苏 州 市 职 业 大 学
课程设计说明书
名称 单片机原理与应用课程设计
2012年9月3日至2012年9月7日共1周
院 系 电子信息工程系 班 级 11应用电子5 姓 名 陆 谦
系 主 任 张红兵
教研室主任 陆春妹 指导教师 王 鹏
目 录
1 设计任务和性能指标 ............................................................................................... 3 1.1设计任务 ............................................................................................................. 3 1.2性能指标 ........................................................................... 错误！未定义书签。 2 设计方案 ................................................................................................................... 2 2.1任务分析 ............................................................................................................. 2 3 系统硬件设计 ........................................................................................................... 3 3.1单片机的最小系统 ............................................................................................. 3 3.2信号灯控制电路设计 ......................................................................................... 5 4 系统软件设计 ........................................................................................................... 5 4.1 主程序设计 ......................................................................................................... 5 5 调试及性能分析 ....................................................................................................... 6 5.1 调试分析 ........................................................................................................... 6 5.1.1 软件调试 ...................................................................................................... 6 5.1.2 硬件调试 ...................................................................................................... 6 5.1.3 系统功能调试 .............................................................................................. 6 6 心得体会 ................................................................................................................... 6 参考文献 ....................................................................................................................... 8 附录1 系统原理图 ...................................................................................................... 9 附录2 程序清单 ......................................................................................................... 11
1 设计任务和性能指标
1.1设计任务
北 西
南
东 利用单片机完成交通信号灯控制器的设计，该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图上图所示。设东西向为主干道，南北为支干道。
1.2性能指标
在单片机最小系统下，由P2、P0口连接12个发光二极管，分别代表四个路口的红、绿、黄灯，初始态为四个路口的红灯全亮之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西路口方向通车；延时20s，东西路口的绿灯闪烁3次后熄灭，黄灯亮3s后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车；延时20s，南北路口的绿灯闪烁3次后熄灭，黄灯亮3s后，再切换到南北路口红灯亮，东西路口的绿灯亮，东西方向通车；之后重复以上过程
2 设计方案
2.1任务分析
模拟交通灯控制器就是使用单片机来控制一些LED 和数码管，模拟真实交通灯的功能。红、黄、绿交替闪亮，利用数码管倒计数显示间隔等，用于管理十字路口的车辆及行人交通，计时牌显示路口通行转换剩余时间等
2.2方案设计
单片机可选用AT89C51，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASH ROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。南北向和东西向各采用2个数码管计时，同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。键盘系统可以根据系统的需要设置不同的键的个数，可以选择线式键盘或矩阵式键盘，若单片机的IO口不够用时，可以考虑扩展8255或8155满足系统的要求。
3 系统硬件设计
3.1单片机的最小系统
ATMEL公司生产的AT89C52单片机它是硬件电路的核心部分，时钟电路晶振使用12MHz。
C122pFX1CRYSTALC222pF10kC310uFR1 单片机系统的时钟电路
3.2信号灯控制电路
SW1P3.2SW-SPSTSW2P3.3SW-SPST
4 系统软件设计
4.1 主程序设计
.
