單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　教學(xué)院（部） 電氣與電子信息工程學(xué)院 </p><p>　　教 研 室 自 動(dòng) 控 制　　 </p><p>　　指 導(dǎo) 教

2、 師 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)時(shí) 間 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)班 級(jí) 2008電氣自動(dòng)化技術(shù) 2班 </p><p>　　學(xué) 號(hào)

3、 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　2009 ～2010 學(xué)年第2學(xué)期</p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)題目： </p><p>　　1.

4、紅外線遙控器設(shè)計(jì)</p><p>　　2. 數(shù)字萬(wàn)年歷系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3. 智能化公共汽車報(bào)站器設(shè)計(jì)</p><p>　　4. 智能溫度計(jì)設(shè)計(jì)</p><p>　　5. 數(shù)字式電壓表設(shè)計(jì)</p><p>　　6. 交通信號(hào)燈模擬控制</p><p>　　7. 電子密碼鎖設(shè)計(jì)<

5、/p><p>　　8. 直流風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量與PWM控制</p><p>　　9. 作息時(shí)間控制器設(shè)計(jì)</p><p>　　10. 水溫控制系統(tǒng)</p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1. 以單片機(jī)為主控器件，構(gòu)造系統(tǒng)；</p><p>　　

6、2. 熟悉、掌握各種外圍接口電路芯片的工作原理和控制方法；</p><p>　　3. 熟悉、掌握單片機(jī)匯編語(yǔ)言的軟件設(shè)計(jì)方法；</p><p>　　4. 熟悉、掌握印刷電路板的設(shè)計(jì)方法；</p><p>　　5. 根據(jù)具體設(shè)計(jì)課題的技術(shù)指標(biāo)和給定條件，能獨(dú)立而正確地進(jìn)行方案論證和電路設(shè)計(jì)，要求概念清楚、方案合理、方法正確、步驟完整；</p><p

7、>　　6. 學(xué)會(huì)查閱有關(guān)參考資料和手冊(cè)，并能正確選擇有關(guān)元器件和參數(shù)；</p><p>　　7. 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，參考畢業(yè)設(shè)計(jì)論文格式撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告（5000字以上）。</p><p>　　注：詳細(xì)要求和技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)附錄。</p><p><b>　　三、進(jìn)度安排</b></p><p><b>　　1．時(shí)間

8、安排</b></p><p><b>　　2．執(zhí)行要求</b></p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作共10個(gè)選題，每組3~5人，為避免雷同，在設(shè)計(jì)中每個(gè)同學(xué)所采用的方案不能一樣。</p><p><b>　　四、基本要求</b></p><p>　?。?）進(jìn)行方案論證并根據(jù)要求確

9、定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；</p><p>　　（2）繪制系統(tǒng)框圖和電氣原理草圖，程序流程圖；</p><p>　?。?）對(duì)相關(guān)電路進(jìn)行電路參數(shù)計(jì)算和元器件選擇；</p><p>　?。?）進(jìn)行軟件匯編并調(diào)試；</p><p>　?。?）利用Proteus和Keil uVision2對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)；</p><p>　?。?）繪

10、制系統(tǒng)原理總圖，列出原器件明細(xì)表；</p><p>　?。?）畫出軟件框圖，列出程序清單；</p><p>　?。?）寫出使用說(shuō)明書；</p><p>　　（9）對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面總結(jié)，寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)考核辦法與成績(jī)?cè)u(píng)定</p><p>　　根據(jù)過(guò)程、報(bào)告、答辯等確定設(shè)計(jì)成績(jī)，成績(jī)分優(yōu)、

11、良、中、及格、不及格五等。</p><p>　　六、課程設(shè)計(jì)參考資料</p><p>　　[1]電氣與電子信息工程學(xué)院.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 </p><p>　　[2]熊靜琪.計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社,2003</p><p>　　[3]黃忠霖.控制系統(tǒng)MATIAB計(jì)算及仿真.北京:國(guó)防工業(yè)出版社, 2004</p>

12、<p>　　[4]彭為等.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講. 北京：電子工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[5]王慶利等.單片機(jī)設(shè)計(jì)案例實(shí)踐教程.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2008</p><p>　　[6]韓志軍等.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)——入門向?qū)c設(shè)計(jì)實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p><b>　　摘 要</b&g

