交通信号灯课程设计报告docWord文档下载推荐.docx
- 文档编号:18771400
- 上传时间:2023-01-01
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:131.21KB
交通信号灯课程设计报告docWord文档下载推荐.docx
《交通信号灯课程设计报告docWord文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《交通信号灯课程设计报告docWord文档下载推荐.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
用8051做输出口,控制六个发光二极管燃灭,模拟交通灯管理。
二、设计内容:
因为本课程设计是交通灯的控制设计,所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。
假设一个十字路口为东西南北走向。
初始状态0为东西红灯,南北绿灯。
此时可以设置红绿灯时间,按下ok开始键之后,过一段时间转状态1东西和南北的黄灯亮,并关闭数码管显示(设有延时程序)之后再转状态2,东西绿灯通车,南北红灯。
过一段时间转状态3,东西和南北黄灯亮,最后循环至状态0(主要:
但此时不能设置红绿灯时间)。
三、单片机概述:
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。
通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:
中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3,3代的发展,目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展,它们的CPU功能在增强,内部资源在增多,引角的多功能化,以及低电压底功耗。
●MSC-51芯片简介
·
MCS-51单片机内部结构
8051是MCS-51系列单片机的典型产品,我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明:
中央处理器:
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。
数据存储器(RAM)
8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的RAM只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。
图1
程序存储器(ROM):
8051共有4096个8位掩膜ROM,用于存放用户程序,原始数据或表格。
定时/计数器(ROM):
8051有两个16位的可编程定时/计数器,以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
并行输入输出(I/O)口:
8051共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3),用于对外部数据的传输。
全双工串行口:
8051内置一个全双工串行通信口,用于与其它设备间的串行数据传送,该串行口既可以用作异步通信收发器,也可以当同步移位器使用。
中断系统:
8051具备较完善的中断功能,有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断,可满足不同的控制要求,并具有2级的优先级别选择。
时钟电路:
8051内置最高频率达12MHz的时钟电路,用于产生整个单片机运行的脉冲时序,但8051单片机需外置振荡电容。
单片机的结构有两种类型,一种是程序存储器和数据存储器分开的形式,即哈佛(Harvard)结构,另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构,即普林斯顿(Princeton)结构。
INTEL的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构的形式,而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。
下图是MCS-51系列单片机的内部结构示意图2。
图2
MCS-51的引脚说明:
MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构,右图是它们的引脚配置,40个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。
现在我们对这些引脚的功能加以说明:
如图3
图3
Pin9:
RESET/Vpd复位信号复用脚,当8051通电,时钟电路开始工作,在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平,系统即初始复位。
初始化后,程序计数器PC指向0000H,P0-P3输出口全部为高电平,堆栈指针写入07H,其它专用寄存器被清“0”。
RESET由高电平下降为低电平后,系统即从0000H地址开始执行程序。
然而,初始复位不改变RAM(包括工作寄存器R0-R7)的状态,8051的初始态。
8051的复位方式可以是自动复位,也可以是手动复位,见下图4。
此外,RESET/Vpd还是一复用脚,Vcc掉电其间,此脚可接上备用电源,以保证单片机内部RAM的数据不丢失。
图4
Pin30:
ALE/
当访问外部程序器时,ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。
而访问内部程序存储器时,ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号,这个信号可以用于识别单片机是否工作,也可以当作一个时钟向外输出。
更有一个特点,当访问外部程序存储器,ALE会跳过一个脉冲。
如果单片机是EPROM,在编程其间,
将用于输入编程脉冲。
Pin29:
当访问外部程序存储器时,此脚输出负脉冲选通信号,PC的16位地址数据将出现在P0和P2口上,外部程序存储器则把指令数据放到P0口上,由CPU读入并执行。
Pin31:
EA/Vpp程序存储器的内外部选通线,8051和8751单片机,内置有4kB的程序存储器,当EA为高电平并且程序地址小于4kB时,读取内部程序存储器指令数据,而超过4kB地址则读取外部指令数据。
如EA为低电平,则不管地址大小,一律读取外部程序存储器指令。
显然,对内部无程序存储器的8031,EA端必须接地。
在编程时,EA/Vpp脚还需加上21V的编程电压。
1、主程序流程图:
开始
程序初使化
调用显示主程序
东西绿灯亮,南北红灯亮,
进入倒计时,打开数码管显示
东西和南北黄灯亮,进入倒
计时,打开数码管显示
东西红灯亮,南北绿灯亮,进入倒
图5