开始 参数初始化 显示子程序 中断处理 紧急中断子程序
系统程序流程图
5 调试及性能分析
5.1 调试分析
软件调试主要是利用proteus仿真软件完成电路的搭建，运行以发现设计中的错误及时改正。
6 心得体会
这次单片机课程设计历时一个学期的时间，在这次设计过程里我们体验了从软件设计, 电路设计, 软件调试,
系统功能调试的整个过程.对于交通灯这个题目，由于以前学单片机这个课程时，做过类似相关的实验，觉得这个比较简单而且做出的东西也比较直观，在确定题目之后，查阅了大量的资料，初步完成了电路设计方案。程序的设计部分，然感觉交通灯程序没什么难的，就是数码管倒计时显示加几个闪烁的二极管就完事，但是也许是起初想的太简单，设计时到了细节处，也出了不少问题，而且很难被检查出来，但是最后经过我们的不断努力，还是写出来正确的代码。
通过这次课设，对以前学过的知识进行了巩固，加深了理解，提高了应用的能力，而且提高了我们的发现、分析、解决问题的能力。经历了从最初的设计到最后做出产品的开发过程，提高了对专业的认识及兴趣，对于我们工科来说，对以后就业有及其重大的影响。
参考文献
[1] 徐维祥.单片微型机原理及应用 大连理工大学出版社，2006.12
[2] 胡汉才.单片机原理与接口技术[M].北京: 清华大学大学出版社,2004.1-505. [3] 闫胜利.Altium Designer 6.Ｘ中文版使用教程 电子工业出版社 2007.6
附录1 系统原理图
10KRP1SW1P3.21C1U122pF19XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P3.323456789SW-SPSTSW2SW-SPSTP2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7X1CRYSTAL18C222pFXTAL2910kRSTP0.3P0.4C310uF293031PSENALEEAR11550P3.2R15550D1REDD2GREENP0.5R1D3YELLOWP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.712345678R2P3.3550R3550R4550P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51D7P0.0LED-REDR8550R14550D8P0.0LED-REDD9P0.1LED-GREENR9550R13550D10P0.1LED-GREEND12PO.2LED-YELLOWD11P0.2LED-YELLOWR10550R12550R5550R6550R7550P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7D4REDD5GREEND6YELLOWP0.3P0.4P0.5 附录2 程序清单
ORG LJMP ORG LJMP ORG LJMP ORG START: MOV MOV MOV SETB SETB SETB
0000H
START 0003H INT_T0 0013H INT_T1 0030H SP,#5FH P1,#0 P2,#0 EA EX1 EX0
CLR CLR SETB SETB MOV LCALL LOOP: IT0
IT1 P3.3 P3.2
P0,#0F6H DELAY5S ;先红灯亮5s
MOV P0,#0F5H MOV P1,#0 MOV P2,#0 MOV 50H,#20 MOV 51H,#17 MOV 52H,#3 MOV 53H,#23 MOV A,#20
MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H SETB TR0
L2: JBC TF0,L1 SJMP L2
L1: MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H DJNZ 50H,L2 MOV 50H,#20 DJNZ 51H,L2 CLR TR0 MOV 51H,#17 L3: MOV P0,#0F7H LCALL DELAY5S MOV P0,#0F5H LCALL DELAY5S DJNZ 52H,L3 MOV 52H,#3 MOV P0,#0F3H LCALL DELAY1S LCALL DELAY1S LCALL DELAY1S MOV P0,#0EEH L11: LCALL DELAY1S
DJNZ 51H,L11 L22: MOV P0,#0FEH LCALL DELAY5S MOV P0,#0EEH LCALL DELAY5S DJNZ 52H,L22 MOV P0,#0DEH LCALL
DELAY1S
;东西绿灯亮，南北红灯亮
;延时器初始化
;判断定时器是否溢出
;未到1S ;1s延时到 ;未到到17s
;东西绿灯闪3次
;东西黄灯亮3s
;东西红灯亮，南北绿灯亮
;延时17s
;南北绿灯闪3次
;南北黄灯亮3s
LCALL DELAY1S LCALL DELAY1S LJMP LOOP SJMP $ INT_T0:
MOV P0,#0F5H CLR EX0 JNB P3.2,L33 LCALL DELAY5MS JNB P3.2,L33
L33: SETB EX0 RETI INT_T1:
MOV P0,#0EEH CLR EX1 JNB P3.3,L44 LCALL DELAY5MS JNB P3.3,L44 L44: SETB EX1 RETI
DELAY5S: MOV R7,#17H DL1:
MOV R6,#98H DL0:
MOV R5,#46H DJNZ R5,$ DJNZ R6,DL0 DJNZ R7,DL1 NOP NOP RET
DELAY1S: MOV R4,#0A7H DL3:
MOV R3,#0ABH DL2:
MOV R2,#10H DJNZ R2,$ DJNZ R3,DL2 DJNZ R4,DL3 NOP RET DELAY5MS:
MOV 55H,#13H DL4:
MOV 56H,#82H DJNZ 56H,$ DJNZ 55H,DL4 RET
;紧急情况东西绿灯亮南北红灯亮
;延时5ms
;紧急情况南北绿灯亮东西红灯亮
;5s延时误差 0us
;1s延时误差 0us
TAB:
DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH END