第一篇：单片机控制交通灯的案例
单片机控制交通灯
AT89C51单片机及由Keil 软件编写单片机程序，并且通过Proteus仿真测试，设计一个交通灯系统，实现简单的交通灯的管理功能。在交通灯系统的管理中，用发光二极管模拟交通信号灯，用逻辑电平开关模拟控制开关。在交通繁忙时，交通信号灯控制系统应有手控开关，可人为地改变信号灯的状态，以缓解交通拥挤状况。
工作内容及最终成果：
十字路口的交通指挥信号灯控制要求如下：
（1）信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。（2）南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应关闭信号灯系统，并报警。
（3）南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。到20S时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。到2S时，东西黄灯熄，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。
（4）东西红灯亮维持30S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S，熄灭。同时南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。（5）周而复始。
ORG
0000H
LJMP START
ORG
0040H START:
MOV
SP,#60H
LCALL STATUS0;初始状态(都是红灯)CIRCLE:
LCALL STATUS1;南北绿灯,东西红灯
LCALL STATUS2;南北绿灯闪转黄灯,东西红灯
LCALL STATUS3;南北红灯,东西绿灯
LCALL STATUS4;南北红灯,东西绿灯闪转黄灯
LJMP CIRCLE STATUS0:
;南北红灯,东西红灯
MOV DPTR,#8300H
MOV A,#0FH
MOVX @DPTR,A
MOV R2,#10
;延时1秒
LCALL DELAY
RET STATUS1:
;南北绿灯,东西红灯
MOV DPTR,#08300H
MOV A,#96H
;南北绿灯,东西红灯
MOVX @DPTR,A
MOV R2,#200
;延时20秒
LCALL DELAY
RET STATUS2:
;南北绿灯闪转黄灯,东西红灯
MOV DPTR,#8300H
MOV R3,#03H
;绿灯闪3次 FLASH:
MOV A,#9FH
MOVX @DPTR,A
MOV R2,#03H
LCALL DELAY
MOV A,#96H
MOVX @DPTR,A
MOV R2,#03H
LCALL DELAY
DJNZ R3,FLASH
MOV A,#06H
;南北黄灯,东西红灯
MOVX @DPTR,A
MOV R2,#10
;延时1秒
LCALL DELAY
RET STATUS3:
;南北红灯,东西绿灯
MOV DPTR,#8300H
MOV A,#69H
MOVX @DPTR,A
MOV R2,#200
;延时20秒
LCALL DELAY
RET STATUS4:
;南北红灯,东西绿灯闪转黄灯
MOV DPTR,#8300H
MOV R3,#03H
;绿灯闪3次 FLASH1:
MOV A,#6FH
MOVX @DPTR,A
MOV R2,#03H
LCALL DELAY
MOV A,#69H
MOVX @DPTR,A
MOV R2,#03H
LCALL DELAY
DJNZ R3,FLASH1
MOV A,#09H
;南北红灯,东西黄灯
MOVX @DPTR,A
MOV R2,#10
;延时1秒
LCALL DELAY
NOP
RET DELAY:
;延时子程序
PUSH 2
PUSH 1
PUSH 0 DELAY1:
MOV 1,#00H DELAY2:
MOV 0,#0B2H
DJNZ 0,$
DJNZ 1,DELAY2;延时 100 mS
DJNZ 2,DELAY1
POP 0
POP 1
POP 2
RET
END
第二篇：基于51单片机的交通灯控制电路设计
交通灯
一、功能要求
要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道；黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。
二、电路图
说明：1)每一位数码管位选要分开，对应IO口参照程序中红色部分 2）图示数码管为共阳，没加驱动数码管显示较暗，建议加驱动
三、程序
//TrafficLight.c #include“reg52.h”
//IO口定义 sbit red_1 =P2^0;//南北方向 sbit red_2 =P2^3;//东西方向 sbit yellow_1 =P2^1;sbit yellow_2 =P2^4;sbit green_1 =P2^2;sbit green_2 =P2^5;sbit com1_1 =P3^6;//十位 南北方向 数码管位选 sbit com1_2 =P3^7;//个位 南北方向 sbit com2_1 =P3^4;//十位 东西方向 sbit com2_2 =P3^5;//个位 东西方向
//全局变量 char time=30;//倒计时
unsigned char num1=0,num2=0;//辅助计时 unsigned char flag1=0,flag2=0;//黄灯闪标志位 unsigned char shi1,shi2,ge1,ge2;//数码管十位个位
const unsigned char ledNum[] =
{// 0 1
A
b
c
d
E
F
不显示-o(18)H(19)h(20)C(21)0(22)n(23)0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xA7,0xA1,0x86,0x8e,0xFF,0xbf,0xa3,0x89,0x8b,0xc6,0xc0,0xab };//共阳数码管