13、t;</p><p>　　交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著人們社會(huì)活動(dòng)的日益頻繁，這點(diǎn)更是體現(xiàn)的淋漓盡致。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C51為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)。本設(shè)計(jì)就是采用單片機(jī)模擬十字路口交通燈的各種狀態(tài)顯示以及倒計(jì)時(shí)時(shí)間。</p><p>

14、;　　本設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)I/O口擴(kuò)展系統(tǒng)、交通燈狀態(tài)顯示系統(tǒng)、LED數(shù)碼顯示系統(tǒng)、緊急情況中斷系統(tǒng)、復(fù)位電路等幾大部分組成。系統(tǒng)除基本的交通燈功能外，還具有倒計(jì)時(shí)、緊急情況處理等功能，較好的模擬實(shí)現(xiàn)了十字路口可能出現(xiàn)的狀況。</p><p>　　軟件上采用C51編程，主要編寫了主程序，LED數(shù)碼管顯示程序，中斷程序延時(shí)程序等。經(jīng)過(guò)整機(jī)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了對(duì)十字路口交通燈的模擬。</p><p>&

15、lt;b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)目的</b&g

16、t;</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容</p><p>　　第二章 總體設(shè)計(jì)及核心器件簡(jiǎn)介</p><p><b>　　2.1總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.2 AT89C51</p><p>　　2.3 8255A</p><p>　　2.

17、4 74LS164</p><p>　　2.5 X5045</p><p>　　第三章 單元電路模塊設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1復(fù)位電路</b></p><p><b>　　3.3晶振電路</b></p><p>　　3.4 I/O口擴(kuò)展電路<

18、;/p><p>　　3.5 LED數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　3.6 交通燈狀態(tài)顯示電路</p><p>　　3.7 緊急情況中斷電路</p><p>　　3.8 總體設(shè)計(jì)原理圖及功能介紹</p><p>　　第四章 軟件編程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 設(shè)計(jì)

19、思想</b></p><p><b>　　4.2 程序框圖</b></p><p><b>　　4.3 源程序</b></p><p>　　第五章 設(shè)計(jì)心得</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b

20、>　　第一章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合

21、，加以完善。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　?。?）加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)和C51語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)，充分掌握和理解設(shè)計(jì)各部分的工作原理、設(shè)計(jì)過(guò)程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項(xiàng)知識(shí)。</p><p>　?。?）用單片機(jī)模擬

22、實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用，使個(gè)人設(shè)計(jì)能夠真正使用。</p><p>　?。?）把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，充分發(fā)揮個(gè)人能力，并在實(shí)踐中鍛煉。</p><p>　　（4）提高利用已學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。</p><p>　?。?）提高實(shí)踐動(dòng)手能力。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容</p><p><b>　　

23、1.3.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　結(jié)合教材及參考資料，用AT89C51單片機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)十字路口的交通燈亮滅、倒計(jì)時(shí)顯示、緊急情況處理等功能。</p><p><b>　　1.3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　?。?）填寫設(shè)計(jì)任務(wù)書。</p><p>　?。?）進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，畫出原理圖。&l

24、t;/p><p>　?。?）用Protel軟件畫出PCB板并制板。</p><p>　　（4）焊接器件和芯片。</p><p>　?。?）編寫并調(diào)試程序。</p><p>　　第二章 總體設(shè)計(jì)及核心器件簡(jiǎn)介</p><p><b>　　2.1總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　

25、　整個(gè)設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為核心，由I/O口擴(kuò)展，LED數(shù)碼管顯示,緊急情況中斷電路，watchdog復(fù)位電路組成。</p><p>　　硬件模塊入圖3-1。</p><p>　　圖2－1 硬件模塊</p><p>　　2.2 AT89C51</p><p>　　1．AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　

26、　AT89C51是美國(guó)ATMEL公司推出的系列單片機(jī)，將多種功能的8位CPU與FPEROM（快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器）結(jié)合在一個(gè)芯片上，是一種低功耗、高性能的CMOS控制器，為很多嵌入式控制應(yīng)用提供了非常靈活而又價(jià)格適宜的方案，其性能價(jià)格比遠(yuǎn)高于同類芯片。它與MCS-51指令系統(tǒng)兼容，片內(nèi)FPEROM允許對(duì)程序存儲(chǔ)器在線重復(fù)編程，也可用常規(guī)的EPROM編程器編程，可循環(huán)寫入/擦除1000次。89C51內(nèi)含4KB的FPEROM，一般的E

