交通灯汇编语言课程设计

课程设计题目名称交通灯系统设计课程名称单片机学院信息学院专业电子信息科学与技术班级姓名学号指导教师2012年12月一、设计内容及要求假设一个十字路口为东西南北走向。开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程。扩展部分：用LED数码管显示时间、紧急情况下全部红灯时间暂停、行人闯红灯报警、车流量计数设计要求有具体的硬件电路和软件实现，方案切实可行，使用简单方便。二、设计原始资料单片机实验十八--交通灯控制实验；为我们开始完成相应的单片机设计提供了思路。利用系统提供的双色LED显示电路。单片机实验九--串行静态数码显示实验使用四只74LS164组成四位静态数码管显示电路，在数码管上滚动显示“0”到“F”十六进制字符。三、设计完成后提交的文件和图表1．计算说明书部分说明具体实现过程，方案等，相关计算等2．图纸部分：相关电路原理图、软件流程图、系统框图和源程序等五、主要参考资料李念强王玉泰张鲁张羽.《单片机原理及应用》．机械工业出版社童诗白华成英.《模拟电子技术基础》（第四版）.高等教育出版社目录一、设计任务与要求………………………………………………………………….11、设计任务与要求的分析……………………………………………………1二、软件设计…………………………………………………………………………21、显示原理……………………………………………………………………22、计数器初值计算……………………………………………………………23、每秒钟的设定………………………………………………………………24、控制系统、时间显示模块…………………………………………………3三、硬件电路设计……………………………………………………………………51、74LS164的应用……………………………………………………………52、LED显示器件工作原理…………………………………………………5四、安装与调试………………………………………………………………………5五、结论与心得………………………………………………………………………7六、参考文献…………………………………………………………………………7附录：1、源程序2、系统原理图摘要本系统由单片机系统、键盘、LED显示、数码管显示、交通灯演示系统组成。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、信号灯闪烁、信号灯颜色分时亮、分时段调整信号灯的点亮时间、紧急情况、车流量等功能。同时给出了软硬件设计方法,设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤，关键词：AT80C51单片机、交通灯控制系统、定时循环、数码管显示、延时。一、设计任务与要求假设一个十字路口为东西南北走向。开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程。扩展部分：用LED数码管显示时间、紧急情况下全部红灯时间暂停、行人闯红灯报警、车流量计数。1、设计任务与要求的分析对于具体过程的分析：东西南北红灯（2S）东西绿南北红（20S）东西绿灯闪烁（3S）东西黄灯亮（1S）南北绿灯亮（20S）南北绿灯闪烁（3S）南北黄灯亮（2S）.上述思路可分为两个循环：一个是在南北绿灯亮之前，南北红灯一直亮着（25S）随后是南北灯亮的过程中东西红灯一直亮着（25S）。分别用数码管定时20S，25S记录红灯和绿灯持续时间。25秒后南北方向的持续情况与东西对调．这样就完成了一次整体循环。二、软件设计1、显示原理交通信号灯控制逻辑如下：假设一个十字路口为东西南北走向。开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,延时一段时间后,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,延时一段时间后,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程。静态数码管显示电路由四只74LS164、四只共阴极LED数码管组成。输入只有两个信号，它们是串行数据线DIN和移位信号CLK。四只74LS164首尾相连，每只74LS164的并行输出作为LED数码管的段码。双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起，共用负极，当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。2、计数器初值计算该实验采用定时/计数器T0定时，循环一秒的子程序。首先采用定时50ms，然后再计数20次的方法实现。（1）T0工作在定时方式1时，控制字TMOD配置：M1M0=01,GATE=0,C/`T=0，可取方式控制字01H.（2）计算计数初值X：晶振为12MHz，所以机器周期1us。计算后将3CH送入TH0中，0E1H送入TL0中。2、计数器初值计算该实验采用定时/计数器T0定时，循环一秒的子程序。首先采用定时50ms，然后再计数20次的方法实现。（1）T0工作在定时方式1时，控制字TMOD配置：M1M0=01,GATE=0,C/`T=0，可取方式控制字01H.（2）计算计数初值X：晶振为12MHz，所以机器周期1us。计算后将3CH送入TH0中，0E1H送入TL0中。