【導(dǎo)讀】學(xué)生姓名…………指導(dǎo)老師…………學(xué)號………………交通事故有明顯效果。交通燈控制系統(tǒng)由STC90C58AD單片機，鍵盤，LED顯示，交。系統(tǒng)除具有基本交通燈功能外，還具有時間設(shè)置，LED顯示功能，使交通實現(xiàn)有效控制,從而提高交通燈控制系統(tǒng)的總體能力和綜合應(yīng)用能力。燈的使用從某種程度上也反映了一個城市的文明程度，和經(jīng)濟實力，以及綜合實力。

　　

【正文】 的復(fù)位電路如圖 所示： 基于 51 單片機的交通燈控制 25 圖 常用復(fù)位電路圖 4. 輸入輸出引腳 (1) P0 端口 [] P0 是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口，端口置 1（對端口寫 1）時作高阻抗輸入端。作為輸出口時能驅(qū)動 8 個 TTL。 對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收指令字節(jié) 。校驗程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。 在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口是分時轉(zhuǎn)換的地址 (低 8 位 )/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。 (2) P1 端口 [－ ] P1 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時可驅(qū)動 4 個 TTL。端口置 1 時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 對內(nèi)部 Flash 程序存儲器 編程時，接收低 8 位地址信息。 (3) P2 端口 [－ ] P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時可驅(qū)動 4 個 TTL。端口置 1 時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收高 8 位地址和控制信息。在訪問外部程序和 16位外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口送出高 8 位地址。而在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。 (4) P3 端口 [－ ] P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時可驅(qū)動 4 個 TTL。端口置 1 時，內(nèi)部 上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接控制信息。除此之外 P3 端口還用于一些專基于 51 單片機的交通燈控制 26 門功能，具體 見 表 。 表 P3 端口功能表 P3引腳 兼用功能 串行通訊輸入（ RXD） 串行通訊輸出（ TXD） 外部中斷 0（ INT0） 外部中斷 1（ INT1） 定時器 0輸入 (T0) 定時器 1輸入 (T1) 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 /WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 /RD LED 顯示電路 顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管 LED 顯示器、液晶 LCD顯示器、 CRT 顯示器等。 LED 顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一，如 圖 所示。 圖 LED 顯示器圖 發(fā)光二極管（ LED）由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨使用，也可以組裝成分段式或點陣式 LED 顯示器件（半導(dǎo)體顯示器）。分段式顯示器（ LED 數(shù)碼管）由 7 條線段圍成 8 字型，每一段包含一個發(fā)光二極管 。外加正向電壓時二極管導(dǎo)通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示基于 51 單片機的交通燈控制 27 各種字形或符號。 LED 數(shù)碼管有共陽、共陰之分。圖 是共陽式、共陰式 LED數(shù)碼管的原理圖和符號 。 圖 共陽式數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號圖 基于 51 單片機的交通燈控制 28 4 軟件結(jié)構(gòu)及說明 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)流程圖如圖 所示 ： 圖 系統(tǒng)流程圖 定時器原理 定時器工作 的基本原理其實就是給初值，讓它不斷加 1 直至減完為模值，這個初值是送到 TH 和 TL 中的。它是以加法記數(shù)的，并能從全 1 到全 0 時自動產(chǎn)生溢出中斷請求。