LED數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示。在此過(guò)程中隨時(shí)通過(guò)鍵盤(pán)調(diào)用急停按鍵和時(shí)間調(diào)節(jié)中斷。</p><p>　　4智能交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>

21、;　　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 Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)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

22、。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)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 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)

23、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&

24、gt;<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 AT89C51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　4.2 交通燈中的中斷處理流程</p><p>　?。ǎ保┈F(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)：</p><p>

25、;　　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)燈和時(shí)間顯示電路。</p><p>　?。ǎ玻┲袛啻蜷_(kāi)和中斷關(guān)閉：</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。</p><p>　?。ǎ常┲袛喾?wù)程序：</p><p>　　有中斷

26、產(chǎn)生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務(wù)，中斷服務(wù)程序就是執(zhí)行中斷處理的具體內(nèi)容：即如果南北方向有特殊車(chē)輛要求通過(guò)，南北方向轉(zhuǎn)換為綠燈，東西方向?yàn)榧t燈；如果東西方向有特殊車(chē)輛要求通過(guò)，東西方向轉(zhuǎn)換為綠燈，南北方向?yàn)榧t燈。</p><p><b>　?。ǎ矗┲袛喾祷兀?lt;/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)，顯示時(shí)間也和中斷

27、前一樣。</p><p>　　4.3 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組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號(hào)燈指示模塊，8個(gè)LED東西南北各兩個(gè)構(gòu)成倒計(jì)時(shí)顯示模塊，若干按鍵組成時(shí)間設(shè)置和緊急按鈕。</p><p>　　4.3.1系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成</p>

28、<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，LED顯示，按鍵，組成。其具體的硬件電路總</p><p>　　其中P0用于送顯兩片LED數(shù)碼管，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，P2.6與P2.7對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行片選，P3.2即INT0緊急情況處理按鍵，P3.3即INT1接時(shí)間調(diào)整中斷按鍵。</p><p>　

29、　4.3.2系統(tǒng)工作原理</p><p>　　系統(tǒng)上電或手動(dòng)復(fù)位之后，系統(tǒng)先顯示狀態(tài)燈及LED數(shù)碼管，將狀態(tài)碼值送顯P1口，將要顯示的時(shí)間值的個(gè)位和十位分別送顯P0口，在此同時(shí)用軟件方法計(jì)時(shí)1秒，到達(dá)1s就要將時(shí)間值減1，刷新LED數(shù)碼管。</p><p>　　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

30、>　　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鍵為低電平時(shí)進(jìn)入中斷服務(wù)子程序，東西南北路口的保持現(xiàn)有通行狀態(tài)，再按一下Ｋ鍵，中斷結(jié)束返回。其二為通行時(shí)間調(diào)整中斷，若按鍵有效，進(jìn)入相應(yīng)的中斷子程序，對(duì)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，可延長(zhǎng)或減少某一路段的通行時(shí)間，此后再按鍵則中斷結(jié)束返回。</p><p>　　4.4其它硬件介紹及連接</p><p>　　4.4.1八段LE

31、D數(shù)碼管</p><p>　　LED顯示屏作為大型顯示設(shè)備的一種，具有亮度高、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽(yáng)和共陰之分。以八段共陽(yáng)管為例，它有8個(gè)發(fā)光二極管(比七段多一個(gè)發(fā)光二極管，用來(lái)顯示dP，即點(diǎn))，每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起，如圖3.6所示。這樣，一個(gè)LED數(shù)碼管就有I根位選線和8根段選線，要想顯示一個(gè)數(shù)值，就要分別對(duì)它們的高低電平來(lái)加以控制。為方

32、便起見(jiàn)，本文主要討論共陽(yáng)八段LED數(shù)碼顯示管，其他類(lèi)形的顯示管與其類(lèi)似。</p><p>　　LED 燈的顯示原理:通過(guò)同名管腳上所加電平的高低來(lái)控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮而顯示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a全亮顯示為８，采用共陽(yáng)極連接驅(qū)動(dòng)代碼，代碼表如下圖所示。 </p><p><b>　　表驅(qū)動(dòng)代碼表</b></p>

33、<p>　　相應(yīng)在程序軟件上，可以通過(guò)調(diào)用程序給定的秒值經(jīng)過(guò)特定計(jì)算算出需要顯示的個(gè)位和十位，然后有DPTR調(diào)取LEDMAP的代碼。</p><p>　　LED8段數(shù)碼管的設(shè)置為每個(gè)方位上的一對(duì)2為顯示器。四個(gè)方位上總共用8個(gè)LED接在單片機(jī)的IO口上。雖然路口不一樣，但是顯示的時(shí)間在數(shù)字上是一樣的，所以?xún)蛇呥B接的IO口是對(duì)稱(chēng)的。如圖3.7所示，其中A，B分別是P0，P1的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。</p>

