单片机十字路口交通灯课程设计

目录1课题描述……………………………………………………………………………12基本器件简介………………………………………………………………………22.1单片机89C51……………………………………………………….………….22.2或门74LS32引脚功能………………..……...……….……………………….33设计过程…………………………………………………………………………….43.1复位电路…….…………………….………………….…………………..……43.2晶振电路………………….............……………………………………………53.3车辆检测电路………….………………………….………………….…..……64程序设计…………….………………….………………………………….…..……74.1程序流程图………………………………………………………………..……74.2主程序设计………………………………………………………………..……8总结……………………………………………………………………………..……11参考文献……………………………………………………………………………..1211课程描述本系统采用MSC-51系列单片机89C51为中心器件来设计交通灯控制器，本系统实用性强,。用8255来制作的交通灯控制系统相比，程序简单易读，结构清楚，最重要的是成本低。2基本器件介绍2.189C51芯片89C51引脚图及引脚功能简介图189C51单片机引脚图VCC：供电电压GND：接地。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2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。P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/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。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。2.2或门74LS3274LS32引脚图如图2所示。74LS32是四－2输入或门，正逻辑Y=A＋B。7脚接地，14接电源。3图274LS32或门引脚图3电路设计原理及过程设计电路图如图4所示。从图4可以看出，由单片机组成的路灯控制电路，有主控系统89C51、红绿灯指示电路、车辆检测电路、上电复位电路、晶振电路、外部中断系统组成。3.1上电复位电路上电复位电路如图3所示。R3470R48.2kC34.7uFSVCCRES图3上电复位电路4P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728P3.0/RXD10P3.1/TXD11ALE30PSEN29P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.3/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115XTAL119XTAL218RES9P3.6/WR16P3.7/RD1789C51SW-PBD2LEDD1LEDD3LEDD4LEDD5LEDD6LEDD10LEDD11LEDD7LEDD8LEDD9LEDD12LEDR1300VCCk1k2k3k4VCCSR2VCCXT1XT2RESC230pFC130pFXT1XT2R3470R48.2kC34.7uFSVCCRES456U1B74LS32123U1A74LS32图4设计电路原理图复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在振荡电路工作以后，在S1端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。本设计采用的是外部手动按键复位电路。其中，R3选用470Ώ，R4选用8.2K,C3选用4.7uF。3.2晶振电路晶振电路如图5所示。5C230pFC130pFXT1XT2图5晶振电路XT1和XT2分别是片内振荡电路的输入端和输出端。现采用片内时钟振荡方式，需在18和19脚外接石英晶体（频率为1.2~12MHz）和振荡电容，振荡电容的值一般取10~30pF，典型值为30Pf[2]。因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。4程序设计4.1程序流程图程序流程图如图7所示。6图7程序流程图4.2程序清单SYEQUP1.0SGEQUP1.1SREQUP1.2EYEQUP1.3EGEQUP1.4EREQUP1.5EASTEQUP1.6NORTHEQUP1.7SKEQUP3.27ORG0000HLJMPSTARTORG#0003HLJMPINT0START:MOVTCON,#00HMOVIE,#81HSETBSYSETBSGSETBSRSETBEYSETBEGSETBERL1:JBP1.6,L2JBP1.7,L3L2:JNBP1.7,L4L4:CLREGSETBERSETBEYLCALLDELAY2MINCLREYLCALLDELAY2MSCLRERSETBEYSETBEGLJMPL1L3:JNBP1.6,L5L5:CLREG8SETBERSETBEYLCALLDELAY1.5MINCLREYLCALLDELAY2MSCLRERSETBEYSETBEGLJMPL1DELAY2MIN:MOVR0,#2400DELAY:MOVR1,#200DLY1:MOVR2,#123DLY2:DJNZR2,DLY2NOPDJNZR1,DLY1DJNZR0,DELAYRETDELAY1.5:MOVR0,#1800DELAY:MOVR1,#200DLY1:MOVR2,#123DLY2:DJNZR2,DLY2NOPDJNZR1,DLY1DJNZR0,DELAY1.5RET9DELAY2MS:MOVR0,#40DELAY:MOVR1,#200DLY1:MOVR2,#123DLY2:DJNZR2,DLY2NOPDJNZR1,DLY1DJNZR0,DELAY2MSRET总结通过单片机课程设计，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越前人。同时，更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。这个设计过程中，我遇到过许多次失败的考验，就比如，自己对实际生活中的交通秩序的不了解给整个设计带来的困扰，真想要就此罢休，然而，就在想要10放弃的那一刻，我明白了，原来结果并不那么重要，我们更应该注重的是这一整个过程。于是，我坚持了下来。当然最终，这个设计很成功，主要体现在，这一整个系统，几乎没有参考任何书，程序由自己独立完成，与用8255来制作的交通灯控制系统相比，程序简单易读，结构清楚，最重要的是成本低。在设计一个系统，除了达到所要求的性能指标以外，成本也是很重要的一个指标。成本的高低也决定了产品的适用性。11参考文献[1]胡汉才．单片机原理与接口技术[M]．北京：清华大学出版社，1995.6．[2]楼然苗等．51系列单片机设计实例[M]．北京：北京航空航天出版社，2003.3．[3]何立民.单片机高级教程[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2001.[4]赵晓安.MCS-51单片机原理及应用[M].天津：天津大学出版社，2001.3.[5]肖洪兵.跟我学用单片机[M].北京：北京航空航天大学出版社,2002.8.[6]夏继强.单片机实验与实践教程[M].北京：北京航空航天大学出版社,2001.[7]于凤明．单片机原理及接口技术[M]．北京：中国轻工业出版社.1998.[8]陈伟人.单片微型计算机原理与应用[M].北京：清华大学出版社,2006.5.[9]李广第．单片机基础[M]．第1版．北京：北京航空航天大学出版社，1999.[10]徐惠民、安德宁.单片微型计算机原理接口与应用[M].第1版.北京：北京邮电大学出版社，1996.[11]何立民.从Cygnal80C51F看8位单片机发展之路[M].单片机与嵌入式系统应用，2002年，第5期：P5~8.