基于单片机的红绿灯设计.docx
- 文档编号:12644819
- 上传时间:2023-04-21
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:403.32KB
基于单片机的红绿灯设计.docx
《基于单片机的红绿灯设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机的红绿灯设计.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基于单片机的红绿灯设计
单片机原理及应用实验报告
姓名_______
学号______
班级_____
摘要:
马路上大量车辆的行驶需要遵守一定的交通规则,红绿灯便是最重要的一个管理交通的手段。
红绿灯(交通信号灯)系以规定之时间上交互更迭之光色讯号,设置于交岔路口或其他特殊地点,用以将道路通行权指定给车辆驾驶人与行人,管制其行止及转向之交通管制设施。
为一由电力运转之交通管制设施,以红、黄、绿三色灯号或辅以音响,指示车辆及行人停止、注意与行进,设于交岔路口或其他必要地点。
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。
本次实验便是用80C51单片机来设计一个红绿灯,实现了数码管9秒倒计时,同时控制红绿灯暗灭,黄灯5秒闪烁的功能。
本次实验完成的红绿灯虽然功能比较简单,但也体现了80C51单片机设计红绿灯的大致方法。
关键词:
单片机80C51数码管倒计时
目录
实验报告……………………………………………………………………1
一、前言…………………………………………………………………..4
二、正文
1.设计要求………………………………………………………………..5
2.系统的组成工作原理………………………………………………………5
2.1系统的组成……………………………………………………………5
2.1.180C51单片机…………………………………………………..5
2.1.274LS373锁存器…………………………………………………5
2.2工作原理……………………………………………………………5
2.2.1程序流程图……………………………………………………5
2.2.2引脚控制信号灯暗灭的原理……………………………………6
2.2.3实验所有数码管工作原理…………………………………………6
3.电路及程序设计………………………………………………………7
3.1电路设计………………………………………………………7
3.2.程序设计……………………………….……………………7
4.实验、调试及测试结果与分析…………………………………………..9
5.结论…………………………………………………………………...12
前言:
80C51单片机属于MCS-51系列单片机,由Intel公司开发,其结构是8048的延伸,改进了8048的缺点,增加了如乘(MUL)、除(DIV)、减(SUBB)、比较(CMP)、16位数据指针、布尔代数运算等指令,以及串行通信能力和5个中断源。
采用40引脚双列直插式DIP(DualInLinePackage),内有128个RAM单元及4K的ROM。
80C51有两个16位定时计数器,两个外中断,两个定时计数中断,及一个串行中断,并有4个8位并行输入口。
80C51内部有时钟电路,但需要石英晶体和微调电容外接,本系统中采用12MHz的晶振频率。
由于80C51的系统性能满足系统数据采集及时间精度的要求,而且产品产量丰富来源广,应用也很成熟,故采用来作为控制核心。
在学习51单片机时,我们进行了3次实验,分别实现了对于信号灯暗灭的控制,中断计数,还有数码管计数功能。
综合这3次实验,可以完成一个9秒倒计时的红绿灯设计。
本实验的基本要求是设计的红绿灯能完成9秒倒计时,以80C51单片机为中心,通过1个数码管和12盏信号灯控制交通。
首先是南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮,数码管开始倒计时;在5秒时,南北方向绿灯灭,同时黄灯开始闪烁,东西方向不变化;在0秒时,南北方向黄灯停止闪烁并熄灭,红灯同时亮,东西方向红灯熄灭,同时绿灯亮;数码管继续从9秒开始倒计时,在5秒时,东西方向绿灯灭,同时黄灯开始闪烁;在0秒时,东西方向黄灯停止闪烁并熄灭,同时红灯亮,南北方向红灯灭,绿灯亮;然后重复上述过程。
正文
1.设计要求
基本要求:
完成带9秒倒计时的交通灯设计
提高要求:
倒计时到5秒时绿灯变黄灯并闪烁
2.系统的组成及工作原理
2.1系统的组成
2.1.180C51单片机:
运用到80C51单片机的P0,P1,P2引脚,其中P1引脚控制数码管,P2,P3引脚控制信号灯。
2.1.274LS373锁存器:
74LS373是一种带三态门的8D锁存器,其管脚示意图如下示:
其中:
1D-8D为8个输入端。
1Q-8Q为8个输出端。
LE为数据打入端:
当LE为“1”时,锁存器输出
