单片机交通灯实习报告Word格式.docx
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5.焊接电路板并调试运行
1.2设计要求
1.了解并掌握交通灯控制电路的工作原理。
2.熟练掌握组装与调试方法。
3.画出原理图。
4.在proteus中进行仿真。
5.定时5s交通灯进行交换。
6.实物的焊接与测试。
7.1.完成交通灯的基本功能,结合实际情况,控制红、黄、绿交通灯的亮和灭.其工作流程是:
绿、黄、红分时间段开通,循环往复,计时电路以秒为单位作倒计时。
2.控制系统的原理图和接线图采用PROTEL,PROTEUS等专用绘图软件绘制。
2设计方案
2.1方案比较
方案一:
系统以89C52单片机为核心,通过控制8279采用点阵式数码管显示。
这种方案实现复杂且需要完成大量的软件工作。
方案二:
系统以89C52单片机为核心,通过控制74HC05采用发光二极管(红、黄、绿)来显示。
本方案操作简单方便故选用该方案
stc89C52简介
STC89C52单片机主要特性
1.一个8位的微处理器(CPU)。
2.片内数据存储器RAM(128B),用以存放可以读/写的数据,如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等,SST89系列单片机最多提供1K的RAM。
3.片内程序存储器ROM(4KB),用以存放程序、一些原始数据和表格。
但也有一些单片机内部不带ROM/EPROM,如8031,8032,80C31等。
目前单片机的发展趋势是将RAM和ROM都集成在单片机里面,这样既方便了用户进行设计又提高了系统的抗干扰性。
SST公司推出的89系列单片机分别集成了16K、32K、64KFlash存储器,可供用户根据需要选用。
【1】
4.四个8位并行I/O接口P0-P3,每个口既可以用作输入,也可以用作输出。
5.两个定时器/计数器,每个定时器/计数器都可以设置成计数方式,用以对外部事件进行计数,也可以设置成定时方式,并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制。
为方便设计串行通信,目前的52系列单片机都会提供3个16位定时器/计数器。
6.五个中断源的中断控制系统。
现在新推出的单片机都不只5个中断源,例如SST89E58RD就有9个中断源。
7.一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行I/O口,用于实现单片机之间或单机与微机之间的串行通信。
8.片内振荡器和时钟产生电路,但石英晶体和微调电容需要外接。
最高允许振荡频率为12MHz。
SST89V58RD最高允许振荡频率达40MHz,因而大大的提高了指令的执行速度【1】。
管脚说明
图3-1stc89c52引脚图
P0口:
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,
如下表所示:
口管脚备选功能
RXD(串行输入口)
TXD(串行输出口)
/INT0(外部中断0)
/INT1(外部中断1)
T0(记时器0外部输入)
T1(记时器1外部输入)
/WR(外部数据存储器写选通)
/RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
3.交通灯控制系统硬件组成
单片机最小系统设计
本系统采用内部时钟产生方式:
在和两端跨接陶瓷谐振器,与内部反相器构成稳定的自激振荡器采。
晶振采用12MHz的振荡频率和两个22Pf瓷片电容C1、C2,两个电阻对频率有微调作用。
其电路如图3-1
图3-1最小系统电路图
路口指示灯部分
采用红黄绿三种颜色的发光二极管共12个分为4组代表路口的交通灯(电路图中用两组示意).其中每两组控制一个路口,具体时序如表3-3
表3-2时序表
方向
灯色
东西
南北
红灯
5
黄灯
绿灯
该交通信号灯控制系统的四种工作状态如图3-2所示
(1)东西方向车道绿灯亮,南北方向车道红灯亮。
表示东西方向车道上的车辆允许通行,南北方向车道禁止通行。
绿灯亮足5s时,控制器发出状态信号,转到下一工作状态。
(2)南北方向车道红灯亮,东西方向车道黄灯闪亮。
表示东西方向车道上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行,南北方向车道禁止通行。
黄灯闪亮5次时,控制器发出状态转换信号,转到下一工作状态。
(3)南北方向车道绿灯亮,东西方向车道红灯亮。
表示南北方向车道允许通行,东西方向车道上的车辆禁止通行,绿灯亮足5s时,控制器发出状态转换信号,转到下一工作状态。
