【正文】 河南理工大學單片機課程設計報告交通燈控制系統(tǒng)設計摘要這次設計的主要任務是設計一個單片機控制的交通燈控制系統(tǒng)的設計。首先設計出各個功能模塊，再搭建出完整的硬件系統(tǒng)，選好合適的單片機型號并依照硬件連接圖設計出相應的軟件系統(tǒng)，通過編譯軟件（WAVE6000）編譯出可執(zhí)行的目標文件，最后作出原理圖并在仿真軟件（PROTEUS）上仿真出設計結(jié)果。其實編譯軟件有很多種，比如配硬件仿真軟件PROTEUS本身就可以進行編譯，這也是我后來才知道的。設計的具體要求主要有以下幾點：1．A道和B道上均有車輛要求通過時，A、B道輪流放行。A放行5分鐘（調(diào)試時改成5秒鐘），B道上放行4分鐘（調(diào)試時改成4秒鐘）。2．一道有車而另一道無車（實驗時用開關K0和K1控制），即當A道有車B道無車，按K0鍵可以控制交通燈系統(tǒng)讓A道立即放行B道禁止；當B道有車A道無車,按K1鍵可以控制交通燈系統(tǒng)讓B道立即放行A道禁止。 3．有緊急車輛通過時，按開關K2可以控制系統(tǒng)能禁止普通車輛通行，即A、B道均為紅燈。4．綠燈轉(zhuǎn)換成紅燈時黃燈亮一秒鐘。 以上的各種要求我都已經(jīng)完成（在上個學期），后來因有時間重做了，有了充分的時間思考程序的改進工作，我就又加上了時間調(diào)整模塊，加上了三個鍵，一個時間調(diào)整切換鍵、一個加一鍵還有一個減一鍵。能夠方便的進行時間的調(diào)整，顯示多長的計時時間都可以。一來有更高的實用性，二來又鍛煉了自己英勇單片機的能力。 新加的有三個鍵，那就是KKK5。當K3第一次按下式，系統(tǒng)置于調(diào)時狀態(tài)，這是可以調(diào)整南北紅東西綠的時間，第二次按下時可以調(diào)整東西紅南北綠的時間，第三次按下時，就推出了調(diào)時模塊了。 目錄1概述 3 3 3 42系統(tǒng)總體方案及硬件設計 6 系統(tǒng)總體方案 6 6 7 8 8 9 10 113軟件設計 13 13 15 16 164 PROTEUS仿真 17 17 185課程設計體會 19參考文獻 19附1：程序原代碼 20附2：系統(tǒng)原理圖 301概述本次設計主要是利用單片機制作一個交通燈控制系統(tǒng)并由此加深我們對單片機的各種模塊的理解和應用能力。比如這次設計就用到了單片機的數(shù)碼管顯示模塊，鍵掃描模塊，單片機的中斷服務系統(tǒng)（包括定時器中斷合外部中斷），四個并行I/O口的輸入/輸出功能等。而要想靈活的應用這些這些功能，不僅要對軟件要有一定的理解能力，還有對硬件有一定的了解。首先說說單片機。單片機實際上是微型計算機的一種，自從它問世以來，人們對它不斷地改進，應用在現(xiàn)代化社會的各個方面。單片機有體積?。畠r格低廉，開發(fā)較為容易，可根據(jù)需要制作成各種智能控制器以代替人工操作，實現(xiàn)自動化和智能化。單片機實際上是小型簡單化的個人計算機(Pc)，它由這樣幾個部分構(gòu)成：CPU(進行運算和控制)、RAM(進行數(shù)據(jù)存儲)、ROM(進行程序存儲)、輸入/輸出設備(例如串行口、并行口等)。在個人計算機上，這些部分被分成若干塊芯片，安裝在一個稱之為主板的印刷線路板上。而在單片機，這邊部分(甚至還有A/D利D/A等)，全部被集成到一塊電路芯片中了所以就稱為為單片機。器節(jié)后框圖如下1所示： 圖1 單片機（MicroController Unit，MCU）是一種能進行數(shù)學和邏輯運算，根據(jù)不同使用對象完成不同控制任務的面向控制而設計的集成電路。由intel公司發(fā)明，后來把核心技術(shù)轉(zhuǎn)讓給了世界上的許多小公司。在我國流行的是ATMEL公司的89C589C589S51等，它們都是SISC（復雜指令集單片機）的結(jié)構(gòu)。AVR是atmel公司生產(chǎn)的8位單片機，采用RISC（精簡指令集單片機）的結(jié)構(gòu)，而PIC是microchip公司的產(chǎn)品。