3、控制系统、时间显示模块源程序如下：DISPLAY:;数码显示MOVA,SECOND1;东西秒寄存器MOVB,#10;拆成两个10进制数DIVABMOVDBUF+1,AMOVA,BMOVDBUF,AMOVA,SECOND2MOVB,#10;16进制数拆成两个10进制DIVABMOVDBUF+3,AMOVA,BMOVDBUF+2,AMOVR0,#DBUFMOVR7,#4DP10:MOVDPTR,#LEDMAPMOVA,@R0MOVCA,@A+DPTRMOV@R1,AINCR1DJNZR7,DP10MOVR0,#TEMPMOVR1,#4DP12:MOVR7,#8MOVA,@R0DP13:RLCAMOVDIN,CCLRCLKSETBCLKDJNZR7,DP13abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdp109DISP1B2a12b12C12d12e12f12g12h12a22b22C22d22e22f22g22h22a32b32C32d32e32f32g32h32a42b42C42d42e42f42g42h4R3B51abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdp109DISP2BabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdp109DISP3BabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdp109DISP4BR4B51R5B51R6B51A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND7U6B74LS164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND7U7B74LS164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND7U8B74LS164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND7U9B74LS1642a12b12C12d12e12f12g12h12a22b22C22d22e22f22g22h22a32b32C32d32e32f32g32h32a42b42C42d42e42f42g4VCCVCCVCCVCC2h4P29BDINP30BCLKINCR0DJNZR1,DP12RETLEDMAP:DB3FH,6,5BH,4FH,66H,6DH;0，1，2，3，4，5DB7DH,7,7FH,6FH,77H,7CH;6，7，8，9，A，BDB58H,5EH,7BH,71H,0,40H;C，D，E，F，,-三．硬件电路设计1、74LS164的应用对于74IS164，我们用来联系单片机与数码管，将单片机的P1.6与P1.7口输出信号显示在数码管中。2、LED数码管显示器件工作原理即为我们选择的led工作原理图。P10同时接G1、G3；P11同时接R1、R3；P12同时接G2、G4；P13同时接R2、R4；P16、P17分别接静态数码显示的DIN、CLK。四．安装与调试1）系统各跳线器处在初始设状态。P2.1同时接G1、G3；P11同时接R1、R3；P12同时接G2、G4；P13同时接R2、R4；P16、P17分别接静态数码显示的DIN、CLK。2）启动PC机，打开KeiluVision4软件，加载程序，编译，下载，运行。3）开启protues观察十字路口交通灯效果可见开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮．（4）车流量计数（用开关代替红外设备进行模拟）（5）闯红灯报警系统（用开关代替红外设备进行模拟）五、结论与心得通过这次课程设计，加深了对很多知识的理解，自己做一个东西的时候，才会知道理论与实际的差别。这过对交通灯的设计，也学到了很多原来不熟悉或没有掌握好的知识，像查询及其数码管的应用。对于肯本上的指令理解的更深入了，原来没有记住的指令，通过这次设计，都能熟悉的运用。通过这次设计，自己更学到了一些书本之外的知识。六、参考文献李念强王玉泰张鲁张羽.《单片机原理及应用》．机械工业出版社童诗白华成英.《模拟电子技术基础》（第四版）.高等教育出版社附录源程序SECOND1EQU30H;南北秒寄存器SECOND2EQU31H;东西秒寄存器DBUFEQU40H;显示缓冲1TEMPEQU44H;显示缓冲2SAVEEQU45HLED_G1BITP2.1;东西绿灯LED_R1BITP2.3;东西红LED_G2BITP2.4;南北绿灯LED_R2BITP2.6;南北红灯LED_Y1BITP2.2;东西黄LED_Y2BITP2.5;南北黄DINBITP1.6;串行显示数据CLKBITP1.7;串行显示时钟ORG0000HLJMPSTARTORG0100HORG0003HLJMPDENSTART:LCALLSTATE0;调用状态0MOVSECOND1,#00;南北秒显示初值25SMOVSECOND2,#00;东西秒显示初值20SLCALLDISPLAYLCALLDELAY;调用延时MOVTMOD,#01H;置T0工作方式1MOVTH0,#3CH;置T0定时初值50mSMOVTL0,#0B0HSETBEX0SETBEASETBTR0LOOP:MOVR2,#20;置1S计数初值50mS*20=1SMOVR3,#20;红灯20SLCALLAD