单片机课程设计交通灯设计说明.pdf

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1、 测控技术与仪器专业 课程设计报告 题目：基于单片机原理的交通信号灯设计 2021 年 7 月 目录 一、设计目的2 2.设计任务和要求.2 三、设计原理分析2 4.硬件资源及其配置3 五。硬件图6 6.程序框图 7 七、程序8:8.调试运行13 9.仿真截图13 10.设计经验15 一、设计目的 1、通过单片机课程设计，掌握汇编语言的编程方法，理论联系实际，提高我们的大脑和动手能力。2、通过红绿灯控制系统的设计，掌握定时器/计数器和中断的使用，编写简单的程序，最终提高我们的逻辑抽象能力。二、设计任务及要求 任务：设计一个能够控制十二个交通灯的模拟系统 要求：用单片机的定时器使路口的红绿灯交替

2、亮灭，用LED 灯显示倒计时时间。1.东西绿灯亮，南北红灯亮 2，黄灯亮 3，东西红灯亮，南北绿灯亮 三、设计原理分析 1.首先，了解实际红绿灯的变化规律。假设一个路口如上图所示，那么方向是东南西北。初始状态 0：东西绿灯亮，南北红灯亮；然后转状态 1：东西绿灯亮，黄灯亮，南北红灯亮；：东西红灯亮黄灯，南北绿灯亮黄灯。一段时间后，循环回到状态 0。中间可以通过中断按钮产生中断，跳转到中断程序执行中断。列出红绿灯的状态表如下：（其中 1 表示灯亮，0 表示灯熄灭）状态 北 西方 南 东方 绿色 黄色 红色 绿色 黄色 红色 绿色 黄色 红色 绿色 黄色 红色 0 001 100 001 100

3、1 011 110 011 110 2 100 001 100 001 3 110 011 110 011 2、红绿灯，东、西、北、南应有四组灯，但由于同一条道路上的两组灯具有相人行道 人行道 人行道 人行道 同的显示条件，所以只需要两组。因此，使用了单片机部门的 I/O。端口上 P1端口的 6 个引脚可以控制 6 个信号灯。3、通过编写程序模拟红绿灯的管理，实现对发光二极管的控制。延时一段时间后，灯的显示会根据红绿灯的显示规则改变状态。4、倒计时时间显示功能可在原有交通信号灯系统编制依据上，通过延迟时间发送显示，实现功能扩展。5、中断可以通过脉冲中断编写中断程序来实现。4.硬件资源及其分配

4、主要使用硬件：P1 口、P3 口、LED 数码管、LED 发光二极管、定时器 T0 硬件配置：1、端口 P1：作为输出端口，连接发光二极管。其状态及对应的十六进制值如下：方向 状态 没有任何 北方和南方 事物 十 六 进制值 阐明 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 0 00 100 001 22 小时 东西绿 南北红 1 00 110 011 33 小时 一切都是绿色和黄色 2 00 001 100 0CH 东西红，南北绿 3 00 011 110 1EH 一切都是红色和黄色 2、P3 口的 P3.0（RXD）和 P3.1（TXD）有特殊用途，数据

5、（倒计时）从 RXD 端输入，TXD 端输出。3.LED 发光二极管用于显示光照情况。4.定时器/计数器 T0 用于产生 1 秒定时 5.LED 显示屏的十位接 p0，一位接 p2 显示时间。以下是 LED 显示屏的接口和原理。1 LED 是发光二极管的英文缩写，LED 显示屏是由发光二极管组成的，它在单片机中的应用非常普遍。所谓的 LED 显示屏是由 7 个发光二极管组成，其排列如图所示。另外，显示屏中还有一个点型发光二极管，用 dp 表示，用于小数点表示。通过七个发光二极管的明暗组合，可以显示出各种数字、字母等符号。LED 显示屏中的发光二极管有两种连接方式：2 共阳极连接法：将发光二极管

6、的阳极连接在一起，形成一个共阳极。使用时，共阳极接+5V。这样，在阴极端输入低电平的段发光二极管导通点亮，而输入高电平的段发光二极管不点亮。3 共阴接法：将发光二极管的阴极连在一起形成共阴。使用时共阴极接地。这样，在阳极端输入高电平的段发光二极管导通点亮，而输入低电平的段发光二极管不点亮。4 控制数码管驱动级的控制电路有静态型和动态型两种：5 静态驱动：表示每个数码管必须由解码器驱动。6、动态驱动：采用数码管专用解码驱动，使数码管一个个依次显示，扫描速度极快，显示效果与静态驱动相同。7、使用动态数码管显示可以大大降低硬件成本和功耗，因为在一定时间只有一个数码管工作，即所谓的分时显示，显示所需的