2、中断服务程序流程图:
外部中断0:
外部中断1:
按键按下
转去中断服务子程序
转去中断服务子程序
设置个位计数值
设置十位计数值
中断返回
中断返回
图6图7
计数器T0外部中断:
确定按键按下
分别进行三组灯的组合状态的时间倒计数并进入此三种状态的一下死循环
图8
3、交通灯工作换灯流程:
否
是
否
1、单片机系统原理图:
图10
六、交通信号灯模拟控制系统源程序
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0003H
AJMPINC1
ORG000BH
AJMPSTART
ORG0013H
AJMPDEC1
ORG0100H
MAIN:
MOVDPTR,#TAB
MOVR0,#24;
设置数码管起始数24
MOV20H,#20;
在20h地址里存放20次定时循环,构成1s的延时
MOVP1,#0FFH;
初始化P1口
OK:
MOVTMOD,#05H;
设置T0为外部计数器方式01
MOVTH0,#0FFH
MOVTL0,#0FFH
SETBEA;
开中断部分
SETBEX0
SETBEX1
SETBIT0
SETBIT1
SETBET0
SETBTR0
MOVCA,@A+DPTR;
开始时数码管的显示
LED:
CJNER0,#0FFH,RED;
循环显示亮灯,里面只单纯考虑一个方向交通灯的情况来代表南北和东西走向的红绿灯关系
SETBP3.0;
当R0减为#0FF时关掉两个数码管,关掉定时器T0,打开黄灯走过延时5秒程序之后跳到绿灯
SETBP3.5;
跳到绿灯后赋予初值R0,判断R0是否减为#0FFH,如果等于#0FFH,跳到红灯之后循环~
CLRET0
CLRTR0
YELLOW:
MOVR2,#00010010B
MOVA,R2
MOVP1,A
CLRP3.1
DEL:
MOVR6,#100;
黄灯5秒延时
DEL1:
MOVR5,#200
DEL2:
MOVR4,#125
DEL3:
DJNZR4,DEL3
DJNZR5,DEL2
DJNZR6,DEL1
GREEN:
CLRP3.0
CLRP3.5
MOVA,R1
MOVR0,A
MOVR2,#00001100B
JMPLED2
LOOP:
RED:
MOVA,R1
MOVR0,R1
MOVR2,#00100001B
LED1:
MOVB,#10
MOVA,R0
DIVAB
MOVCA,@A+DPTR
SETBP3.0
MOVA,B
SETBP3.5
SETBP3.1
JMPLED
LED2:
JZLOOP
START:
CLREX0;
如果T0口发现1个外部负跳变脉冲,则关掉外部中断INT0,INT1取消加减置数
CLREX1;
把T0口改成定时器方式1,进入倒计时开始
CLRIT0
CLRIT1
MOVTMOD,#01H
MOVTH0,3CH
MOVTL0,0B0H
DJNZ20H,RETURN
MOV20H,#20
DECR0
RETURN:
RETI
INC1:
INCR0
MOVA,R0;
把R0储存起来以备绿灯可以和红灯相同的时间
MOVR1,A
CLREX0
XD_1:
MOV21H,#100;
消抖程序1,设置25ms延迟
XD1:
MOV22H,#125
XD2:
DJNZ22H,XD2
DJNZ21H,XD1
SETBEX0
RETI
DEC1:
CLREX1
XD_2:
MOV23H,#100;
消抖程序2,设置25ms延迟
XD3:
MOV24H,#125
XD4:
DJNZ24H,XD4
DJNZ23H,XD3
SETBEX1
TAB:
DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH
;
0123456789;
共阴极
END
①给单片机(交通灯系统)上电(或者已上电按复位键)。
②以连续方式从0100H开始执行程序,初始态0为南北路口的红灯亮东西路口的绿灯亮,并设置了初始时间24秒,数码管显示24秒。
③此时可以设置红绿灯时间(ADD键加,DEC键减每次各一,注意本设置红灯与绿灯为同一初始时间)。
④按下ok开始键系统关闭设置红绿灯时间功能进入倒计时,系统进入运行,经过一段时间,转为状态1东西和南北路口黄灯亮经过5秒延时并关闭数码管显示,进入状态2南北路口绿灯亮东西路口红灯亮经过倒计时之后返回初始0状态实现循环。
(注意此时不能设置红绿灯时间)
八、检测与调试:
1、硬件调试:
硬件调试是利用开发系统、基本测试仪器(万用表、示波器等),检查用户系统硬件中存在的故障。
硬件调试可分为静态调试与动态调试两步进行。
静态调试
静态调试是在用户系统未工作时的一种硬件检测。
第一步:
目测。
检查外部的各种元件或者是电路是否有断点。
第二步:
用万用表测试。
先用万用表复核目测中有疑问的连接点,再检测各种电源线与地线之间是否有短路现象。
第三步:
加电检测。
给板加电,检测所有的插座或是器件的电源端是否符合要求的值
第四步:
是联机检查。
因为只有用单片机开发系统才能完成对用户系统的调试。
动态调试
动态调试是在用户系统工作的情况下发现和排除用户系统硬件中存在的器件内部故障、器件连接逻辑错误等的一种硬件检查。
动态调试的一般方法是由近及远、由分到合。
由分到合是指首先按逻辑功能将用户系统硬件电路分为若干块,当调试电路时,与该元件无关的器件全部从用户系统中去掉,这样可以将故障范围限定在某个局部的电路上。
当各块电路无故障后,将各电路逐块加入系统中,在对各块电路功能及各电路间可能存在的相互联系进行调试。
由分到合的调试既告完成。
由近及远是将信号流经的各器件按照距离单片机的逻辑距离进行由近及远的分层,然后分层调试。
调试时,仍采用去掉无关元件的方法,逐层调试下去,就会定位故障元件了。
2、软件调试:
软件调试是通过对用户程序(本次采用伟福仿真软件)的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。
程序后,编辑,查看程序是否有逻辑的错误。
通过这一阶段的单片机课程设计,我对单片机有了更深的了解。
学会如何用编程方法消除抖动,更牢固的掌握了各个中断的用法,特别是定时∕计数器的两种用法的混合使用,在编程时经常因为考虑不周而出现了几次修改,但可幸的是编程思路的正确,让我不用很大篇幅的修改,使我在不动大框架中学到了很多知识,并且巩固了以往的知识!
从这之后我更加认识到最初构想思路的重要性。
十、参考资料
1.张毅刚主编.单片机原理及应用,高等教育出版社2003
本课程设计的先修课程是:
模拟电子技术、数子电子技术、单片机原理与技术。
一个完整的交通灯相当于一个简单的单片机系统,该系统有交通灯设置电路、单片机、显示电路等构成。
单片机是集成的IC芯片,只需根据实际设计要求选型。
其他部分都需要根据应用要求和性能指标自行设计。
2008年12月30日
- 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:
- 交通 信号灯 课程设计 报告 doc