单片机课程设计-基于单片机的交通灯控制系统设计

1．硬件设计方案-2-

总方案设计-2-

1.2中心处理单元-2-

1.3红、绿、黄灯显示局部-2-

时刻显示局部-3-

按键局部-4-

2．要紧电路原理分析和讲明-4-

红、绿、黄灯显示电路-4-

时刻显示电路-5-

按键电路-6-

时钟及复位电路，-7-

其电路原理图如以如下面图-7-

完整电路原理图-7-

单片机相应管足及功能讲明-9-

3.软件设计流程及描述-11-

程序流程图-11-

4.调试-12-

〔1〕硬件调试-12-

〔2〕软件调试-12-

5.结束语-12-

6.参考文献-13-

7.附录-14-

1.源程序代码-14-

2.实物图-17-

【摘要】：近年来随着科技的飞速开展，单片机的应用正在不断地走向深进，同时带动传统操纵检测日新月益更新。在实时检测和自动操纵的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应依据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，关于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。本系统采纳单片机STCC52RC为中心器件来设计交通灯操纵器，操纵十字路口的红、绿、黄灯交替点亮和熄灭，同时利用4只数码管显示十字路口两个方向的剩余时刻。要求能用按键设置两个方向的通行时刻(绿、红灯点亮的时刻)和暂缓通行时刻〔黄灯点亮时刻〕。系统有用性强、操作简单、扩展性强。

【要害字】：单片机STCC52RC按键设置时刻显示

1．硬件设计方案

整个交通灯操纵系统可分为五大局部：中心处理单元〔CPU〕、红、绿、黄灯显示局部、时刻显示局部、按键局部、复位与时钟局部。硬件原理框图如以如下面图1.1-1所示：

图1.1-1：硬件原理框图

1.2中心处理单元

CPU选用STCC52RC对整个系统进行操纵：

〔1〕它将数据输出到数码管和LED显示。

〔2〕依据按键输进调用相应键处理子程序，实现对红、绿、黄灯点亮及显示时刻的调整和设定。

1.3红、绿、黄灯显示局部

图1.1-2：红绿黄灯显示原理图

红、绿、黄灯显示模块：为方便瞧瞧并考虑到现实情况，用LED灯显示提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。

图1.1-3：时刻显示原图

按键模块：采纳方式，通过检测输进线的电平状态能够特别轻易的判定哪个键按下。由于式键盘编程简单，且能够完全到达要求，因此采纳式键盘操纵。

本系统采纳三个按键：分不是绿灯时刻设置键、黄灯时刻设置键、确认键。

2．要紧电路原理分析和讲明

2.1红、绿、黄灯显示电路：接口电路如图2.1所示：

图2.1：红绿黄灯接口电路图

红、绿、黄灯显示电路，用P1口的P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5分不接一个LED作为东西、南北两个方向的红、绿、黄灯。通过编程显示东西、南北两个方向的交通灯点亮情况。当p1口输出信号为0时与之对应相连的led点亮。

时刻显示电路：电路原理图如图2.2所示：

图2.2：时刻显示电路图

在时刻显示电路中，考虑到动态显示需用许多I/O口，本着节约资源的原那么故采纳串口接74ls1串进并出的方式驱动数码管，分不显示东西、南北两条干道所剩余的时刻。由74ls1的特性选用共阳极7段数码管，中间接0.3k限流电阻。第1片74ls1ab端接单片机rxd作为信号输进，其高位接第2片ab端，以此类推。4片74ls1的Clk端全部接txd端，作为信号输进同步信号。

按键电路：电路原理如图2.3所示：

图2.3：按键电路图

图中S3为黄灯时刻设置键、S2为绿灯时刻设置键、S1为确认键。通过调用子程序，按S3能够设置黄灯闪耀的时刻；按S2能够设置绿灯点亮的时刻；由于红灯点亮的时刻等于绿灯点亮的时刻加上黄灯闪耀的时刻因此能够不用设置；按下S1确认后，就能够按照设定好的时刻运行。

