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1、
課程設(shè)計(jì)說明
課程名稱： 微機(jī)原理與接口技術(shù)
設(shè)計(jì)題目： 交通燈的設(shè)計(jì)
專 業(yè)： 班級(jí)：
學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào):
指導(dǎo)教師:
科技學(xué)院教務(wù)部 制
年 月 日
一 設(shè)計(jì)任務(wù)要求
本次課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)在十字路口能夠?qū)崿F(xiàn)紅綠燈交替亮滅的交通控制器系統(tǒng)，本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)
2、、鍵盤、LED 顯示、交通燈演示系統(tǒng)組成。系統(tǒng)包括人行道、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、以及基本的交通燈的功能。系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有倒計(jì)時(shí)、時(shí)間設(shè)置、緊急情況處理、分時(shí)段調(diào)整信號(hào)燈的點(diǎn)亮?xí)r間以及根據(jù)具體情況手動(dòng)控制等功能。
其要求為： 1）紅綠交通燈交替亮滅。
2） 利用單片機(jī)或其它硬件電路實(shí)現(xiàn)，方法自選。
3）LED數(shù)碼管顯示時(shí)間。
4）自行設(shè)計(jì)電路。
5）元器件自選
其規(guī)定為： 1）設(shè)計(jì)硬件線路，用protel畫圖。
2）按單元電路詳細(xì)說明硬件線路
3、設(shè)計(jì)思路，元件參數(shù)，選取根據(jù)。附詳細(xì)的元件清單。
3）軟件設(shè)計(jì)，通過鍵盤設(shè)定顯示時(shí)間，利用定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)使紅綠燈循環(huán)顯示。
4）有完整的程序流程圖，包括總流程圖和各模塊流程圖。對(duì)程序設(shè)計(jì)思想做詳細(xì)說明。
5) 有完整的程序清單，并加注釋。
6) 總結(jié)設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)體會(huì)。
7) 課程設(shè)計(jì)研究報(bào)告，格式參考黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)格式要求。
二 方案比較
1 電源提供方案
為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。我們考慮了兩種
4、電源方案
方案一：采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點(diǎn)是各模塊都采用獨(dú)立電源，會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路電平。
方案二：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。改方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)明扼要，節(jié)約成本；缺點(diǎn)是輸出功率不高。
綜上所述，我們選擇第二種方案。
2 顯示界面方案
該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)、狀態(tài)燈等功能?；谏鲜鲈颍覀兛紤]了三種方案：
方案一：完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字苻，無法勝任題目要求。
方案二：完全采用點(diǎn)陣式LED 顯示。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。
5、
方案三：采用數(shù)碼管與點(diǎn)陣LED 相結(jié)合的方法因?yàn)樵O(shè)計(jì)既要求倒計(jì)時(shí)數(shù)字輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出等，為方便觀看并考慮到現(xiàn)實(shí)情況，用數(shù)碼管與LED燈分別顯示時(shí)間與提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。權(quán)衡利弊，第三種方案可互補(bǔ)一二方案的優(yōu)缺，我們決定采用方案三以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。
3 輸入方案：
題目要求系統(tǒng)能手動(dòng)設(shè)燈亮?xí)r間、緊急情況處理，我們討論了兩種方案：
方案一：采用8155擴(kuò)展I/O 口及鍵盤，顯示等。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：
使用靈活可編程，并且有RAM,及計(jì)數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O 口,但操作起來稍顯復(fù)雜。
方案二： 直接在IO口線上接上按鍵開關(guān)
6、。因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)精簡(jiǎn)和優(yōu)化了電路，所以剩余的口資源還比較多，我們使用四個(gè)按鍵，分別是K1、K2、K3、K4。
由于該系統(tǒng)對(duì)于交通燈及數(shù)碼管的控制，只用單片機(jī)本身的I/O 口就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)數(shù)器及RAM已經(jīng)夠用，故選擇方案二。
三 單元電路設(shè)計(jì)
Ⅰ.芯片選擇及端口選擇
1．用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)8255A實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)燈的控制（所用端口自定）；2位數(shù)碼顯示用8255A實(shí)現(xiàn)控制。