//中断优先级别T0>T1，数码管显示中断间隔2ms，计时时间间隔50ms //计时要求比较精确，间隔长，不应该被打断，故中断优先级要高，使用T0 //数码管中断可以被打断，打断时间较短，不会影响显示，使用T1 //在交通灯中，计时和数码管显示一直进行，故定时器开启后不用停止 void InitInter(void){ TMOD=0x11;//设置定时器工作方式为16位计时器
TH0=(65535-45872)/256;//11.0592M晶振，50ms TL0=(65535-45872)%256;TH1=(65535-1835)/256;//11.0592M晶振，2ms TL1=(65535-1835)%256;EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=1;}
void Display(void){ static unsigned char i=1;
switch(i){ case 1:
com2_2=0;
P0=ledNum[shi1];
com1_1=1;
break;case 2:
com1_1=0;
P0=ledNum[ge1];
com1_2=1;
break;case 3:
com1_2=0;
P0=ledNum[shi2];
com2_1=1;
break;case 4:
com2_1=0;
P0=ledNum[ge2];
com2_2=1;
break;
default:;}
i++;if(i>4)i=1;}
//红灯可以直接变成绿灯，但绿灯必须先变成黄灯再变红灯 void main(void){ bit i=0;InitInter();
while(1){
red_1=0;//0为亮
red_2=1;
green_2=0;
time=30;
while(time>5)
{
shi1=time/10;
ge1=time%10;
shi2=(time-5)/10;
ge2=(time-5)%10;
}
green_2=1;
yellow_2=0;
flag2=1;
num2=0;
while(time>0)
{
shi1=time/10;
ge1=time%10;
shi2=time/10;
ge2=time%10;
}
flag2=0;
yellow_2=1;
red_2=0;
red_1=1;
green_1=0;
time=30;
while(time>5)
{
shi2=time/10;
ge2=time%10;
shi1=(time-5)/10;
ge1=(time-5)%10;
}
green_1=1;
yellow_1=0;
flag1=1;
num2=0;
while(time>0)
{
shi2=time/10;
ge2=time%10;
shi1=time/10;
ge1=time%10;
}
flag1=0;
yellow_1=1;
//red_1=0;
//green_2=0;} } void Timer_0(void)interrupt 1//计时 { TH0=(65535-45872)/256;TL0=(65535-45872)%256;num1++;if(num1>=20){
num1=0;
time--;
//if(time<0)time=30;
//处理time，显示方式
} if(flag1||flag2){
num2++;
if(num2>=10)
{
num2=0;
if(flag1)yellow_1=~yellow_1;
if(flag2)yellow_2=~yellow_2;
} } }
void Timer_1(void)interrupt 3 { TH1=(65535-1835)/256;//11.0592M晶振，2ms TL1=(65535-1835)%256;
Display();}
第三篇：基于单片机控制的交通灯设计系统
基于单片机控制的交通灯设计系统
班级：
姓名：
学号：
第一章 概述 1.设计内容
本系统需要采用AT89C51单片机AT89C5中心器件来设计交通灯控制器，实现以下功能: 1.1初始东西绿灯亮,南北红灯亮,东西方向通车。1.2黄灯闪烁后,东西路口红灯亮同时南北路口绿灯亮,南北方向开始通车。1.3延时27s，南北方向绿灯灭，黄灯闪烁3次，然后又切换成东西方向通车，如此重复。
设计交通灯控制系统硬件电路与软件控制程序，对硬件电路与软件程序分别进行调试，并进行软硬件联调，要求获得调试成功的仿真图。2.设计目的
2.1 了解交通灯管理的基本工作原理。2.2 熟悉AT89C51工作原理和应用编程。
2.3 熟悉AT89C51行接口的各种工作方式和应用。
2.4 熟悉AT89C51数器/定时器的工作方式和应用编程外部中断的方法。2.5 掌握多位LED显示问题的解决。3.设计原理
AT89C51片机具有控制二连体共阴极数码管和发光二极管的输出显示以及检测按键输入的功能。利用AT89C51片机模仿制作室外十字路口多功能交通灯，实现室内控制与室外显示的功能。合理控制交通繁忙,交通特殊情况和恢复交通正常的三种情况。
本设计用4个共阳极LED数码管的分别表示东、西、南、北四个方向路口，以数码管的上、中、下3个横段分别代表红、黄、绿3盏灯，用P0、P1口分别输出控制模拟交通灯的状态显示的数码管和倒计时显示数码管的状态码，P3^
1、P3^
2、P3^4-P3^7控制数码管的位选，P2^0-P2^4接收中断信号并反馈给INT0接口进行中断处理。
第二章 硬件设计
1.设计框图 如图2-1所示 此处要有文字说明
图2-1设计框图
2.元器件选择及其功能介绍
AT89C51是一种带4K字节LASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51片引脚图如下图2-2所示。
图2-2 AT89C51片引脚图
主要特性：
·与MCS-51 兼容
