【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。 課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于 PROTUES 提供了實(shí)驗(yàn)室無法相比的大量的元器件庫(kù)，提 供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái) 。 隨著科技的發(fā)展，“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計(jì)部門重要的前期設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過程的統(tǒng)一的特點(diǎn)。可使設(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信在單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用中 PROTUES 也能茯得愈來愈廣泛的應(yīng)用。 IV 工作原理 采用單片機(jī)的 I/O 口 P1 口直接和交通燈連接，控制程序放在 AT89C51 單片機(jī)的 ROM 中，在十字路口的紅、黃、綠交通燈中， A 道 上的兩組同色燈蟬聯(lián)在一起， B 道的兩組同色燈也彼此互聯(lián)，受單片機(jī) 的控制，由于交通燈是共陽(yáng)級(jí)連接且與電源相連，因此 I/O 口輸出低電平時(shí)，與之相連的相應(yīng)指示燈會(huì)亮， I/O 口輸出高電平時(shí)，相應(yīng)的指示燈會(huì)滅。遇到特殊情況時(shí)，由人工控制信號(hào)以中斷方式輸入單片機(jī)，無特殊情況時(shí)，中斷引腳 INT1 為高電平，不產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，單片機(jī)執(zhí)行主程序，有特殊情況的時(shí)候，中斷引腳采用人工方法接地為低電平，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，單片機(jī)執(zhí)行中斷服務(wù)程序，處理特殊情況，處理完以后，中斷引腳變?yōu)楦唠娖?，按?fù)位鍵返回，繼續(xù)執(zhí)行主程序 實(shí)現(xiàn)過程 選取元器件 一枚 AT89C51 單片機(jī) 一枚 74LS244 芯片 9 個(gè) led 指示燈 2 個(gè)數(shù)字顯示管 ，進(jìn)行大致位置的排布。 在設(shè)計(jì)中利用軟件程序延時(shí)的方法來控制紅（綠）的亮的時(shí)間 。利用 P1 口的 作為紅綠燈控制端口。 ~ 及 ~ 分別控制兩個(gè)倒計(jì)時(shí)顯示。 P1 和 P0、 P2 口分別連接紅綠燈以及兩個(gè) LED 數(shù)字顯示管，控制紅綠燈以及倒計(jì)時(shí)的讀秒顯示。 74LS244 芯片 74LS244 為 3 態(tài) 8 位緩沖器，一 般用作總線驅(qū)動(dòng)器。 74LS244 沒有鎖存的功能。地址鎖存器就是一個(gè)暫存器，它根據(jù)控制信號(hào)的狀態(tài)，將總線上地址代碼暫存起來。 8086/8088 數(shù)據(jù)和地址總線采用分時(shí)復(fù)用操作方法，即用同一總線既傳輸數(shù)據(jù)又傳輸?shù)刂贰? V 圖 2 74LS244 數(shù)碼管顯示模塊 通過點(diǎn)亮不同的段碼顯示不同是數(shù)字。 圖 3 數(shù)碼顯示模塊 系統(tǒng)連線 VI 找到元件后，畫出布線圖，畫圖時(shí)注意連線是否 合理及 準(zhǔn)確。 如圖： 圖 5 交通燈接線圖 protues 電路功能仿真 ： 在 PROTUES 繪制好原理圖 后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件，可以在 PROTUES的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。 PROTUES 不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。 課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于 PROTUES 提供了實(shí)驗(yàn)室無法相比的大量的元器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、 VII 創(chuàng)造精神的平臺(tái) 隨著科技的發(fā)展，“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計(jì)部門重要的前期設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過程的統(tǒng)一的特點(diǎn)。可使設(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。 