2. 用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)8235的計(jì)數(shù)器2定時(shí)向?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)主片8259A的IRQ7請(qǐng)求中斷，以實(shí)現(xiàn)要求的1分鐘、5秒鐘和20秒的定時(shí)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)8235的計(jì)數(shù)器2的CLK2接OPCLK，頻率為1.19318MHZ；GATE
7、2已接 +5V；定時(shí)采用軟硬件相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。
⒊ 用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)光二極管模擬紅綠燈。
注：8259A的端口地址為：218H、219H
8255A的端口地址為：端口A-200H、端口B-201H、端口C-202H、控制端 口-203H
8253的端口地址為：計(jì)數(shù)器0-208H、計(jì)數(shù)器1-209H、計(jì)數(shù)器2-20aH、控 制寄存器0-20bH。
實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)
中斷服務(wù)原理
四 元件清單
序號(hào)
名稱
型號(hào)規(guī)格
位號(hào)
數(shù)量
1
電容
10uF
C3
1個(gè)
2
極性
8、電容
30pF
C1,C2
2個(gè)
3
Led
6個(gè)
4
半導(dǎo)體電阻
10K
R2
1只
5
電阻
10K
R3
1只
6
電阻
10K
R4
1只
7
電阻
330K
R5
1只
8
電阻
330K
R5
1只
9
電阻
330K
R6
1只
10
電阻
330K
R7
1只
11
電阻
330K
R8
1只
12
電阻
330K
R9
1只
13
開關(guān)
4只
14
與非門
1只
15
晶振
12M
1只
16
AT89S52
9、1只
五 硬件電路工作原理
交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序流程圖
1.主程序流圖
開始
東西向綠燈亮,南北向紅燈亮，60秒
東西向黃燈亮,南北向紅燈亮，3秒
東西向紅燈亮,南北向綠燈亮，30秒
東西向紅燈亮,南北向黃燈亮，3秒
圖7.1 主程序流圖
六．軟件程序流程
#include
#include
#define uint unsigned
10、int
#define uchar unsigned char
unsigned char code dis_7[10]={0x03,0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49,0x41,0x1F,0x01,0x09};
char i;
sfr p0=0x80;
sfr p1=0x90;
sbit red1=p1^0;
sbit green1=p1^1;
sbit yellow1=p1^2;
sbit red2=p1^3;
sbit green2=p1^4;
sbit yellow2=p1^5;
uchar temp,aa,num,num1;
uchar c
11、ode table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
void delay(uint z);
void main()
{
num=60;
num1=30;
aa=0;
SCON=0x00; //設(shè)置串行口的工作方式
PCON=0x00;
TMOD=0x01;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
12、 temp=0xfe;
P1=temp;
P0=table[0];
P0=0xfe;
while(1);
}
void timer0() interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
aa++;
if(aa==20)
{
aa=0;
num--;
num1--;
if(num==0){num=60;num1=30;}
if(num>35)
{red1=0;green1=1;yel
13、low1=1;
red2=1;green2=0;yellow2=1;
if(num1<10)
{for(i=0;i<3;i++)
{SBUF=dis_7[0];
while(!TI);
TI=0;}
SBUF=dis_7[num1];
while(!TI);
TI=0;
14、
}
else
{for(i=0;i<2;i++)
{SBUF=dis_7[0];
while(!TI);
TI=0;}
SBUF=dis_7[num1%10];
while(!TI);
TI=0;
15、 SBUF=dis_7[num1/10];
while(!TI);
TI=0;
}
}
}
else if(num<=35&&num>30)
{red1=0;green1=1;yellow1=1;
red2=1;green2=1;yellow2=0;
for(i=0;i<3;i++)
{SBUF=dis_7[0];
16、
while(!TI);
TI=0;}
SBUF=dis_7[num1];
while(!TI);
TI=0;}
else if(num<=30&&num>5)
{red1=1;green1=0;yellow1=1;
red2=0;green2=1;yellow2=1;
17、 if(num<10)
{for(i=0;i<3;i++)
{SBUF=dis_7[0];
while(!TI);
TI=0;}
SBUF=dis_7[num];
while(!TI);
TI=0;
}
18、 else
{for(i=0;i<2;i++)
{SBUF=dis_7[0];
while(!TI);
TI=0;}
SBUF=dis_7[num%10];
while(!TI);
TI=0;
SBUF=dis_7[num/10];
while(!TI);
19、 TI=0;
}
}
else if(num<=5)
{red1=1;green1=1;yellow1=0;
red2=0;green2=1;yellow2=1;
for(i=0;i<3;i++)
{SBUF=dis_7[0];
while(!TI);
TI=0;}
SBUF=dis_7[num];
20、 while(!TI);
TI=0;}
}
1
九 困難問題及解決措施
在設(shè)計(jì)過程中，會(huì)出現(xiàn)了一些問題，但都是常見的小問題，如：代碼中雙引號(hào)的使用并不是在英語書寫狀態(tài)下，輸入字母出錯(cuò)等，在調(diào)試時(shí)出現(xiàn)異常，不過這些都是經(jīng)常性錯(cuò)誤，經(jīng)過調(diào)試修改都一一解決，程序順利完成，并實(shí)現(xiàn)了其功能。