27、EPROM的字節(jié)擦除時(shí)間和寫入時(shí)間基本上均為10ms，對(duì)于任一個(gè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這樣長(zhǎng)的時(shí)間是不可能在線修改程序的。</p><p>　　圖2－2 89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　與EEPROM相比較，F(xiàn)PEROM大大縮短了存儲(chǔ)內(nèi)容擦除和寫入的時(shí)間，為在線改寫程序提供了極大的方便，而且價(jià)格也比帶EPROM87C系列單片機(jī)便宜，這更顯示出了89C系列的優(yōu)越性。它還有128*8Bi

28、t的片內(nèi)RAM；32根I/O線；2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源；一個(gè)全雙工的異步串行口；間歇和掉電工作模式；三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密；全靜態(tài)工作，晶振工作范圍：0Hz—24MHz。</p><p><b>　　2．管腳功能</b></p><p>　　AT89C51單片機(jī)為40引腳芯片如圖2－3所示。</p><p>　?、買/O口線: P0、P

29、1、P2、P3共四個(gè)八位P0口是三態(tài)雙向口, 通稱數(shù)據(jù)總線口, 因?yàn)橹挥性摽谀苤苯佑糜趯?duì)外部存儲(chǔ)器的讀?寫操作。P0口也用以輸出外部存儲(chǔ)器的低8位地址。由于是分時(shí)輸出, 故應(yīng)在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存, 地址鎖存信號(hào)用ALE。P1口是專門供用戶使用的I/O口, 是準(zhǔn)雙向口。P2口是從系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作高8位地址線用。不擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí), P口也可以作為用戶I/O口線使用, P2口也是準(zhǔn)雙向口。P3口是雙功能口, 該口的每一位均可獨(dú)立地定義

30、為第一I/O 功能或第二I/O功能。作為第一功能使用時(shí)操作同P1口。</p><p>　　P3口的第二功能如表2－1。</p><p>　　圖2-3 89C51引腳圖</p><p>　?、诳刂瓶诰€: PSEN (片外取控制)、AL E( 地址鎖存控制)、EA (片外儲(chǔ)器選擇)、RE2SET (復(fù)位控制) ;</p><p>　?、垭娫醇皶r(shí)鐘

31、: CCC、VSS; XTAL 1, XTAL 2</p><p>　　表2-1 引腳功能表</p><p>　　2.3 8255A</p><p>　　8255A是Intel公司生產(chǎn)的可編程輸入輸出接口芯片,它具有3個(gè)8位的并I/O</p><p>　　口,具有三種工作方式,可通過(guò)程序改變其功能,因而使用靈活,通用性強(qiáng),可作為單</

32、p><p>　　片機(jī)與多種外圍設(shè)備連接時(shí)的中間接口電路。8255有三種基本工作方式， 三種工作方式由工作方式控制字決定,方式控制字由CPU通過(guò)輸入/輸出指令來(lái)提供.三個(gè)端口中PC口被分為兩個(gè)部分,上半部分隨PA口稱為A組,下半部分隨PB口稱為B組.其中PA口可工作與方式0、1和2，而PB口只能工作在方式0和1。8255共有40個(gè)引腳,采用雙列直插式封裝。其引腳圖如圖2-4所示，各引腳功能如下：</p&

33、gt;<p>　　圖2-4 8255A引腳圖</p><p>　　D0--D7：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線,與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線連接,用來(lái)傳送數(shù)據(jù)信息。</p><p>　　CS：片選信號(hào)線，低電平有效，表示芯片被選中。</p><p>　　RD：讀出信號(hào)線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的讀出。</p><p>　　WR：寫入信號(hào)線，低電平有效，控制數(shù)

34、據(jù)的寫入。</p><p>　　Vcc：+5V電源。PA0--PA7：A口輸入/輸出線。PB0--PB7：B口輸入/輸出線。PC0--PC7：C口輸入/輸出線。RESET：復(fù)位信號(hào)線。A1、A0：地址線，用來(lái)選擇8255內(nèi)部端口。GND：地線。</p><p>　　2.4 74LS164</p><p>　　74LS164引腳定義如圖2-5所示，其真值

