【導(dǎo)讀】學(xué)生姓名…………指導(dǎo)老師…………學(xué)號(hào)………………交通事故有明顯效果。交通燈控制系統(tǒng)由STC90C58AD單片機(jī)，鍵盤(pán)，LED顯示，交。系統(tǒng)除具有基本交通燈功能外，還具有時(shí)間設(shè)置，LED顯示功能，使交通實(shí)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(gè)城市的文明程度，和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，以及綜合實(shí)力。

　　

【正文】 的復(fù)位電路如圖 所示： 基于 51 單片機(jī)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(gè) 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 端口，端口置 1（對(duì)端口寫(xiě) 1）時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL。 對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收指令字節(jié) 。校驗(yàn)程序時(shí)輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。 在訪問(wèn)外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址 (低 8 位 )/數(shù)據(jù)總線，訪問(wèn)期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。 (2) P1 端口 [－ ] P1 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。端口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器 編程時(shí)，接收低 8 位地址信息。 (3) P2 端口 [－ ] P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。端口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高 8 位地址和控制信息。在訪問(wèn)外部程序和 16位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高 8 位地址。而在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會(huì)改變。 (4) P3 端口 [－ ] P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。端口置 1 時(shí)，內(nèi)部 上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接控制信息。除此之外 P3 端口還用于一些專基于 51 單片機(jī)的交通燈控制 26 門(mén)功能，具體 見(jiàn) 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(shí)器 0輸入 (T0) 定時(shí)器 1輸入 (T1) 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 /WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)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(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)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(dú)使用，也可以組裝成分段式或點(diǎn)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(gè)發(fā)光二極管 。外加正向電壓時(shí)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(jī)的交通燈控制 27 各種字形或符號(hào)。 LED 數(shù)碼管有共陽(yáng)、共陰之分。圖 是共陽(yáng)式、共陰式 LED數(shù)碼管的原理圖和符號(hào) 。 圖 共陽(yáng)式數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號(hào)圖 基于 51 單片機(jī)的交通燈控制 28 4 軟件結(jié)構(gòu)及說(shuō)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(shí)器原理 定時(shí)器工作 的基本原理其實(shí)就是給初值，讓它不斷加 1 直至減完為模值，這個(gè)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(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值，即所要求的計(jì)數(shù)值設(shè)定為 C，把計(jì)數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計(jì)算通式： 開(kāi)始 設(shè)置中斷工作方式、觸發(fā)方式、初始化 是否有中斷 運(yùn)行過(guò)程 執(zhí)行中斷 Y N 中斷返回 基于 51 單片機(jī)的交通燈控制 29 TC=MC （ ） 式中， M 為計(jì)數(shù)器模值。計(jì)數(shù)值并不是目的，目的是時(shí)間值，設(shè)計(jì) 1 次的時(shí)間，即定時(shí)器計(jì)數(shù)脈沖的周期為 T0，它是單片機(jī)系統(tǒng)主 頻周期的 12 倍，設(shè)要求的時(shí)間值為 T，則有 C=T/T0。計(jì)算通式變?yōu)椋? T=（ M－ TC） T0 （ ） 模值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式 0 時(shí) M 為 8192；在方式 1 時(shí) 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(shí)。如單片機(jī)的主脈沖頻率為 12MHZ，經(jīng)過(guò) 12 分頻后，若采用方式０最大延時(shí)只有 毫秒，采用方式１最大延時(shí)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(huì)耽擱程序流程，顯然不可行。相反，時(shí)間計(jì)時(shí)方面卻不可能只用計(jì)數(shù)器，因?yàn)轱@然１秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們還必須采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題。 軟件定時(shí)原理 MCS51 的工作頻率為 12MHZ，機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的 12倍，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)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(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)確定 1 秒的時(shí)間，但同時(shí)由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指令執(zhí)行時(shí)間可以忽略不計(jì)。 硬件定時(shí)原理 本系統(tǒng)主要使用了外部中斷，中斷信號(hào)有引腳 INT0 和 INT1 輸入，低電平有效，CPU 每個(gè)時(shí)鐘周期都會(huì)檢測(cè) INT0 和 INT1 上的信號(hào)， AT89C51 允許外部中斷以電平方式或負(fù)邊沿方式兩種中斷方式輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)，可由用戶通過(guò)設(shè)置 TCON 中IT0 和 IT1 位的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。以 IT0 為例， IT0=0，為電平觸發(fā)方式， IT0=1，為負(fù)邊沿觸發(fā)方式，本設(shè)計(jì)采用電平方式， IE0 為其中斷標(biāo)志位，有中斷信號(hào)則置位，中斷服務(wù)子程序響應(yīng)后， IE0 自動(dòng)清零。 IE 中的 EA 為允許中斷的總控制位，為 1開(kāi)啟， EX0 為外部中斷允許控制位，為 1 開(kāi) 啟。 在優(yōu)先級(jí)的允許下，一旦有外部中斷信號(hào)產(chǎn)生，單片機(jī) CPU 首先保護(hù)斷點(diǎn)，PC 值進(jìn)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(shí)CPU 會(huì)從堆棧中取保存的斷點(diǎn)地址，送回 PC，程序再正常執(zhí)行。 