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值，即所要求的計數(shù)值設(shè)定為 C，把計數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計算通式： 開始 設(shè)置中斷工作方式、觸發(fā)方式、初始化 是否有中斷 運行過程 執(zhí)行中斷 Y N 中斷返回 基于 51 單片機的交通燈控制 29 TC=MC （ ） 式中， M 為計數(shù)器模值。計數(shù)值并不是目的，目的是時間值，設(shè)計 1 次的時間，即定時器計數(shù)脈沖的周期為 T0，它是單片機系統(tǒng)主 頻周期的 12 倍，設(shè)要求的時間值為 T，則有 C=T/T0。計算通式變?yōu)椋? T=（ M－ TC） T0 （ ） 模值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式 0 時 M 為 8192；在方式 1 時 M 的值為65536；在方式 2 和 3 為 256。就此可以算出各種方式的最大延時。如單片機的主脈沖頻率為 12MHZ，經(jīng)過 12 分頻后，若采用方式０最大延時只有 毫秒，采用方式１最大延時也只有 毫秒。這就是為什么掃描周期為 50ms 的原因， 若 使用軟件則會耽擱程序流程，顯然不可行。相反，時間計時方面卻不可能只用計數(shù)器，因為顯然１秒鐘已經(jīng)超過了計數(shù)器的最大定時間，所以我們還必須采用定時器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個問題。 軟件定時原理 MCS51 的工作頻率為 12MHZ，機器周期與主頻有關(guān)，機器周期是主頻的 12倍，所以一個機器周期的時間為 12*（ 1/12MHZ） =1us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定 1 秒的時間，但同時由于單片機的運行速度很快其他的指令執(zhí)行時間可以忽略不計。 硬件定時原理 本系統(tǒng)主要使用了外部中斷，中斷信號有引腳 INT0 和 INT1 輸入，低電平有效，CPU 每個時鐘周期都會檢測 INT0 和 INT1 上的信號， AT89C51 允許外部中斷以電平方式或負邊沿方式兩種中斷方式輸入中斷請求信號，可由用戶通過設(shè)置 TCON 中IT0 和 IT1 位的狀態(tài)來實現(xiàn)。以 IT0 為例， IT0=0，為電平觸發(fā)方式， IT0=1，為負邊沿觸發(fā)方式，本設(shè)計采用電平方式， IE0 為其中斷標(biāo)志位，有中斷信號則置位，中斷服務(wù)子程序響應(yīng)后， IE0 自動清零。 IE 中的 EA 為允許中斷的總控制位，為 1開啟， EX0 為外部中斷允許控制位，為 1 開 啟。 在優(yōu)先級的允許下，一旦有外部中斷信號產(chǎn)生，單片機 CPU 首先保護斷點，PC 值進棧，然后執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，執(zhí)行完后，用 RETI 指令返回，此時CPU 會從堆棧中取保存的斷點地址，送回 PC，程序再正常執(zhí)行。 基于 51 單片機的交通燈控制 30 程序設(shè)計模塊 數(shù)碼管顯示子程序 流程圖 如圖 所示 ： 圖 數(shù)碼管顯示子程序流程圖 T0 中斷子程序 流程圖 T0 中斷子程序流程圖 如圖 所示： 基于 51 單片機的交通燈控制 31 圖 T0 中斷子程序流程圖如圖 INT0 中斷子程序 流程圖 緊急狀態(tài)按鍵連接到外部中斷引腳 ，即 INT0 捕獲到一個低電平，則進入該中斷進行相關(guān)處理。 INT0 中斷子程序流程圖如圖 所示： 圖 INT0 中斷子程序流程圖 定時計數(shù)初值 50ms 計數(shù) (count)加 1 判斷 1S(count=20?)到否 count 清 0 Time_SN。Time_EW 恢復(fù)現(xiàn)場 中斷返回 N Y 基于 51 單片機的交通燈控制 32 5 調(diào)試與功能說明 調(diào)試與 分析 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試包括硬件和軟件兩部分，但是他們并不能完全分開。一般的方法是排除明顯的硬件故障，再進行綜合調(diào)試，排除可能的軟 /硬件故障。 硬件調(diào)試 拿到電路板后，首先要檢查加工質(zhì)量，并確保沒有任何方面的錯誤，如短路和斷路，尤其要避免電源短路；元器件在安裝前要逐一檢查，用萬用表測其數(shù)值，看是否與 所用相同；完成焊接后，應(yīng)先空載上電（芯片座上不插芯片），并檢查各引腳的電位是否正確。若一切正常，方可在斷電的情況下將芯片插入，再次檢查各引腳的電位及其邏輯關(guān)系。將萬用表的探針放到單片機接電源的引腳上檢測一下，看是否符合要求。 軟件調(diào)試問題及解決 軟件程序的調(diào)試一般可以將重點放在分模塊調(diào)試上，統(tǒng)調(diào)是最后一環(huán)。軟件調(diào)試可以采取離線調(diào)試和在線調(diào)試兩種方式。前者不需要硬件仿真器，可借助于軟件仿真器即可；后者一般需要仿真系統(tǒng)的支持。本次課題， Keil 軟件來調(diào)試程序，通過各個模塊程序的單步或跟蹤調(diào)試，使程序逐漸趨于正確 ，最后統(tǒng)調(diào)程序。 仿真部分采用 protus 6 professional 軟件，此軟件功能強大且操作較為簡單，可以很容易的實現(xiàn)各種系統(tǒng)的仿真。 