運(yùn)行狀 態(tài) ： 每個(gè)方向有三盞燈，分別為紅、黃、綠，配以紅、黃、綠三組時(shí)間倒計(jì)時(shí)顯示。一個(gè)方向綠燈、黃燈亮?xí)r，另一個(gè)方向紅燈亮。東西綠燈南北紅燈，數(shù)字顯示開始倒計(jì)時(shí)， 30 秒后東西綠燈變?yōu)辄S燈 閃爍 5 秒后東西變成紅燈，南北變?yōu)榫G燈 ，倒計(jì)時(shí) 20 秒后南北綠燈變?yōu)辄S燈閃爍 5 秒后南北變?yōu)榧t燈，東西變?yōu)榫G燈 。每盞燈順序點(diǎn)亮，循環(huán)往復(fù)，每個(gè)方向順序?yàn)榫G燈、黃燈、紅燈。交通燈的運(yùn)行狀態(tài)共有四種，分別為：東西方向綠燈亮、東西方向黃燈亮、南北方向綠燈亮和南北方向黃燈亮。在東西方向綠燈和黃燈亮?xí)r，南北方向紅燈亮，并且紅燈得倒計(jì)初始值為綠燈的倒計(jì)初始值和黃燈倒計(jì)初始值之和。 交通控制功能，按照時(shí)序循環(huán)執(zhí)行，通過控制發(fā)光二極管的熄亮及時(shí)間顯示 。 由于考慮到會(huì)有突發(fā)情況的發(fā)生，特意設(shè)置了緊 急停車按鈕，以及僅東西通行和僅南北通行按鈕。以便應(yīng)對(duì)各種情況的需要。 圖 6 交通燈運(yùn)行狀態(tài) 交通燈 運(yùn)行 流程圖： VIII 圖 7 交通燈運(yùn)行流程圖 東西綠燈，南北紅燈 延時(shí) 30 秒 東西綠燈變?yōu)辄S燈閃爍 5 次，南北紅燈，延時(shí) 5 秒 東西紅燈，南北綠燈 延時(shí) 20 秒 南北綠燈變?yōu)辄S燈閃爍 5 次，東西紅燈，延時(shí) 5 秒 Ret＼ End IX 本系統(tǒng)利用單片機(jī)的 P0 口來驅(qū)動(dòng)和控制各種信號(hào)燈的燃亮和燃亮?xí)r間， P1口驅(qū)動(dòng)和控制各種信號(hào)燈的燃亮和燃亮?xí)r間的編碼表如下： 表 2 P1 口的信號(hào)燈編碼表 交通信號(hào)燈狀態(tài) 東西方向 南北方向 紅 黃 綠 紅 黃 綠 東西綠燈南北紅燈 0 1 1 1 1 0 東西黃燈南北紅燈 0 1 1 1 0 1 東西紅燈南北綠燈 1 1 0 0 1 1 東西紅燈南北黃燈 1 0 1 0 1 1 測(cè)試 在交通燈單片機(jī)程序初步編完之后， 軟件調(diào)試主要是利用 proteus 仿真軟件完成電路的搭建 ，同時(shí)對(duì)程序進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹? 該設(shè)計(jì)在仿真及調(diào)試過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （ 1） .單片機(jī)時(shí)間基準(zhǔn)振蕩電路中振蕩晶體頻率的選擇必須要和程序中的時(shí)間基準(zhǔn)相一致。 （ 2） .由于單片機(jī)處理數(shù)據(jù)過程中要響應(yīng)中斷等原因，而中斷服務(wù)程序所花費(fèi)的時(shí)間必須在中斷返回后在計(jì)時(shí)單元中扣除掉 ，否則精確度會(huì)變差。 （ 3） .在仿真調(diào)試中調(diào)試數(shù)碼管的發(fā)光時(shí)間時(shí)，需要反復(fù)修改程序中的給定的時(shí)間，直到整體上的顯示效果較好，不會(huì)有閃爍的現(xiàn)象產(chǎn)生。 （ 4） .最終結(jié)果如預(yù)期效果一樣。 X 5. 總結(jié) 對(duì)于交通燈這個(gè)題目，由于以前學(xué)單片機(jī)這個(gè)課程時(shí)，做過類似相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，覺得這個(gè)比較簡(jiǎn)單而且做出的東西也比較直觀，在確定題目之后，查閱了大量的資料，初步完成了電路設(shè)計(jì)方案。 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 。這個(gè)設(shè)計(jì)的一 些內(nèi)容是在網(wǎng)上找的，自己做了一些的改動(dòng)，在上網(wǎng)找資料的同時(shí)也學(xué)到了許多東西，找到了很多學(xué)習(xí)單片機(jī)的網(wǎng)站，里面的內(nèi)容都比較適合我們初學(xué)者去學(xué)，有些網(wǎng)站還專門介紹這種單片機(jī)的類型 .用法 .功能等等 。其實(shí)我們平時(shí)不懂就應(yīng)該自己去學(xué)習(xí)去弄明白，通過這個(gè)課程設(shè)計(jì)， 我發(fā)現(xiàn)，原來小小的一片單片機(jī)有這么強(qiáng)大的功能，能應(yīng)用于各種領(lǐng)域。我應(yīng)該在自己以后的學(xué)習(xí)中，不僅要有刻苦努力，要有鉆研精神，還要有創(chuàng)新，對(duì)自己感興趣的一定要用心去學(xué)。 