35、表如表2-2所示，其功能是將外部輸入的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為8位的并行數(shù)據(jù)輸出具有鎖寸功能。A、B端為串行數(shù)據(jù)輸入端，QA ~ QH為數(shù)據(jù)輸出端，CLK為外部時(shí)鐘輸入端，CLR為清零端。</p><p>　　圖2-5 74LS164引腳圖</p><p>　　表2-2 74LS164真值表</p><p>　　注 QA0、 QB0、QH0為在穩(wěn)態(tài)輸入條件建立之前QA

36、 、QB 和QH相應(yīng)的電平；QAn 、QGn 為在最近的時(shí)鐘↑轉(zhuǎn)換前QA或QG的電平，表示移1位。</p><p>　　74LS164內(nèi)部功能圖如圖2-6所示：</p><p>　　圖2-6 74LS164內(nèi)部功能圖</p><p>　　2.5 X5045</p><p>　　X5045是一種集看門狗、電壓監(jiān)控和串行EEPROM 三種功能于

37、一身的可編程電路。這種組合設(shè)計(jì)減少了電路對(duì)電路板空間的需求。</p><p>　　X5045中的看門狗對(duì)系統(tǒng)提供了保護(hù)功能。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障而超過(guò)設(shè)置時(shí)間時(shí)，電路中的看門狗將通過(guò)RESET信號(hào)向CPU 作出反應(yīng)。X5045提供了三個(gè)時(shí)間值供用戶選擇使用。它所具有的電壓監(jiān)控功能還可以保護(hù)系統(tǒng)免受低電壓的影響，當(dāng)電源電壓降到允許范圍以下時(shí)，系統(tǒng)將復(fù)位，直到電源電壓返回到穩(wěn)定值為止。X5045的存儲(chǔ)器與CPU 可通過(guò)串行

38、通信方式接口，共有4096個(gè)位，可以按512 x 8個(gè)字節(jié)來(lái)放置數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　1 引腳介紹</b></p><p>　　CS/WDI：片選輸入/看門狗復(fù)位輸入；</p><p><b>　　SO：串行輸出；</b></p><p><b>　　WP：寫保護(hù)輸入；<

39、;/b></p><p>　　RESET：復(fù)位輸出；</p><p>　　SCK：同步時(shí)鐘輸入；</p><p><b>　　SI：串行輸入。</b></p><p>　　圖2-7 X5045引腳圖 Vss：地；</p><p><b>　　Vcc：電源；</b

40、></p><p><b>　　2 工作原理</b></p><p><b>　　2.1 上電復(fù)位</b></p><p>　　向X5045加電時(shí)會(huì)激活其內(nèi)部的上電復(fù)位電路，從而使RESET 引腳有效。該信號(hào)可避免系統(tǒng)微處理器在電壓不足或振蕩器未穩(wěn)定的情況下工作。當(dāng)VCC 超過(guò)器件的Vtrip門限值時(shí)，電路將在200

41、ms（典型）延時(shí)后釋放RESET 以允許系統(tǒng)開(kāi)始工作。</p><p><b>　　2.2 低電壓監(jiān)視</b></p><p>　　工作時(shí)， X5045對(duì)VCC 電平進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若電源電壓跌落至預(yù)置的最小Vtrip以下時(shí)，系統(tǒng)即確認(rèn)RESET，從而避免微處理器在電源失效或斷開(kāi)的情況下工作。當(dāng)RESET 被確認(rèn)后，該RESET 信號(hào)將一直保持有效，直到電壓跌到低于1V 。

42、而當(dāng)VCC 返回并超過(guò)Vtrip達(dá)200ms時(shí)，系統(tǒng)重新開(kāi)始工作。</p><p>　　2.3 看門狗定時(shí)器</p><p>　　看門狗定時(shí)器的作用是通過(guò)監(jiān)視WDI輸入來(lái)監(jiān)視微處理器是否激活。由于微處理器必須周期性的觸發(fā)CS/WDI引腳以避免RESET 信號(hào)激活而使電路復(fù)位，所以CS/WDI引腳必須在看門狗超時(shí)時(shí)間終止之前受到由高至低信號(hào)的觸發(fā)。</p><p>　