首先打開 protus 6 professional 軟件，在元件庫中找到要選用的所有元件，然后進行原理圖的繪制；繪制好后再選擇 wave6000 已經(jīng)編譯好的 *.hex 文件，選擇運行，觀察顯示結(jié)果，根據(jù)顯示的結(jié)果和課題的要求再修改程序，再運行查，直到滿足要求。 調(diào)試故障分析 1. 上電后數(shù)碼管不顯示， LED 燈也不點亮 。 檢查交通燈模組的驅(qū)動板電源指示燈是否點亮，如 果沒有點亮，切斷電源，檢查是否正負極接反。 2. 驅(qū)動板電源指示燈亮，可是數(shù)碼管和發(fā)光二極管顯示不正常，或者發(fā)光二極基于 51 單片機的交通燈控制 33 管變化顯示，數(shù)碼管顯示亂七八糟。 可能由兩種情況造成：第一，交通燈模組和 61 板連接不正確，注意 61 板和交通燈模組驅(qū)動板的連接順序是 J5 接 J J6 接 J J7 接 J7；第二， LED 板和驅(qū)動板的插接不正確，注意 LED 板不要插反。 3. 數(shù)碼管和發(fā)光二極管的亮度很暗，不明顯。 首先確認 61 板的 J5 是否選擇了 5V，如果選擇，可能是電池盒供電不足，換新電池或者 5V 的穩(wěn)壓源即可解決。 統(tǒng)除了用作交通燈之外，還有 其它 的用處 。 答 :除了用作交通燈之外，還可以當(dāng)作普通的數(shù)碼管和 LED 燈使用，不過一般使用 LED 燈或者數(shù)碼管時，建議使用 LED 鍵盤模組即可，因為交通燈模組比較龐大，使用時不一定比 LED 鍵盤模組方便。 基于 51 單片機的交通燈控制 34 6 結(jié)束語 全文總結(jié) 通過這 次 畢業(yè)設(shè)計 ，讓 我受益匪淺，也讓我了解和掌握了一些編程思想和對 I/O口的使用和應(yīng)用的條件的思考，對單片機的各個管腳功能的理解和掌握。實現(xiàn)了軟件和硬件的有效結(jié)合，缺一不可。設(shè)計讓我把單片機的理論知識用在實踐中，實現(xiàn)了理論和 實踐相結(jié)合，從中更懂得理論的是實踐的基礎(chǔ)，實踐有能檢驗理論的正確性，更激發(fā)了我對專業(yè)知識的渴求，這些對我以后參加工作或者繼續(xù)學(xué)習(xí)都會有很大的幫助和影響。 這次 畢業(yè) 設(shè)計也讓我學(xué)會了撰寫論文，懂得了論文的要素，這些對于我在以后寫畢業(yè)設(shè)計論文有很大的幫助，并且在我將來的工作中也會有很多益處。在撰寫論文中，也使我在單片機的基本原理、單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。 而作為一位學(xué)生，在對交通燈的設(shè)計中，因知識和經(jīng)驗的不足，只能通 過模仿其它的編程思路，再加上一些自己的思想去完成這個設(shè)計，因此在各個方面都會有一些不足，敬請指正。但我會在以后的學(xué)習(xí)中逐漸去完善、鞏固我的單片機知識。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計，增強了我們的動手能力，并使我們更好地了解了交通燈的原理， 經(jīng)過課題研究，我在選題、查閱資料、分析原理、故障處理以及畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書寫等方面，得到了系統(tǒng)的鍛煉。我對電子產(chǎn)品的開發(fā)持有濃厚的興趣，通過這次畢業(yè)設(shè)計也使我學(xué)到了很多電路知識、電腦知識以及相關(guān)軟件的知識，通過畢業(yè)設(shè)計這個過程，鞏固了我的理論知識，并提高了我理論知識運用到實際項目中的 能力。 工作展望 通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我對自己的動手能力有了信心。面臨就業(yè)，我將充分發(fā)揮我的主觀能動性和在學(xué)校學(xué)到的一切知識。為母校添光加瓦，為自己的前程奮斗！這次畢業(yè)設(shè)計的順利進行，我深刻明白了理論知識與社會實踐相結(jié)合的道理，從 中得到了以前書本知識所不曾得到的知識。更加明白了如今信息時代電子技能知識的基于 51 單片機的交通燈控制 35 重要性。增強了我對實際工藝技術(shù)、電子技術(shù)和設(shè)備技術(shù)等方面的認識，掌握了分析處理方法，調(diào)試、計算等基本技能的訓(xùn)練，具有一定程度的實際工作能力。 面對如此激烈的市場競爭體系，只有努力掌握好電子技能知識 方 可在競爭中立于不敗之地，我對從事電子產(chǎn)品的開發(fā)和研究充滿了興趣。本次畢業(yè)設(shè)計是我的電子研發(fā)之路的良好開端。我會以此為契機，在日后的工作中深入學(xué)習(xí)、加深研究，在實際工作中創(chuàng)造自己的價值。 基于 51 單片機的交通燈控制 36 致 謝 經(jīng)過近段時間的忙碌和工作 ， 本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲 ， 作為一個 本 科生的畢業(yè)設(shè)計 ， 由于經(jīng)驗的匱乏 ， 難免有許多考慮不周全的地方 ， 如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo) ， 以及一起工作的同學(xué)們的支持 ， 想要完成這個設(shè)計是難以想象的 ， 在這里首先要感謝我的