7、硬件电路可以时分复用。共阴极共阳极符号和引脚 表 1 为共阳极和共阴极代码表 表 1 十六进制数字代码表 字体 共阳极代号 共阴极代码 字体 共阳极代号 共阴极代码 0 碳氢化合物 3FH 9 90 小时 6FH 1 F9H 06H 一个 88H 77H 2 A4H 5BH 乙 83H 7 路 3 B0H 4FH C C6H 39H 4 99H 66H D A1H 5EH 5 92H 6DH 乙 86H 79H 6 82H 7DH F 8EH 71H 7 F8H 07H 熄灭 FFH 00H 8 80H 7FH 五。硬件图 6.程序框图 一、主程序框图 2.中断服务程序框图 设置中断返回地址

8、中断响应 返回 7.程序#include#定义端口 1 P0#定义端口 2 P2 小绿 1=P10；sbit red1=P11;sbit 黄色 1=P12;sbit green2=P13;sbit red2=P14;sbit 黄色 2=P15;无符号字符标志=0；无符号字符 mun=30；unsignedcharcode tab=0 x3F,0 x06,0 x5B,0 x4F,0 x66,0 x6D,0 x7D,0 x07,0 x7F,0 x6F；无效 init_timer0（无效）TMOD=0 x01；TH0=(65536-50000)/256；TL0=(65536-50000)%256;E

9、T0=1；EA=1；TR0=1；无效显示（无符号字符 x）无符号字符 m,n;m=x/10；n=x%10；端口 1=标签m；端口 2=标签n；无效初始化（无效）P1=0 x00；init_timer0();无效的主要（）初始化（）；而（1）做 显示（mun）；绿色 1=1；红 1=0；绿色 2=0；红 2=1；而（蒙！=3）；做 如果（mun=3）黄色 1=1；黄色 2=1；显示（mun）；而（mun！=0）；如果（mun=0）门=30；黄色 1=0；黄色 2=0；做 显示（mun）；绿色 1=0；红 1=1；绿色 2=1；红 2=0；而（蒙！=3）；做 如果（mun=3）黄色 1=1；黄色

10、2=1；;显示（mun）；while(mun!=0);如果（mun=0）门=30；黄色 1=0；黄色 2=0；void timer(void)中断 1 使用 1 TH0=(65536-50000)/256；TL0=(65536-50000)%256;标志+；如果（标志=20）标志=0；蒙；：8.调试和运行 1.连接硬件图的接线。为保证东、西、北、南、南的红、黄、绿灯能对应显示，实验过程中对 P1 口的接线进行了调整。即P1.0 接绿灯，P1.1 接黄灯，P1.2 接红灯，P1.3 接绿灯，P1.4 接黄灯，P1.5 接 L3 红灯。2、从 0100H 单元开始连续运行，观察6 个 LED 灯是

11、否与行车显示对应。如果有偏差，单步或断点运行，调试直到满足设计要求。3、调试好灯的显示后，从 0100H 开始连续运行，观察数码管显示是否正常。如果不正常，使用单步操作或断点操作分析调试，直到满足要求。4、整体运行，观察灯光显示和时间显示是否符合要求，如果不符合，则进行调试。直到满足要求。9.模拟截图 10.设计经验 为期两周的 MCU 课程设计很快就结束了。在这期间的课程设计中，我不仅学到了很多新知识，也加深了对之前学过的理论知识的掌握。过去，我们所学的仅限于教科书，实际应用还比较模糊。本课程的设计有利于学生学习目标的明确性和主动性。通过这个课程设计，我们知道应该掌握什么。在学校里，没有真正

12、的实践，我们总是认为我们所学的东西没有多大用处。当我们了解我们在课程设计过程中学到的东西时，当某件事如此重要时，我们就会有动力去学习并拥有更高的目标。通过 MCU 课程设计，我不仅加深了对 MCU 理论的理解，并将理论运用到实践中，还学会了如何培养我们的创新精神，不断超越自我。创新需要我们学会如何将理论与实践很好地联系起来，不断地动脑筋，从造福人类的意志出发，做我们能做的，别人没有想到的。使其不断征服他人，超越前人。同时，更重要的是，在这个设计过程中，我学会了坚持，不轻易放弃。设计过程就像我们人类成长的过程。经常有一些不满意的事情。也许这对我们来说是一个挑战。我们勇敢过，战胜过，胜利的钟声一定

13、会为我们敲响。在这个设计过程中，我们遇到了很多失败的测试。比如我们对现实生活中的交通秩序缺乏了解，导致整个设计陷入困境。那一刻，我们意识到结果并不那么重要，我们应该更加关注整个过程。所以，我们坚持了下来。当然，最后这个设计还是很成功的，主要体现在整个系统除了教科书外几乎没有参考书，程序都是自己完成的。低成本。在设计一个系统时，除了要达到所要求的性能指标外，成本也是一个重要的指标。成本的高低也决定了产品的适用性。在本次单片机课程设计中，我主要负责软件编写和仿真调试。在这个课程设计中，我明白了团队合作的重要性，团队精神在一个项目中是必不可少的。在这里我想感受一下老师帮助我们指导和我们团队的其他三个同学。