34、<p>　　4.4.2 發(fā)光二極管</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(chēng)分布的，如下圖8所示。</p><p>　　4.4.3 按鍵控制</p><p>　　本設(shè)計(jì)設(shè)置了有3個(gè)鍵：每個(gè)按鍵

35、一端接地，另一端接對(duì)應(yīng)的P3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。按鍵連接如下圖</p><p>　　5 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 程序主體設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　整個(gè)軟件程序方面主要分三大部分：主程序部分、運(yùn)行部分程序和中斷處理程序。流程圖如圖所示。</p><p>

36、　　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。智能交通燈控制系統(tǒng)在正常工作的情況下，每30S循環(huán)變化一次。每個(gè)循環(huán)周期在還剩6s時(shí)，正在通行路口的黃燈同時(shí)點(diǎn)亮并開(kāi)始閃爍，以提醒路人上的行人及車(chē)輛，交通燈即將發(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>　　5.2實(shí)驗(yàn)仿真調(diào)試</b></p><p

37、><b>　　系統(tǒng)軟件調(diào)試</b></p><p>　　一、 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境KEIL</p><p>　　KEIL IDE Vision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境主要由以下部分組成：</p><p>　　◆ u Vision2 IDE。ision2 IDE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v

38、ision2創(chuàng)建源文件并組成應(yīng)用工程加以管理。vision2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 IDE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

39、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

40、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>　　利用KEIL開(kāi)發(fā)和調(diào)試系統(tǒng)軟件流程大致如下：</p><p>　　◆啟動(dòng)Vision2，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，

41、可以選擇其他的編輯器(本文使用的文本編輯器是Ultraedit—32)，Vision2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)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TKS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。

42、也可以生成下載到單片機(jī)存儲(chǔ)器上的HEX文件。</p><p><b>　　系統(tǒng)軟件調(diào)試</b></p><p><b>　　軟件源程序</b></p><p>　　//***************簡(jiǎn)易智能交通燈設(shè)計(jì)**************//</p><p>　　//*************

43、**********************************//</p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　//**************

44、*********************************//</p><p>　　uchar code tab[]={ 0x3F,/*0*/</p><p>　　0x06,/*1*/</p><p>　　0x5B,/*2*/</p><p>　　0x4F,/*3*/</p><p>　　0x66,/*

45、4*/</p><p>　　0x6D,/*5*/</p><p>　　0x7D,/*6*/</p><p>　　0x07,/*7*/</p><p>　　0x7F,/*8*/</p><p>　　0x6F,/*9*/</p><p>　　} ;</p><p

46、>　　//*******************共陰碼**********************//</p><p>　　sbit wela=P3^0;//段選</p><p>　　sbit dula=P3^1;//位選</p><p>　　sbit K1=P3^6;//停止</p>

47、<p>　　sbit K2=P3^7;//清零</p><p>　　sbit K3=P3^5;</p><p>　　sbit D1=P1^0;</p><p>　　sbit D2=P1^1;</p><p>　　sbit D3=P1^2;</p><p&

48、gt;　　uchar aa,shi,ge,flag,tt;</p><p>　　uint num=30;</p><p>　　//*******************延時(shí)函數(shù)*******************//</p><p>　　void delay(uint z)</p><p><b>　　{<

49、;/b></p><p><b>　　uint x,y;</b></p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//*******

50、*初始化主函數(shù)T0定時(shí)器******************//</p><p>　　void init()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0x01;//設(shè)置定時(shí)器0工作在方式一（16位工作方式)</p><p>　　TH0=(65536-

51、50000)/256;</p><p>　　TH1=(65536-50000)%256;</p><p>　　EA=1;//開(kāi)總中斷</p><p>　　ET0=1;//開(kāi)定時(shí)器0中斷</p><p>　　TR0=1;//開(kāi)定時(shí)器</p><p><

52、;b>　　D2=0;</b></p><p><b>　　D1=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//*************數(shù)碼顯示子程序*******************//</p><p>　　void Display(uchar

53、 shi,uchar ge)//顯示十位和個(gè)位</p><p><b>　　{</b></p><p>　　dula=1;//開(kāi)段選</p><p>　　P2=tab[shi];//把十位給</p><p>　　dula=0;//關(guān)段選</p>

54、<p>　　wela=1;//開(kāi)位選</p><p>　　P0=0xfe;//打開(kāi)第一個(gè)數(shù)碼管 1111 1110 - 0111 1111 </p><p>　　wela=0;//關(guān)位選</p><p>　　P2=0x00;//關(guān)閉數(shù)碼管</p><p>