43、　2.4 重新設(shè)置VCC 門限</p><p>　　X5045/45出廠時(shí)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)VCC 門限電壓為Vtrip，但在應(yīng)用時(shí)，如果標(biāo)準(zhǔn)值不恰當(dāng)，用戶可以重新調(diào)整。</p><p>　　2.5 SPI串行存儲(chǔ)器</p><p>　　器件存儲(chǔ)器部分是帶塊鎖保護(hù)的CMOS串行EEPROM 陣列，陣列的內(nèi)部組織是x8 位。X5045可提供最少為1000,000次擦寫和100

44、年的數(shù)據(jù)保存期，并具有串行外圍接口（SPI）和軟件協(xié)議的特點(diǎn)，允許工作在簡(jiǎn)單的四總線上。</p><p>　　X5045主要是通過(guò)一個(gè)8 位的指令寄存器來(lái)控制器件的工作，其指令代碼通過(guò)SI輸入端（MSB在前）寫入寄存器。表2-3所列為X5045的指令格式及其操作。</p><p>　　表2-3 X5045的指令格式及其操作</p><p>　　2.6 時(shí)鐘和數(shù)據(jù)時(shí)

45、序</p><p>　　當(dāng)CS變低以后，SI線上的輸入數(shù)據(jù)在SCK 的第一個(gè)上升沿時(shí)被鎖存。而SO 線上的數(shù)據(jù)則由SCK的下降沿輸出。用戶可以停止時(shí)鐘，然后再啟動(dòng)它, 以便在它停止的地方恢復(fù)操作。在整個(gè)工作期間，CS必須為低。</p><p><b>　　2.7 狀態(tài)寄存器</b></p><p>　　狀態(tài)寄存器包含四個(gè)非易失性狀態(tài)位和兩個(gè)易失

46、性狀態(tài)位。控制位用于設(shè)置看門狗定時(shí)器的操作和存儲(chǔ)器的塊鎖保護(hù)。狀態(tài)寄存器的格式如表2-4（缺省值為00H) ：</p><p>　　表2-4 狀態(tài)寄存器格式</p><p>　　其中： WIP (Write-In-Progress) 位是易失性只讀位，用于指明器件是否忙于內(nèi)部非易失性寫操作。WIP 位可用RDSR指令讀出。當(dāng)該位為“1”時(shí)，表示非易失性寫操作正在進(jìn)行；為“0”時(shí)，表示沒(méi)有進(jìn)

47、行寫操作。</p><p>　　WEL（Write Enable Latch）位用于指出“寫使能”鎖存的狀態(tài)。WEL=1時(shí)，表示鎖存被設(shè)置；WEL=0 表示鎖存已復(fù)位。WEL 位是易失性只讀位?？梢杂肳REN指令設(shè)置WEL 位；用WRDI指令復(fù)位WEL位。</p><p>　　用BLO，BL1（Block Lock）位可設(shè)置塊鎖存保護(hù)的范圍。任何被塊鎖保護(hù)的存儲(chǔ)器都只能讀出不能寫入。這兩個(gè)

48、非易失性位可用WRSR指令來(lái)編程，并允許用戶保護(hù)EEPROM 陣列的1/4 、1/2、全部或0。參見(jiàn)表2-5 。</p><p>　　2-5 受保護(hù)的EEPROM陳列地址</p><p>　　WD0、WD1（ Watchdog Timer）位用于選擇看門狗的超時(shí)周期。見(jiàn)表2-6 。</p><p>　　表2-6 看門狗的超時(shí)周期選擇</p><p

49、>　　當(dāng)用CS 選中器件后，送8 位RDSR指令，并由CLK 信號(hào)觸發(fā)即可將狀態(tài)寄存器的內(nèi)容從SO 線上讀出。而在寫狀態(tài)寄存器時(shí)，應(yīng)先將CS 拉低，然后送WREN指令，再拉高CS。然后再次拉低CS，最后送入WREN指令及對(duì)應(yīng)于狀態(tài)寄存器內(nèi)容的8 位數(shù)據(jù)即可。該操作由CS 變高結(jié)束。</p><p>　　WEL位及WP引腳的狀態(tài)對(duì)器件內(nèi)的存儲(chǔ)器及狀態(tài)寄存器各部分保護(hù)的影響如表2-7所列。</p>