80年代，世界各大公司均競相研制出品種多功能強的單片機，約有幾十個系列，300多個品種，此時的單片機均屬于真正的單片化，大多集成了CPU、RAM、ROM、數(shù)目繁多的I/O接口、多種中斷系統(tǒng)，甚至還有一些帶A/D轉(zhuǎn)換器的單片機，功能越來越強大，RAM和ROM的容量也越來越大，尋址空間甚至可達64kB，可以說，單片機發(fā)展到了一個全新階段，應用領域更廣泛，許多家用電器均走向利用單片機控制的智能化發(fā)展道路。九十年代以后，單片機獲得了飛速的發(fā)展，世界各大半導體公司相繼開發(fā)了功能更為強大的單片機。美國Microchip公司發(fā)布了一種完全不兼容MCS51的新一代PIC系列單片機，引起了業(yè)界的廣泛關注，特別它的產(chǎn)品只有33條精簡指令集吸引了不少用戶，使人們從INTEL的111條復雜指令集中走出來。PIC單片機獲得了快速的發(fā)展，在業(yè)界中占有一席之地?，F(xiàn)在可以說單片機是百花齊放，百家爭鳴的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補，為單片機的應用提供廣闊的天地。 縱觀單片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢，大致有：低功耗COMS化，微型單片化，主流化和多樣化。單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇：單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。例如精密的測量設備（功率計，示波器，各種分析儀）。用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等?？梢赃@樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備，五花八門，無所不在?，F(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡和通信設備間的應用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。單片機在醫(yī)用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲診斷設備及病床呼叫系統(tǒng)等等。此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。3由單片機控制的交通燈 鎖著現(xiàn)代社會的發(fā)展，和交通設施的日益健全，對交通的維持交通秩序的功能有了越來越高的要求，要求交通燈必須有一定的反饋能力，和時間計時能力。本設計是用單片機控制交通燈的亮滅，并用數(shù)碼管顯示交通燈的亮滅時間，通過PP3口的輸入/輸出功能設計鍵掃描程序，利用鍵盤來模擬不同的外部情況，進行相應的控制，完成交通燈的不同亮滅狀態(tài)的轉(zhuǎn)變和進行調(diào)時。 2系統(tǒng)總體方案及硬件設計 系統(tǒng)總體方案單片機控制交通燈系統(tǒng)總共可分為四個環(huán)節(jié)，分別是單片機控制系統(tǒng)、時間顯示模塊、控制鍵盤塊和交通燈閃爍模塊。通過這四個模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應的交通燈控制和顯示功能。這四個模塊的相互連接如下圖2所示： 圖2這次設計用到了AT89C52單片機（如圖3），AT89C52系列單片機是由Atmel公司生產(chǎn)，而這家公司得到了Intel公司MCS51系列單片機內(nèi)核生產(chǎn)授權(quán)，所以，它與MCS51系列單片機指令兼容，同時它的內(nèi)部包含有用作程序存儲器的4KB的基于FLASH技術(shù)的只讀存儲器。采用這款芯片及克服了采用8031需要添加外部外部程序存儲器導致電路復雜的缺點，又克服了采用8751導致電路制作成本高的缺點。AT89C52單片機芯片具有以下特性：1）指令集合芯片引腳與