通過這次課設(shè)，對(duì)以前學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行了鞏固，加深了理解，提高了應(yīng)用的能力，而且提高了我們的發(fā)現(xiàn)、分 析、解決問題的能力。經(jīng)歷了從最初的設(shè)計(jì)到最后做出產(chǎn)品的開發(fā)過程，提高了對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)及興趣，對(duì)于我們工科來說，對(duì)以后就業(yè)有及其重大的影響。 尤其是當(dāng)感覺到自己做出來的東西還真是有那么點(diǎn)用的，還是很有自豪感的。 在設(shè)計(jì)的過程中我 還得到了老師的幫助與意見。在學(xué)習(xí)的過程中，不是每一個(gè)問題都能自己解決，向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法 。 總之， 在即將畢業(yè)之際再次感謝這個(gè)學(xué)校的一切 。 XI 參考文獻(xiàn) [1]張齊 朱西寧：《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) 基于 C51的 Proteus仿真》 電子工業(yè)出版社。 [2]李朝青：《單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第三版）》北京航空航天大學(xué)出版社。 [3]何立民：《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全》北京航空航天大學(xué)出版社。 [4]余錫存 曹國(guó)華：《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》西安電子科技大學(xué)出版社。 [5]郭天祥：《新概念 51單片機(jī) C語言教程 — 入門 、 提高 、 開發(fā) 、 拓展全攻略》。 XII 附錄 程序代碼 include define uint unsigned int define uchar unsigned char uchar code a[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 //段碼組合 ,共陰極 uchar code b[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}。 //位碼組合 低有效 uchar code c[6]={0x78,0xb8,0xcc,0xd4,0xf8,0xdc}。 //************************************************************************************* sbit P3_4=P3^4。 sbit P3_5=P3^5。 sbit P3_6=P3^6。 sbit P3_7=P3^7。 uchar m=30,n=35,k=0,t=0,y=0,j,x,y。 void delay(uchar t)。 void scankey(void)。 //中斷程序 void inrupt(void) { TMOD=0x01。 TH0=0x3c。 TL0=0xb0。 ET0=1。 TR0=1。 EA=1。 } //中斷處理程序 void key() { ET0=0。TR0=0。EA=0。 if(j==1)P1=0xd8。 else if(x==1)P1=c[0]。 else if(y==1)P1=c[2]。 P0=a[0]。 for(。) XIII { P2=0xfe。 delay(20)。 P2=0xfd。 delay(20)。 P2=0xfb。 delay(20)。 P2=0xf7。 delay(20)。 scankey()。 if(j==2) { ET0=1。TR0=1。EA=1。j=0。 break。 } else if(x==2) { ET0=1。TR0=1。EA=1。x=0。 break。 } else if(y==2) { ET0=1。TR0=1。EA=1。y=0。 break。 } } } void time1(void) interrupt 1 { TH0=0x3c。 TL0=0xb0。 t++。 if(t=20) { m,n。t=0。 if(m==0||n==0) XIV { k++。 if(k3) k=0。 switch(k) { case 0:m=30,n=35。break。 case 1:m=5。break。 case 2:m=25,n=20。break。 case 3:n=5。break。 } } } } void delay(uchar t) //延時(shí) *n 毫秒 0 { uchar i。 do { for(i=0。i23。i++) 。 } while(t)。 } void main(void) { P3_4=1。 P3_6=1。 P3_7=1。 inrupt()。 P1=c[k]。 while(1) { if(t=10) XV { if(k==1)P1=c[4]。 else if(k==3) P1=c[5]。 else P1=c[k]。 }