50、<p>　　表2-7 WREN命令和/WP引腳狀態(tài)寄存器的影響</p><p>　　第三章 單元電路模塊設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1復(fù)位電路</b></p><p>　　復(fù)位方式有多種，但本設(shè)計(jì)采用看門狗芯片X5045，接線圖如圖3-1所示。</p><p>　　3-1 復(fù)位電路原理圖</p

51、><p>　　在設(shè)定的定時(shí)時(shí)間內(nèi)，89C51必須在/CS/WDI引腳產(chǎn)生一個(gè)由高到低的電平變化，以清內(nèi)部定時(shí)器，即“喂狗”，否則X5045將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。</p><p><b>　　3.3晶振電路</b></p><p>　　晶振電路原理圖如3-2：</p><p>　　3-2　晶振模塊原理圖</p>&

52、lt;p>　　選取原則：傳統(tǒng)做法，但能夠?qū)崿F(xiàn)所需，即最簡(jiǎn)單也最是實(shí)用。電容選取22uF，晶振為11.0592Hz。</p><p>　　3.4 I/O口擴(kuò)展電路</p><p>　　硬件原理設(shè)計(jì)圖如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 8255A擴(kuò)展單片機(jī)I/0口電路圖</p><p>　　用74LS373鎖存，74LS138譯

53、碼，擴(kuò)展單片機(jī)的I/O口，由原理圖得8255端口地址分配為：</p><p><b>　　A口：0FFD8H</b></p><p><b>　　B口：0FFD9H</b></p><p><b>　　C口：0FFDAH</b></p><p>　　3.5 LED數(shù)碼管顯示電路

54、</p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)碼管顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的I/O接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中CPU的開(kāi)銷小，可以提供單獨(dú)鎖存的I/O接口電路很多。所以本設(shè)計(jì)采用串并轉(zhuǎn)換電路74LS164的靜態(tài)顯示電路。

55、其電路圖如圖3-4所示。 </p><p>　　圖3-4 數(shù)碼管顯示靜態(tài)驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　MCS-51單片機(jī)串行口方式0為移位寄存器方式，外接2片74LS164作為2位LED顯示器的靜態(tài)顯示接口，把89C51的RXD作為數(shù)據(jù)輸出線，TXD作為移位時(shí)鐘脈沖。74LS164為TTL單向8位移位寄存器，可實(shí)現(xiàn)串行輸入，并行輸出。其中A、B（第1、2腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端，2個(gè)引腳按

56、邏輯與運(yùn)算規(guī)律輸入信號(hào)，共一個(gè)輸入信號(hào)時(shí)可并接。T（第8腳）為時(shí)鐘輸入端，可連接到串行口的TXD端。每一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的上升沿加到T端時(shí)，移位寄存器移一位，8個(gè)時(shí)鐘脈沖過(guò)后，8位二進(jìn)制數(shù)全部移入74LS164中。R（第9腳）為復(fù)位端，當(dāng)R=0時(shí)，移位寄存器各位復(fù)0，只有當(dāng)R=1時(shí)，時(shí)鐘脈沖才起作用。Q1…Q8（第3-6和10-13引腳）并行輸出端分別接LED顯示器的hg···a各段對(duì)應(yīng)的引腳上。在給出了8個(gè)脈沖

57、后，最先進(jìn)入74LS164的第一個(gè)數(shù)據(jù)到達(dá)了最高位，然后如果再來(lái)一個(gè)脈沖，第一個(gè)脈沖就會(huì)從最高位移出。設(shè)計(jì)中的2片7LS164首尾相串，而時(shí)鐘端則接在一起，這樣，當(dāng)輸入8個(gè)脈沖時(shí)，從單片機(jī)RXD端輸出的數(shù)據(jù)就進(jìn)入到了第一片74LS164中了，而當(dāng)?shù)诙€(gè)8個(gè)脈沖到來(lái)后，這個(gè)數(shù)據(jù)就進(jìn)入了第二片74LS164</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用的是共陰極LED數(shù)碼管，其字形碼如表3-1所示。</p><

58、;p>　　表3-1 共陰極LED數(shù)碼管字形碼表</p><p>　　3.6 交通燈狀態(tài)顯示電路</p><p>　　十字路口的交通燈分布示意圖如圖3-5所示，將這12個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào)。</p><p>　　圖3-5 十字路口交通燈分布示意圖</p><p>　　這12個(gè)交通燈共有四個(gè)狀態(tài)：</p><p>　　