·4K字节可编程闪烁存储器 ·寿命：1000写/擦循环 ·数据保留时间：10年 ·全静态工作：0Hz-24MHz ·三级程序存储器锁定 ·128×8位内部RAM ·32可编程I/O线
·两个16位定时器/计数器,5个中断源 ·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路 3.设计原理图
硬件电路图通过Proteus 仿真之后如图2-3所示，其中： 按钮K0连接P2^0端口实现红灯全亮，处理交通意外 按钮K1连接P2^1端口实现南北方向亮灯时间+1s 按钮K2连接P2^2端口实现南北方向亮灯时间-1s 按钮K3连接P2^3端口实现东西方向亮灯时间+1s 按钮K4连接P2^4端口实现东西方向亮灯时间-1s
图2-3整体连接电路原理图
第三章 软件设计
1.各个程序段介绍 1.1数码管显示
void Display(uchar j)//j控制显示table中连续位的起始点 { char h,l;if(j<11)//根据状态判定时间
{
h=Time_EW/10;//EW通行时间十位
l=Time_EW%10;//EW通行时间个位
} else if(j<23){
h=Time_SN/10;//SN通行时间十位
l=Time_SN%10;//SN通行时间个位
} for(i=0;i<4;)//按位显示通行状况及时间
{
P0=table1[j];//通行状况显示
P3=tab[i];//位选显示
i++;
j++;
if(i%2)//两位计时显示
{
P1=table[l];
Delay(400);
}
else
{
P1=table[h];
Delay(400);
} } Delay(5);} 1.2 INT0外部中断服务程序
void EXINT0(void)interrupt 0//INT0外部中断 { EX0=0;//关中断
if(Busy_Button==0){
P0=0xFE;//意外按钮按下全显示红灯
for(;Busy_Button!=1;)//意外按钮弹起时恢复之前状态
Display(24);} /*四个时间控制按钮分别控制SN、EW方向初始通行时间加减，最长不超过s，最少不低于s*/ if(SN_Add==0)//SN+1 {
SN1+=1;
if(SN1>99)
SN1=99;} if(SN_Red==0)//SN-1 {
SN1-=1;
if(SN1<20)
SN1=20;} if(EW_Add==0)//EW+1 {
EW1+=1;
if(EW1>99)
EW1=99;} if(EW_Red==0)//EW-1 {
EW1-=1;
if(EW1<20)
EW1=20;} EX0=1;//开中断 } 1.3延时子程序
void Delay(uchar a)//循环a次 { uchar x;x=a;while(x--){;} } 2.程序
#define uchar unsigned char #include
uchar x;x=a;while(x--){;} } void Display(uchar j){ char h,l;if(j<11){
h=Time_EW/10;
l=Time_EW%10;} else if(j<23){
h=Time_SN/10;
l=Time_SN%10;} for(i=0;i<4;){
P0=table1[j];
P3=tab[i];
i++;
j++;
if(i%2)
{
P1=table[l];
Delay(400);
}
else
{
P1=table[h];
Delay(400);
} } Delay(5);} void EXINT0(void)interrupt 0 { EX0=0;if(Busy_Button==0){
P0=0xFE;
for(;Busy_Button!=1;)Display(24);} if(SN_Add==0){
SN1+=1;
if(SN1>99)
SN1=99;} if(SN_Red==0){
SN1-=1;
if(SN1<20)
SN1=20;} if(EW_Add==0){
EW1+=1;
if(EW1>99)
EW1=99;} if(EW_Red==0){
EW1-=1;
if(EW1<20)
EW1=20;} EX0=1;
} void timer0(void)interrupt 1 using 1 { TH0=0x3C;TL0=0xB0;count++;if(count==20){
Time_EW--;
Time_SN--;
count=0;} } 第四章 仿真结果及其总结
1.仿真结果图
1.1正常状态的仿真结果如图4-1所示
图4-1正常状态
1.2黄灯状态的仿真结果如图4-2所示
图4-2黄灯状态
1.3紧急状态的仿真结果如图4-3所示
图4-3 紧急状态
1.4延长通行时间的仿真结果如图4-4所示
图4-4延长通行时间
2.总结
通过这次交通灯的课程设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决现实问题的能力。使我在单片机的基本原理、单片机应用学习过程中，以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为一名合格的应用型人才打下良好的基础。综合课程设计让我把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识，对已有知识有了更深层次的理解和认识。在此，由于自身能力有限，在课程设计中碰到了很多的问题，我通过查阅相关书籍、资料以及和周围同学交流得到解决。
通过这次交通灯的课程设计,使我了解了写毕业设计的流程和方法。为自己以后的毕业论文的设计做一次练习，具有积极的意义。还有交通灯是我们生活中非常常见的一种东西，对于我们学以致用的这种能力得到了很好锻炼，能够为我们以后的工作于学习打下基础。
由于本人的水平有限，设计中难免会有一些不合理的部分，系统的稳定性还有待提高，望批评更正。
第四篇：单片机交通灯控制程序
#include