(4)南北方向车道黄灯闪亮,东西方向车道红灯亮。
表示东西方向车道禁止通行,南北方向车道上位过限停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行。
黄灯闪亮5次时,控制器发出状态转换信号,系统又转换到第
(1)种工作状态。
图3-2工作状态分析图
元件清单
交通灯元器件列表
名称
封装
型号
参数
数量
瓷片电容
直插
30PF
2
石英晶体
1
电解电容
22UF/16V
电阻
1/4W
10K
300欧
6
CPU
双列直插
STC89C51
HD
CPU座
DIP-40
74HC05
DIP14
74HC05座
发光二极管
绿色
4
黄色
红色
排针
脚距高11
1X40单排插针
22针
洞洞板
9X7CM
单面
最小系统版
杜邦线
母对母
彩色
22线
4主要参数分析
定时器的定时方式中方式1是定时时间最长的一种方式,但是它的最长时间也只有,无法达到5s的延时,本体采用定时器延时50mms的方法,在定时器的中断程序中采用软件计数的方法来加长延时时间。
设定定时器的初值
TH0=(65536-50000)/256
TL0=(65536-50000)%256
5交通灯控制软件设计
源程序
#include<
>
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitRED_A=P2^0;
每一块PCB印制电路板要进行仔细的检查,检查焊盘是否有焊点、过孔是否有未金属化现象。
2.焊接中检查它的印制线是否有断线、是否有毛刺、是否与其它线或焊盘粘连、焊盘有否脱落等。
如印制板无质量问题,则将集成芯片的插座焊接在印制板上,并检查其焊点是否有毛刺,是否与其它印制线或焊盘连接、焊点是否光亮饱满无虚焊。
3.对单片机应用系统中所用的器件与设备,要仔细核对型号,检查它们对外连线(包括集成芯片引脚)是否完整无损。
4.通过目测查出一些明显的器件、设备故障并及时排除。
焊接过程及焊接成果展示
焊接时先焊接时序电路部分,依次焊接瓷片电容、电阻、石英晶体、89C51底座、电解电容。
然后焊接电路板,依次焊接电阻、74CH05底座、发光二极管、排针。
焊接完成后进行连线。
图7-1系统正面焊接图图7-2系统背面焊接图
图7-3灯正面焊接图图7-4灯背面走线图
调试
问题:
无法将程序下载到最小系统中
解决方办法:
将usb端得RXD接入最小系统的TXD,将usb端的TXD接入最小系统的RXD端。
问题得到解决
将源代码用keil软件进行编译,无错后生成“.hex”文件,将文件用STC程序下载器下载到最小系统中进行调试。
调试过程如下图
图7-5东西向绿灯与南北向红灯亮5s图7-6南北向绿灯灭,黄灯闪烁5次
图7-7东西向红灯与南北向绿灯亮5秒图7-8东西向绿灯灭,黄灯闪烁5次
8结论
课程设计是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会,通过这次基于单片机的交通信号灯控制电路的设计与实现,我摆脱了单纯的理论知识学习状态,和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识,解决实际工程问题的能力,同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平,而且通过对整体的掌控,对局部的取舍,以及对细节的斟酌处理,都使我的能力得到了锻炼,经验得到了丰富,并且意志品质力,抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。
这是我们都希望看到的也正是我们进行课程设计的目的所在。
通过这次课程设计,我学到了不少课本上没有的知识,也锻炼了自己的动手能力,将以前学过的零散的知识串到一起。
经过我长时间的设计及调试,本系统基本能实现基于单片机的交通灯的所有功能。
9参考文献
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中国矿业大学出版社2008.
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华中科技大学出版社2004.
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国防工业出版社
[10]马忠梅,等.单片机的C语言应用程序设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社
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