59、狀態(tài)1（S1）：東西紅燈（4、10）亮，南北綠燈（3、9）亮</p><p>　　狀態(tài)2（S2）：南北黃燈（2、8）亮，東西仍為紅燈（4、10）亮</p><p>　　狀態(tài)3（S3）：南北紅燈（1、7）亮，東西綠燈（6、12）亮</p><p>　　狀態(tài)4（S4）：東西黃燈（5、11）亮，南北仍為紅燈（1、7）亮</p><p>　　對(duì)應(yīng)的硬

60、件原理設(shè)計(jì)圖如圖3-6所示：</p><p>　　圖3-6 交通燈狀態(tài)顯示電路</p><p>　　用7407對(duì)發(fā)光二極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，圖中電阻R為390歐姆，以保證通過(guò)發(fā)光二極管的電流大于工作電流10mA。</p><p>　　四種狀態(tài)下發(fā)光二極管與相應(yīng)端口取值關(guān)系見(jiàn)表3-2。</p><p>　　表3-2 發(fā)光二極管與相應(yīng)端口取值關(guān)系<

61、/p><p>　　3.7 緊急情況中斷電路</p><p>　　緊急情況中斷處理電路圖如圖3-7所示：</p><p>　　圖3-7 緊急情況中斷電路圖</p><p>　　當(dāng)東西向（或南北向）有特殊情況，比如有救護(hù)車通過(guò)，開(kāi)關(guān)SW0為低電平則應(yīng)使交通燈處于S3（東西綠燈、南北），開(kāi)關(guān)SW1為低電平則應(yīng)使交通燈處于S1（南北向綠燈、東西向紅燈）。

62、</p><p>　　3.8 總體設(shè)計(jì)原理圖及功能介紹</p><p>　?、?整個(gè)設(shè)計(jì)原理圖見(jiàn)附圖。</p><p><b>　　功能介紹</b></p><p>　　在應(yīng)用電路中，采用8255A對(duì)單片機(jī)的I/O口進(jìn)行有效的擴(kuò)展，從而大大增加了可利用的I/O口資源，使得I/O口很充裕。8255的PA口和PB口接發(fā)光二

63、極管，通過(guò)對(duì)PA口和PB口的位寫“1”或“0”來(lái)控制發(fā)光二極管的亮、滅，進(jìn)而模擬顯示出十字路口交通燈的各種狀態(tài)。 </p><p>　　LED數(shù)碼管則用來(lái)對(duì)各種狀態(tài)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)的顯示。設(shè)計(jì)中采用74LS164靜態(tài)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管，利用單片機(jī)的RXD作為數(shù)據(jù)的輸出端給164送數(shù)。利用164的移位進(jìn)行多位的顯示。利用延時(shí)程序控制每秒時(shí)間，從而控制RXD送數(shù)的時(shí)間間隔。</p><p>　　緊急情

64、況的處理則采用查詢加中斷的方式。通過(guò)查詢P1.2和P1.3的狀態(tài)來(lái)控制外部中斷1，然后進(jìn)去相應(yīng)的處理程序。在哪一方向上有緊急情況，則能通過(guò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行中斷，使該方向上為綠燈放行，同時(shí)緊急情況報(bào)警燈亮。</p><p>　　第四章 軟件編程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　交通燈根據(jù)其顯示情況可以分為四個(gè)

65、狀態(tài)，可以通過(guò)定時(shí)來(lái)控制每個(gè)狀態(tài)的時(shí)間；通過(guò)定時(shí)也可以向LED數(shù)碼管中每隔1秒送一個(gè)數(shù)，顯示該狀態(tài)剩余的時(shí)間；如果有中斷出現(xiàn)則進(jìn)入相應(yīng)的處理程序：先保留目前的顯示狀態(tài)，然后根據(jù)情況顯示處理中的狀態(tài)，緊急情況結(jié)束則恢復(fù)到保留的原來(lái)狀態(tài)。</p><p><b>　　4.2 程序框圖</b></p><p>　　主程序框圖和中斷程序框圖分別如圖4-1和4-2所示。

66、 </p><p>　　圖4-1 主程序框圖 圖4-2 中斷程序框圖</p><p><b>　　4.3 源程序</b></p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　#include <absacc.h></p>&