//*****define led port ********** sbit R1=P2^4;//east and west red led sbit Y1=P2^3;//east and west yellow led sbit G1=P2^2;//east and west green led sbit R2=P2^5;//south and north red led sbit Y2=P2^6;//south and north yellow led sbit G2=P2^7;//south and north green led
//*********define key************** sbit k0=P3^0;//emergency sbit k1=P3^1;//east and west pass sbit k2=P3^2;//south and north pass sbit k3=P3^3;//start and subtract 1 sbit k4=P3^4;//pause and add 1 sbit k5=P3^5;//set time
//*********define variable********* bit flag,flag_t;uchar dx_time,nb_time;uchar cnt,pass_time,cnt1,y_time;uchar k0num,k1num,k2num,k3num,k4num,k5num;
//*********define key******** void delay(uint i){ uint x,y;for(x=i;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);} void timer0_init(){ TMOD=0x11;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;ET1=1;}
void led_display(uchar dx,nb){ uchar dx1,dx2,nb1,nb2;dx2=dx/10;dx1=dx%10;nb2=nb/10;nb1=nb%10;if(dx>99){
led_w1=1;
led_w2=1;} else {
led_w1=0;
P0=table[dx1];
delay(5);
led_w1=1;
if(dx<10&&dx>0)led_w2=1;
else
{
led_w2=0;
P0=table[dx2];
delay(5);
led_w2=1;
} } if(nb>99){
led_w3=1;
led_w4=1;} else {
led_w3=0;
P0=table[nb1];
delay(5);
led_w3=3;
if(nb<10&&nb>0)led_w4=1;
else
{
led_w4=0;
P0=table[nb2];
delay(5);
led_w4=4;
} } } //*************light work********** void circle_led(){ if(!flag){
if(pass_time>5)
{
led_display(pass_time-5,pass_time);
R1=1;Y1=1;G1=0;
//east and west pass
R2=0;Y2=1;G2=1;
//south and north stop
}
if(pass_time<=5&&pass_time>0)
{
if(cnt>=10)led_display(pass_time,pass_time);
else led_display(100,pass_time);
R1=1;G1=1;
//east and west yellow led flash
if(cnt>=10)Y1=0;
else Y1=1;
R2=0;Y2=1;G2=1;
}
if(pass_time==0)
{
pass_time=nb_time;
flag=1;
} } else {
if(pass_time>5)
{
led_display(pass_time,pass_time-5);
R1=0;Y1=1;G1=1;
//east and west stop
R2=1;Y2=1;G2=0;
//south and north pass
}
if(pass_time<=5&&pass_time>0)
{
if(cnt>=10)led_display(pass_time,pass_time);
else led_display(pass_time,100);
R1=0;Y1=1;G1=1;
R2=1;G2=1;
//south and north yellow led flash
if(cnt>=10)Y2=0;
else Y2=1;
}
if(pass_time==0)
{
pass_time=dx_time;
flag=0;
} } }
void emergency()
//east and west,south and north stop { led_display(0,0);R1=0;Y1=1;G1=1;R2=0;Y2=1;G2=1;} void dx_pass()
//east and west pass,south and north stop { led_display(100,100);if(y_time<=5&&y_time>0){
TR1=1;
R1=0;Y1=1;G1=1;
R2=1;G2=1;
//south and north yellow led flash
if(cnt1>=10)Y2=0;
else Y2=1;} if(y_time==0){
TR1=0;
R1=1;Y1=1;G1=0;
R2=0;Y2=1;G2=1;} } void nb_pass()
//south and north pass,east and west stop { led_display(100,100);if(y_time<=5&&y_time>0){