状态同输入状态;当LE由“1”变“0”时,数据
打入锁存器
OE为输出允许端:
当OE=0时,三态门打开;
当OE=1时,三态门关闭,输出高阻。
2.2工作原理
2.2.1程序流程图如右所示:
2.2.2引脚控制信号灯暗灭的原理
交通灯亮灭情况
引脚的值
南北绿,东西红
21H
南北黄,东西红
22H
南北灭,东西红
20H
南北红,东西绿
0CH
南北红,东西黄
14H
南北红,东西灭
04H
2.2.3实验所有数码管工作原理
十六进制所对应数码管显示的值:
数码管显示
灭
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
十六进制数
00H
3FH
06H
58H
4FH
66H
6DH
7DH
07H
7FH
6FH
3、电路及程序设计
3.1电路设计:
如图所示
3.2程序设计:
ORG0000H
LJMPMAIN
MAIN:
L1:
MOVR2,#0AH;数码管初始值设置为9
MOVP3,#00H
L2:
;南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮
MOVP0,#21H
MOVP2,#21H
LCALLDELAY
MOVA,R2
MOVDPTR,#NUM
MOVCA,@A+DPTR
MOVP1,A
LCALLDELAY
DECR2
CJNER2,#04H,L2
L3:
;南北方向黄灯闪烁,绿灯灭
MOVP0,#22H
MOVP2,#22H
LCALLDELAY2
MOVA,R2
MOVDPTR,#NUM
MOVCA,@A+DPTR
MOVP1,A
LCALLDELAY2
L4:
MOVP0,#20H
MOVP2,#20H
LCALLDELAY2
MOVA,R2
MOVDPTR,#NUM
MOVCA,@A+DPTR
MOVP1,A
LCALLDELAY2
DECR2
CJNER2,#0FFH,L3
L5:
MOVR2,#0AH
MOVP1,#00H
L6:
MOVP0,#0CH;南北方向红灯亮,东西方向绿灯亮
MOVP2,#0CH
LCALLDELAY
MOVA,R2
MOVDPTR,#NUM
MOVCA,@A+DPTR
MOVP3,A
LCALLDELAY
DECR2
CJNER2,#04H,L6
L7:
MOVR2,#04H;东西方向黄灯闪烁
L8:
MOVP0,#14H
MOVP2,#14H
LCALLDELAY2
MOVA,R2
MOVDPTR,#NUM
MOVCA,@A+DPTR
MOVP3,A
LCALLDELAY2
L9:
MOVP0,#04H
MOVP2,#04H
LCALLDELAY2
MOVA,R2
MOVDPTR,#NUM
MOVCA,@A+DPTR
MOVP3,A
LCALLDELAY2
DECR2
CJNER2,#0FFH,L8
LJMPMAIN
DELAY:
;半秒延时,用于黄灯闪烁
MOVR7,#05
DEL2_L:
MOVR6,#250
DEL3_L:
MOVR5,#200
DJNZR5,$
DJNZR6,DEL3_L
DJNZR7,DEL2_L
RET
DELAY2:
;1秒延时;用于计时
MOVR7,#05
DEL4_L:
MOVR6,#250
DEL5_L:
MOVR5,#100
DJNZR5,$
DJNZR6,DEL5_L
DJNZR7,DEL4_L
RET
NUM:
DB3FH,06H,5BH,4FH,66H
DB6DH,7DH,07H,7FH,6FH
END
4、实验、调试及测试结果与分析
(1)南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮,开始倒计时
(2)在5秒结束时,南北方向绿灯变黄灯,并闪烁
(3)在0秒结束时,东西方向红灯灭绿灯亮,南北方向红灯亮,并重新开始9秒倒计时
(4)5秒结束时,东西方向黄灯亮并开始闪烁
(5)0秒结束时,东西方向红灯亮,南北方向绿灯亮,接下来重复以上。
5.结论
本次实验的基本要求是设计9秒倒计时的红绿灯,在这之上可以添加许多功能,本方案主要添加了黄灯的闪烁功能,对于黄灯如何进行闪烁,本方案采用的是循环方式,即将黄灯亮灭的状态皆编写出来,循环这2个状态即可以实现闪烁功能。
本次实验采用的延时方法精度并不高,忽略了许多语句执行所需时间,不过对于本次实验的设计要求还是够了,改进方案时可采用中断计时提高精确度。
本次实验用上了P0,P1,P2,P3,4个引脚,所以在P0,P2引脚与红绿灯之间添加上了锁存器74LS373,这也是本次实验值得改进的地方,该方案已经占用了全部引脚,没办法更好的扩展功能。
通过本次实验,对于单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程,以及在常用编程设计思路技巧,特别是汇编语言的掌握方面都能向前迈了一大步。
参考文献
[1]李全利.单片机原理及应用技术(第3版).高等教育出版社.2009.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 红绿灯 设计