67、lt;p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define COM8255 XBYTE[0xffdb]</p><p>　　#define PA8

68、255 XBYTE[0xffd8]</p><p>　　#define PB8255 XBYTE[0Xffd9]</p><p>　　sbit P1_0=P1^0;</p><p>　　sbit P1_2=P1^2;</p><p>　　sbit P1_3=P1^3;</p><p>　　sbit P3_0=P3^0;

69、</p><p>　　sbit P3_1=P3^1;</p><p>　　uchar code table[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xff,0xf6,0x00};</p><p>　　void delay_500ms(int x) /*延時(shí)子程序*/</p><p><

70、;b>　　{</b></p><p><b>　　int i;</b></p><p>　　for(;x>0;x--)</p><p>　　for(i=6245;i>0;i++)</p><p><b>　　{;}</b></p><p><

71、;b>　　}</b></p><p>　　void int1_srv(void)interrupt 2 using 2</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar a,b;</p><p><b>　　if(!INT1)</b></p>&

72、lt;p><b>　　{</b></p><p><b>　　a=PA8255;</b></p><p>　　b=PB8255; /*保留A口，B口狀態(tài)*/</p><p>　　if(P1_2==0)</p><p><b>　　{</b></p>

73、<p>　　PA8255=0x1d;</p><p>　　PB8255=0x1d;</p><p><b>　　P1_0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(P1_3==0)</p><p><b>　　{<

74、;/b></p><p>　　PA8255=0x2b;</p><p>　　PB8255=0x2b;</p><p><b>　　P1_0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(!INT1); /*等待開(kāi)關(guān)斷開(kāi)*

75、/</p><p>　　PA8255=0xff;</p><p>　　PA8255=0xff;</p><p><b>　　PA8255=a;</b></p><p>　　PB8255=b; /*恢復(fù)A口，B口狀態(tài)*/</p><p><b>　　P1_0=1;</b>

76、</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display(uchar x,uchar y)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　uchar a[][2]={5

77、,1,4,1,3,1,2,1,1,1,0,1,9,10,8,10,7,10,6,10,5,10,4,10,3,10,2,10,1,10,0,10}; </p><p>　　uchar i,j;</p><p>　　for(i=x;i<y;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(

78、j=0;j<2;j++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　x=a[i][j];</p><p>　　SBUF=table[x];</p><p>　　do{}while(TI==0);</p><p><b>　　TI=0;</b><

79、/p><p><b>　　}</b></p><p>　　delay_500ms(2);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p>&l

80、t;b>　　{</b></p><p>　　SCON=0x00;</p><p><b>　　P3_0=1;</b></p><p><b>　　P3_1=1;</b></p><p>　　COM8255=0x88;</p><p>　　SCON=0x00;

81、</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　PX1=1;</b></p><p><b>　　EX1=1;</b></p><p>　　PA8255

82、=0x1b;</p><p>　　PB8255=0x1b;</p><p>　　delay_500ms(2);</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　PA8255=0x1d;/*東西紅，南北綠：12

83、秒*/</p><p>　　PB8255=0x1d;</p><p>　　display(0,12);</p><p>　　PA8255=0x1e; /*東西紅，南北黃：3秒*/</p><p>　　PB8255=0x1e;</p><p>　　display(12,16);</p><p&

84、gt;　　PA8255=0x2b; /*東西綠，南北紅：8秒*/</p><p>　　PB8255=0x2b;</p><p>　　display(5,12);</p><p>　　PA8255=0x33; /*東西黃，南北紅：3秒*/</p><p>　　PB8255=0x33;</p><p>　　disp

85、lay(12,16);</p><p>　　PA8255=0x1d;/*循環(huán)*/</p><p>　　PB8255=0x1d;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　第五章 設(shè)計(jì)心得<

86、/b></p><p>　　通過(guò)這次交通燈的設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。綜合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)，對(duì)已有知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解和認(rèn)識(shí)。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問(wèn)題

87、，我通過(guò)查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學(xué)交流得到解決。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李朝青. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第3版）. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[2] 馬忠梅等. 單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007</p>

88、<p>　　[3] 趙新民. 智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[4] 何立民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1994</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表</b></p><p>　　指導(dǎo)教師簽字： </p>