TR1=1;
R1=1;G1=1;
if(cnt1>=10)Y1=0;//east and west yellow led flash
else Y1=1;
R2=0;Y2=1;G2=1;
} if(y_time==0){
TR1=0;
R1=0;Y1=1;G1=1;
R2=1;Y2=1;G2=0;} }
//***********keyboard scan************ void keyscan(){
if(!k5num)
{
if(k0==0)//*******emergency*******
{
delay(10);
if(k0==0)
{
while(!k0);
TR0=0;
k0num=1;
}
}
if(!k1num&&!k0num)
{
if(k1==0)
{
delay(10);
if(k1==0)
{
while(!k1);
k1num=1;
k2num=0;
y_time=5;//单方向通行时，黄灯闪烁时间
TR0=0;
TR1=1;
}
}
}
if(!k2num&&!k0num)
{
if(k2==0)
{
delay(10);
if(k2==0)
{
while(!k2);
k1num=0;
k2num=1;
y_time=5;//单方向通行时，黄灯闪烁时间
TR0=0;
TR1=1;
}
}
}
if(k3==0)
{
delay(10);
if(k3==0)
{
while(!k3);
if(k1num||k2num)pass_time=dx_time;//由东西或南北通行返回时，重新开始执行。
k0num=0;
k1num=0;
k2num=0;
k4num=0;
k5num=0;
TR0=1;
TR1=0;
flag_t=0;
}
} {
} if(!k4&&!k0num)
//pause { delay(10);if(k4==0){
while(!k4);
TR0=0;
k4num=1;} }
if(k4num==1)
//暂停键按下时，才可以调整两个方向通行时间 if(k5==0){ delay(10);if(k5==0){
k5num++;
while(!k5);
switch(k5num)
{
case 1:
TR0=1;
flag_t=1;//调整时间时，pass_time值不变。
k5num=1;
break;
case 2:
k5num=2;
break;
case 3:
TR0=0;
k5num=0;
pass_time=dx_time;//重新赋值
break;
} } } if(k5num!=0){ if(k3==0){
delay(10);
if(k3==0)
{
while(!k3);
switch(k5num)
{
case 1:
dx_time--;
if(dx_time<10)
break;
case 2:
nb_time--;
if(nb_time<10)
break;
}
}
}
if(k4==0)
{
delay(10);
if(k4==0)
{
while(!k4);
switch(k5num)
{
case 1:
dx_time++;
if(dx_time>=100)
break;
case 2:
nb_time++;
if(nb_time>=100)
break;
}
}
}
} } } void main(){ timer0_init();dx_time=45;nb_time=30;
dx_time=99;nb_time=99;dx_time=10;nb_time=10;
pass_time=dx_time;while(1){ keyscan();if(k0num)emergency();else { switch(k4num){
case 0:
if(!k1num&&!k2num)
circle_led();
else
{
if(k1num)dx_pass();
if(k2num)nb_pass();
}
break;
case 1:
switch(k5num)
{
case 0:
if(!k1num&&!k2num)
circle_led();
else
{
if(k1num)dx_pass();
if(k2num)nb_pass();
}
break;
case 1:
R1=1;Y1=1;G1=1;//调整时间时，关闭所有灯
R2=1;Y2=1;G2=1;
if(cnt<=10)
led_display(100,nb_time);
else
led_display(dx_time,nb_time);
break;
case 2:
R1=1;Y1=1;G1=1;//调整时间时，关闭所有灯
R2=1;Y2=1;G2=1;
if(cnt<=10)
led_display(dx_time,100);
else
led_display(dx_time,nb_time);
break;
}
break;
}
}
} } void timer0()interrupt 1 { TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;cnt++;if(cnt==20){
cnt=0;
if(flag_t==0)pass_time--;//调整时间时，不执行此操作
} } void timer1()interrupt 3 { TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;cnt1++;if(cnt1==20){
cnt1=0;
y_time--;//单方向通行时，黄灯闪烁时间。
} }
第五篇：交通灯单片机课程设计
《单片机原理与接口技术课程设计报告》
课题：以交通灯为主的多功能任务设计
班级 学号 学生姓名
指导教师
淮阴工学院 电子与电气工程学院
2015-6 1
目录
一、课程设计目的......................................................................................................3