，

图2.4：时钟及复位电路图

时钟局部采纳12Mhz晶振及30pf电容，复位局部采纳22uf极性电容，R10为0.3k电阻，R11为1k电阻接地，该复位电路具有上电复位及手动复位功能。

电路原理图如图2.5所示：

单片机系统采纳STCC52RC为核心，时钟信号采纳12MHZ晶振，采纳式键盘；显示局部用LED和数码管相结合，分不显示交通灯点亮情况和剩余时刻。

图2.5：完整电路原理图

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，每足可汲取8TTL门电流。当P0口的管足第一次写1时，被定义为高阻输进。P0能够用于外部程序数据存储器，它能够被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输进口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，现在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口管足写进1后，被内部上拉为高，可用作输进，P1口被外部下拉为低电平常，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，其管足被内部上拉电阻拉高，且作为输进。并因此作为输进时，P2口的管足被外部拉低，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口输出其特不功能存放器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和操纵信号。P3口：P3口管足是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口写进“1〞后，它们被内部上拉为高电平，并用作输进。作为输进，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ATC51的一些特不功能口，如下表所示：口管足备选功能P3.0RXD〔串行输进口〕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外部输进〕P3.5T1〔记时器1外部输进〕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口同时为闪耀编程和编程校验接收一些操纵信号。RST：复位输进。当振荡器复位器件时，要维持RST足两个机器周期的高电平常间。ALE/PROG：当访咨询外部存储器时，地址锁存准许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引足用于输进编程脉冲。在平常，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。然而要注重的是：每当用作外部数据存储器时，将跃过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。现在，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引足被略微拉高。要是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。但在访咨询外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA维持低电平常，那么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。注重加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端维持高电平常，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引足也用于施加12V编程电源〔VPP〕。XTAL1：反向振荡放大器的输进及内部时钟工作电路的输进。XTAL2：来自反向振荡器的输出。

图3.1：设计总体流程图

〔1〕硬件调试

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咨询的连接点，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。

〔2〕软件调试：

软件调试是通过对程序的汇编、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。

通过调试我们发现了一些咨询题，发现数码管显示有乱码，认真排除发现是数码管显示字形表与实际接法不符，导致显示乱码。通过改变字型码咨询题得到解决。按键反响太快导致按下键数字猛闪，通过在按键程序中参加延时程序咨询题也得到解决。

通过单片机课程设计，我们不仅加深了对单片机理论的理解，将理论特别好地应用到实际当中往，而且我还学会了如何往培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。同时，更重要的是，我们在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。

[3]何立民.单片机应用技术大全.北京：北京航空航天大学出版社，1994[4]谭浩强.单片机课程设计.北京：清华大学出版社，19

1.源程序代码

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG0030H

MAIN:MOVP0,#0FFH

MOVP1,#0EBH;东西绿南北黄，数码管显示相应时刻

MOVR1,#10;设置最小值

MOVR2,#2

LCALLBB

SW1:JBK1,SW2;按下那么程序运行，否那么设置初值

LCALLDELAY10MS

JBK1,SW2

MOV70H,R1

MOVA,R2

ADDA,R1

MOV71H,A

MOVP1,#0C0H

LCALLDELAY500MS

SJMPN0

SW2:JBK2,SW3;设置绿灯时刻

LCALLDELAY10MS

JBK2,SW3

INCR1

CJNER1,#61,BB

MOVR1,#10

SJMPBB

SW3:JBK3,SW1;设置黄灯时刻

LCALLDELAY10MS

JBK3,SW1

INCR2

CJNER2,#6,BB

MOVR2,#2

BB:MOVR0,#30H

LCALLDISP

SJMPSW1

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

N0:MOVR1,70H

MOVR2,71H

MOVP1,#0EEH

S1:MOVR0,#30H;东西绿南北红

DECR1

DECR2

LCALLDISP

LCALLDELAY

CJNER1,#00H,S1

S2:MOVR0,#32H;东西黄闪南北红

MOVP1,#0F6H

DECR2

LCALLDISP

LCALLDELAY500MS

MOVP1,#0FEH

LCALLDELAY500MS

CJNER2,#00H,S2

MOVR1,70H

MOVR2,71H

MOVP1,#0DDH

S3:MOVR0,#34H;东西红南北绿

DECR1

DECR2

LCALLDISP

LCALLDELAY

CJNER1,#00H,S3

S4:MOVR0,#32H;东西红南北黄闪

MOVP1,#0DBH

DECR2

LCALLDISP

LCALLDELAY500MS

MOVP1,#0DFH

LCALLDELAY500MS

CJNER2,#00H,S4

SJMPN0

;;;;;;延时程序;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

DELAY10MS:MOVR7,#20

D1:MOVR6,#248

NOP

DJNZR6,$

DJNZR7,D1

RET

DELAY500MS:MOVR5,#50

D2:LCALLDELAY10MS

DJNZR5,D2

RET

DELAY:MOVR4,#100

D3:LCALLDELAY10MS

DJNZR4,D3

RET

;;;;;;;;;显示程序;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

DISP:MOVA,R1

MOVB,#10

DIVAB

MOV30H,B

MOV31H,A

MOV36H,B

MOV37H,A

MOVA,R2

MOVB,#10

DIVAB

MOV32H,B

MOV33H,A

MOV34H,B

MOV35H,A

MOVR3,#04

MOVSCON,#00H

MOVDPTR,#TAB

LOOP:MOVA,@R0

MOVCA,@A+DPTR

MOVSBUF,A

JNBTI,$

CLRTI

INCR0

DJNZR3,LOOP

RET

TAB:DB03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09H;0，1，2，3，4，5，6，7，8，9

END