基于 51 單片機(jī)的交通燈控制 30 程序設(shè)計(jì)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(jī)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(gè)低電平，則進(jìn)入該中斷進(jìn)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(shí)計(jì)數(shù)初值 50ms 計(jì)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(chǎng) 中斷返回 N Y 基于 51 單片機(jī)的交通燈控制 32 5 調(diào)試與功能說(shuō)明 調(diào)試與 分析 單片機(jī)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(kāi)。一般的方法是排除明顯的硬件故障，再進(jìn)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(méi)有任何方面的錯(cuò)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(wàn)用表測(cè)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(wàn)用表的探針?lè)诺絾纹瑱C(jī)接電源的引腳上檢測(cè)一下，看是否符合要求。 軟件調(diào)試問(wèn)題及解決 軟件程序的調(diào)試一般可以將重點(diǎn)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(lái)調(diào)試程序，通過(guò)各個(gè)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(qiáng)大且操作較為簡(jiǎn)單，可以很容易的實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)的仿真。 首先打開(kāi) protus 6 professional 軟件，在元件庫(kù)中找到要選用的所有元件，然后進(jìn)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(yùn)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(yùn)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(diǎn)亮 。 檢查交通燈模組的驅(qū)動(dòng)板電源指示燈是否點(diǎn)亮，如 果沒(méi)有點(diǎn)亮，切斷電源，檢查是否正負(fù)極接反。 2. 驅(qū)動(dòng)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(jī)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(dòng)板的連接順序是 J5 接 J J6 接 J J7 接 J7；第二， LED 板和驅(qū)動(dòng)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(rèn) 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(guò)一般使用 LED 燈或者數(shù)碼管時(shí)，建議使用 LED 鍵盤(pán)模組即可，因?yàn)榻煌裟＝M比較龐大，使用時(shí)不一定比 LED 鍵盤(pán)模組方便。 基于 51 單片機(jī)的交通燈控制 34 6 結(jié)束語(yǔ) 全文總結(jié) 通過(guò)這 次 畢業(yè)設(shè)計(jì) ，讓 我受益匪淺，也讓我了解和掌握了一些編程思想和對(duì) I/O口的使用和應(yīng)用的條件的思考，對(duì)單片機(jī)的各個(gè)管腳功能的理解和掌握。實(shí)現(xiàn)了軟件和硬件的有效結(jié)合，缺一不可。設(shè)計(jì)讓我把單片機(jī)的理論知識(shí)用在實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)了理論和 實(shí)踐相結(jié)合，從中更懂得理論的是實(shí)踐的基礎(chǔ)，實(shí)踐有能檢驗(yàn)理論的正確性，更激發(fā)了我對(duì)專業(yè)知識(shí)的渴求，這些對(duì)我以后參加工作或者繼續(xù)學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫助和影響。 這次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)也讓我學(xué)會(huì)了撰寫(xiě)論文，懂得了論文的要素，這些對(duì)于我在以后寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文有很大的幫助，并且在我將來(lái)的工作中也會(huì)有很多益處。在撰寫(xiě)論文中，也使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)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(duì)交通燈的設(shè)計(jì)中，因知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的不足，只能通 過(guò)模仿其它的編程思路，再加上一些自己的思想去完成這個(gè)設(shè)計(jì)，因此在各個(gè)方面都會(huì)有一些不足，敬請(qǐng)指正。但我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中逐漸去完善、鞏固我的單片機(jī)知識(shí)。 通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力，并使我們更好地了解了交通燈的原理， 經(jīng)過(guò)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(jì)任務(wù)書(shū)寫(xiě)等方面，得到了系統(tǒng)的鍛煉。我對(duì)電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)持有濃厚的興趣，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也使我學(xué)到了很多電路知識(shí)、電腦知識(shí)以及相關(guān)軟件的知識(shí)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)過(guò)程，鞏固了我的理論知識(shí)，并提高了我理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際項(xiàng)目中的 能力。 工作展望 通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)自己的動(dòng)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(dòng)性和在學(xué)校學(xué)到的一切知識(shí)。為母校添光加瓦，為自己的前程奮斗！這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行，我深刻明白了理論知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合的道理，從 中得到了以前書(shū)本知識(shí)所不曾得到的知識(shí)。更加明白了如今信息時(shí)代電子技能知識(shí)的基于 51 單片機(jī)的交通燈控制 35 重要性。增強(qiáng)了我對(duì)實(shí)際工藝技術(shù)、電子技術(shù)和設(shè)備技術(shù)等方面的認(rèn)識(shí)，掌握了分析處理方法，調(diào)試、計(jì)算等基本技能的訓(xùn)練，具有一定程度的實(shí)際工作能力。 面對(duì)如此激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)體系，只有努力掌握好電子技能知識(shí) 方 可在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，我對(duì)從事電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研究充滿了興趣。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我的電子研發(fā)之路的良好開(kāi)端。我會(huì)以此為契機(jī)，在日后的工作中深入學(xué)習(xí)、加深研究，在實(shí)際工作中創(chuàng)造自己的價(jià)值。 基于 51 單片機(jī)的交通燈控制 36 致 謝 經(jīng)過(guò)近段時(shí)間的忙碌和工作 ， 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲 ， 作為一個(gè) 本 科生的畢業(yè)設(shè)計(jì) ， 由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏 ， 難免有許多考慮不周全的地方 ， 如果沒(méi)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(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的 ， 在這里首先要感謝我的