二、设计要求..............................................................................................................3 1． 总体要求........................................................................................................3 2． 具体要求........................................................................................................3 3． 系统硬件总框图............................................................................................4 1）AT89C52单片机.......................................................................................5 3）数码管显示电路........................................................................................6 4）LED灯显示...............................................................................................7 5）键盘扫描模块............................................................................................7 6）蜂鸣器电路................................................................................................8
三、硬件电路的设计及描述......................................................................................8 1． 硬件总框图及原理图....................................................................................8 2． 主程序流程图..............................................................................................10 3． 各模块流程图..............................................................................................11 1）时间显示程序流程图..............................................................................12 2）流水灯程序流程图..................................................................................12 3）利用蜂鸣器的音乐流程图......................................................................13 4）交通灯控制..............................................................................................13
四、源程序代码........................................................................................................14
六、调试情况
六、设计心得............................................................................................................20
七、参考文献............................................................................................................20
一、设计目的
《单片机原理及应用》课程设计是一项重要的实践性教育环节，是学生在校期间必须接受的一项工程训练。在课程设计过程中，在教师指导下，应用工程的方法，通过一个简单课题的设计练习，可使学生初步体验单片机应用系统的设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法，了解必须提交的各项工程文件，也达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。
通过课程设计，应该能加强学生如下能力的培养：（1）独立工作能力和创造力；
（2）综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力；（3）查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；（4）工程绘图的能力；
（5）编写技术报告和编写技术资料的能力。
二、设计要求
1．总体要求