1、軟件延時(shí)與定時(shí)器計(jì)時(shí)
軟件延時(shí)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，使用方便，但是無法進(jìn)行精確計(jì)時(shí)，無法在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行使用，本次設(shè)計(jì)采用了，定時(shí)器0進(jìn)行計(jì)時(shí)，每10ms產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，可
21、以準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)并方便8段數(shù)碼管進(jìn)行顯示
2、使用中斷的好處
使用中斷比較麻煩，在試驗(yàn)中需要兩次加載初始化程序和中斷服務(wù)程序，并且需要手工指定中斷服務(wù)地址和中斷向量號(hào)；但是使用中斷可以進(jìn)行多樣化設(shè)計(jì)，強(qiáng)化程序功能與執(zhí)行效率。
在本設(shè)計(jì)中程序每10MS請(qǐng)求一次中斷，實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)與數(shù)碼管顯示刷新。
十 總結(jié)與體會(huì)
本系統(tǒng)就是充分利用了8031和8255芯片的I\O引腳。系統(tǒng)采用MSC-51系統(tǒng)單片機(jī)INTECL8031和可編程并行I\O接口芯片8255A為中心器件來設(shè)計(jì)交通控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過8031芯片的P1口設(shè)置紅，綠燃亮?xí)r間的工能；未來系統(tǒng)穩(wěn)定可靠采用了MAX
22、692看門狗芯片，避免了系統(tǒng)因?yàn)樗罊C(jī)為停止工作的情況發(fā)生，現(xiàn)實(shí)時(shí)間直接通過8255的PA,PB,輸出，交通信號(hào)通過平常PC口輸出，交通的點(diǎn)亮采用VT雙向晶閘管來控制，直接采用220V電源驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，使用性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)不足之處不能控制車的左右轉(zhuǎn)，以及自動(dòng)根據(jù)車流量改變紅綠黃燈時(shí)間等，這是由于本身地理位以及車流量情況所定，如果有需要可以設(shè)計(jì)擴(kuò)充謜系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
通過這次課程設(shè)計(jì)，是我得到了一次用專業(yè)知識(shí)，專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)基本原理，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思想技巧的掌握方面都向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下
23、了良好的基礎(chǔ)。
綜合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)，對(duì)已有知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解和認(rèn)識(shí)。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問題，我通過查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學(xué)交流。
由于使用的是單片機(jī)作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強(qiáng)大，而且可以隨時(shí)的更新系統(tǒng)，進(jìn)行不同狀態(tài)的組合。但是在我們?cè)O(shè)計(jì)和調(diào)試的過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問題，譬如紅燈和綠燈的切換還不夠迅速，紅綠燈規(guī)則不效率還不是很高等等，這需要在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。
當(dāng)然，通過這次課程設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)了自身的很多不足之處，在以后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)不斷的完善自我，不斷進(jìn)取，能使自己在網(wǎng)絡(luò)編程
24、這方面有一個(gè)大的發(fā)展。
十一 致謝
在這次課程設(shè)計(jì)的完成過程中，我得到了許多人的幫助。
首先我要感謝我的老師在課程設(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報(bào)告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。
其次，我要感謝幫助過我的同學(xué)，他也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計(jì)上的難題。同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。
最后再一次感謝所有在設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)
十二 參考文獻(xiàn)
（1）呂能元，孫育才，楊峰. MCS-51單片微型計(jì)算機(jī)原理接口技術(shù)應(yīng)用實(shí)例.第一版. 北（2）京科技出版社.1993年12月
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（4）黃賢武.傳感器實(shí)際應(yīng)用電路設(shè)計(jì). 成都電子科技大學(xué)出版社.1997年
（5）李廣軍 實(shí)用接口技術(shù) 電子科技大學(xué)出版社 1998.2
（6）網(wǎng)絡(luò)資源：htt://; 維普咨訊網(wǎng)；超星數(shù)字圖
課程設(shè)計(jì) 微機(jī)原理與接口技術(shù) 交通燈的設(shè)計(jì)