55、　　delay(10);</p><p><b>　　dula=1;</b></p><p>　　P2=tab[ge];</p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p>

56、;<b>　　P0=0xfd;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　P2=0x00;</b></p><p>　　delay(10);</p><p><b>　　} </b></p>&l

57、t;p>　　//************鍵盤(pán)掃描程序**********************//</p><p>　　void keyscan()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar aa;</b></p><p><b>　　if(K

58、1==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　aa++;</b></p><p>　　switch(aa)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 1:TR0=0;

59、//停止</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 2:TR0=1;//啟動(dòng)</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(aa==2)</b></p><p><

60、b>　　{</b></p><p><b>　　aa=0;</b></p><p><b>　　init();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p&g

61、t;<b>　　if(K2==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(80);</p><p><b>　　if(K2==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p&

62、gt;　　delay(80);</p><p><b>　　num++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(!K2);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(

63、K3==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(80);</p><p><b>　　if(K3==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(80);&

64、lt;/p><p><b>　　num--;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(!K3);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

65、;<p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　init();</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p>

66、;<p>　　shi=num/10;</p><p>　　ge =num%10;</p><p>　　Display(shi,ge);</p><p>　　keyscan();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>

67、</p><p>　　//*************定時(shí)器控制**********************//</p><p>　　void timer0() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p

68、>　　TH1=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　aa++;</b></p><p>　　if(aa==20)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　aa=0;</b></p><p>&

69、lt;b>　　num--;</b></p><p>　　if(num<=10)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　D3=1; //紅燈亮</p><p><b>　　D2=0;</b></p><p&

70、gt;　　if(num<=5)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　D1=1; //黃燈開(kāi)始閃爍</p><p>　　delay(80);</p><p><b>　　D1=0;</b></p><p><b>　　}

71、</b></p><p>　　if(num==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　D2=1;</b></p><p><b>　　D3=0;</b></p><p><b>　　}</b&

72、gt;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(num==-1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　num=30;</p><p><b>　　}</b></p><p>

73、;<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　二、 proteus仿真器</p><p>　　Proteus是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具?？梢苑抡?1 系列、AVR，PIC 等常用的MCU 及其外圍電路（如LCD，RAM，ROM，鍵盤(pán)，馬達(dá)，LED，AD/DA

74、，部分SPI 器件，部分IIC 器件，...）Proteus與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。</p><p>

75、;　　仿真結(jié)果圖如下所示：</p><p>　　南北綠燈亮，東西為紅燈亮</p><p>　　倒計(jì)時(shí)6s開(kāi)始，黃燈開(kāi)始閃爍</p><p>　　南北紅燈亮，東西綠燈亮</p><p><b>　　6、設(shè)計(jì)心得體會(huì)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)兩周的努力工作，終于在同組人的共同合作下完成了《簡(jiǎn)易

76、智能交通燈設(shè)計(jì)》單片機(jī)課程設(shè)計(jì)。雖然設(shè)計(jì)仿真調(diào)試的過(guò)程很艱辛，但結(jié)果還是好的，看到仿真結(jié)果出來(lái)，看到交通燈的循環(huán)閃爍，心情頓時(shí)好起來(lái)，調(diào)試過(guò)程中的種種怨言都沒(méi)有了。這次課程設(shè)計(jì)主要是軟件仿真，由于器材有限就沒(méi)有弄硬件部分。在軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試過(guò)程中，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。可以說(shuō)再整個(gè)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，我感覺(jué)又重新學(xué)了一次單片機(jī)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中不僅學(xué)會(huì)了延時(shí)的兩種方法，即軟件延時(shí)和硬件延時(shí)，還掌握數(shù)碼管的兩種顯

77、示方式（即動(dòng)態(tài)顯示與靜態(tài)顯示）及其如何選擇。通過(guò)幾次反復(fù)調(diào)試過(guò)程，使得我對(duì)c語(yǔ)言有了更深刻的理解。</p><p>　　在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程我還學(xué)會(huì)熟練使用Keil、proteus等軟件，對(duì)我在今后的學(xué)習(xí)中會(huì)有很大的幫助。 </p><p>　　同時(shí)，在這次課程設(shè)計(jì)中，老師和同組的xx同學(xué)給了我很大的幫助，要特別感謝他們。</p><p><b>　　7

78、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 肖業(yè)偉，郭雪峰，黃輝先.盤(pán)宏斌.自適應(yīng)的智能交通信號(hào)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì).計(jì)算機(jī)工程.2009，35(7):220一222.</p><p>　　[2] 張飛舟，曹學(xué)軍，孫敏.基于多智能體的城市交通集成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2008，44(2):289一292.</p><p>　　[3] 史新宏，