（1）独立完成设计任务（2）绘制系统硬件总框图（3）绘制系统原理电路图
（4）制定编写设计方案，编制软件框图，完成详细完整的程序清单和注释（5）制定编写调试方案，编写用户操作使用说明书
（6）写出设计工作小结。对在完成以上文件过程所进行的有关步骤如设计思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出说明，并对所完成的设计作出评价，对自己整个设计工作中经验教训，总结收获和今后研究方向。
2．具体要求
本次工程实践的校内部分主要以单片机为基础，进行单片机软件编程，目的 3 是为了提高学生的软件编程和系统设计能力，整个设计系统包括两个部分，硬件及软件部分，硬件部分已经制作成功，学生只需要掌握其原理和焊接相应的元器件，掌握元器件的辨别和元器件的作用以及应用场所即可，另外对所焊接的电路还需要进行仔细的检查，判断是否有焊接错误的地方或者短路的地方，对出现的异常情况要能够根据现象判别原因，并具备解决问题的能力，从而切实提高学生的硬件电子电路的分析、判断能力。
软件编程是本次课程设计的重要环节。在为期两周的工程实践中，将占据主要时间，完成的软件编程任务主要包括以下几点：
1）、熟悉Keil C51编程平台及相关编程软件
2）、编写、调试蜂鸣器、继电器动作、方波程序并进行软硬件联调 3）、编写、调试LED流水灯（循环显示）程序并进行软硬件联调 4）、编写、调试键盘扫描子程序并进行软硬件联调 5）、编写、调试数码管动态扫描程序并进行软硬件联调 6）、基于交通灯的多功能控制设计
其中前五个内容是后两个内容的基础，主要是编制一些子程序，为后继的整个系统设计打下基础。交通灯控制是在五个课题中选做的一个设计，是一个简单的单片机编程设计，来实现智能交通灯的多功能作用。
3．系统硬件总框图
图1 系统设计总框图
此次课程设计，AT89C52是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。1）AT89C52单片机
设计中所用的单片机型号为AT89C52，其主要功能为：
AT89C52是低功耗、高性能的CMOS 8位单片机。片内带有8KB的Flash存储器，且允许在系统内改写或用编程器编程。另外，AT89C52的指令系统和引脚与80C52完全兼容，所以，近几年AT89C52单片机应用极为广泛。
AT89C52单片机除了含有8KB的Flash存储器外，片内还有256 B的RAM，32条I/O口线，3个16位定时/计算器、6个中断源、1个全双工串行口等。同时，与80C52一样，有空闲和掉电两种节电运行方式。
AT89C52引脚如下图所示：
图2 AT89C52引脚
AT89C52单片机为40脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。
2）DS1302模块
DS1302的RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。
其管脚图如下：
图3 DS1302管脚图
各引脚功能：Vcc1为后备电源，VCC2为主电源，X1和X2是振荡源，SCLK为输入端
RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。
3）数码管显示电路
图4 数码管显示电路
设计中采用六位共阴极数码管,通过单片机STC89C52的P0口控制其位选和段选，以达到动态显示相应数值的效果。在其位选控制部分，采用了一个9012型三极管，要求当P0口输出低电平时，位选成功。
所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，6 使各个显示器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。
4）LED灯显示
图5 LED显示模块
本次课程设计中，“程序语言”通过“翻译”软件“翻译”成单片机所需的二进制代码，单片机可工作。要用外加电源和分压电阻来控制低电平驱动点亮，因为单片机不能直接高电平驱动LED灯。如图D1-D8和R1、R2以及R6-R11连接到单片机IO口，当P1口某脚变低时相应LED发光。实现LED灯的闪烁，只需利用编程方法依次从低位到高位逐个变为低电平，等待少许时刻再变高即可。
5）键盘扫描模块
图6 按键输入电路
本模块四个开关分别用于控制流水灯控制电路，时间显示电路，音乐蜂鸣器电路，交通灯四部分功能。当按下其中一个开关时，该部分电路导通，给单片机 发出地址信号，实现其中一项功能的运做，如图4所示。
KEYA键：其功能是当该键按下时，蜂鸣器程序工作； KEYB键：其功能是当该键按下时，流水灯程序工作；
KEYC键：其功能是当该键按下时，数码管动态扫描程序工作； KEYD键：其功能是当该键按下时，交通灯程序工作。
6）蜂鸣器电
图7 蜂鸣器电路
路
蜂鸣器单元电路是通过一个PNP三极管来放大驱动蜂鸣器，蜂鸣器的正极接到＋5V电源上面，蜂鸣器的负极接到三极管的发射极，三极管的基极经过限流电阻后由单片机的P3.4控制。
当输出高电平时，三极管截止，蜂鸣器的两引脚间的直流电压接近于0V，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当输出低电平时，三极管导通，使蜂鸣器的两个引脚间获得将接近+5V的直流电压，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。因此，我们可以通过程序控制IO口输出的电平来控制蜂鸣器是否发出声音，实现各种可能音响的产生。
三、硬件电路的设计及描述
1．硬件总框图及原理图
图8 硬件总框图
图9 硬件总原理图
2．主程序流程图
3．各模块流程图 1）时间显示程序流程图
2）流水灯程序流程图
3）利用蜂鸣器的音乐流程图
4）智能交通灯
四、源程序代码
/******************************************************************** * 文件名
： 4个功能由按键控制.c * 描
述
: 按下A键，实现蜂鸣器动作。
按下B键，实现LED流水灯循环显示。
按下C键，实现数码管动态扫描显示。
按下D键，实现交通灯功能。* 创建人
：
***********************************************************************/ #include
#define uint unsigned int
// 无符号整形习惯的定义
#define uchar unsigned char
//无符号字符型习惯的定义 void buzz_key(void);
//子函数声明 void led_key(void);void tube_key(void);void traffic(void);unsigned char code duanma[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
unsigned char code weima[6]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};
// 选择哪个数码管
unsigned char temp[6];uchar i=35;uchar k=30;uchar l=5;uchar j;uchar b;
//定义变量
sbit duan=P2^6;//定义管脚 sbit wei=P2^7;sbit key_A=P3^4;sbit key_B=P3^5;sbit key_C=P3^6;sbit key_D=P3^7;sbit buzz=P2^3;sbit DIOLA=P2^5;sbit csda=P3^2;sbit red=P1^0;//交通灯管脚定义 sbit green=P1^1;sbit yellow=P1^2;/******************************************************************** * 名称 : Delay_1ms()* 功能 : 延时子程序，延时时间为 1ms * x * 输入 : x(延时一毫秒的个数)* 输出 : 无
***********************************************************************/
void Delay_1ms(unsigned int t){ unsigned char x,y;for(x=t;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);
}
/******************************************************************** * 名称 : Main()* 功能 : 实现蜂鸣器，流水灯，数码管，交通灯
***********************************************************************/ void main(){
DIOLA=0;//流水灯锁存器关 流水灯未选通
wei=0;//位选关
duan=1;
P0=0;
duan=0;
csda=0;
while(1){
if(key_A==0 || key_B==0 || key_C==0|| key_D==0)
{
if(key_A==0)
//A键按下
{
buzz_key();
//调用蜂鸣器子程序
}
else if(key_B==0)//B键按下
{
led_key();
//调用流水灯子程序
}
else if(key_C==0)//C键按下时
{
tube_key();//调用数码管显示子程序
}
else
//D键按下时
{
traffic();
//调用交通灯子程序
i=35;
k=30;
l=5;
return;
}
}
} }
/******************************************************************** * 名称 : buzz_key(void)* 功能 : 蜂鸣器子程序
***********************************************************************/
void buzz_key(void)
{
DIOLA=0;wei=0;
buzz=0;
//蜂鸣器响
while(key_B&&key_C&&key_D&&!key_A);
buzz=1;
//关蜂鸣器
}
/********************************************************************* * 名称 : led_key(void)* 功能 : 流水灯子程序
***********************************************************************/ void led_key(void){
DIOLA=1;b=0xfe;
P1=b;//11111110 while(key_B==0){
b=_crol_(b,1);
//左移11111101
Delay_1ms(500);
P1=b;
//111111011
Delay_1ms(500);
}
while(key_A&&key_B&&key_C&&key_D);
P1=0xff;
}
/******************************************************************** * 名称 : tube_key(void)* 功能 : 数码管子程序
***********************************************************************/
void tube_key(void){
DIOLA=0;
//流水灯使能端置0 while(key_C==0)
{ unsigned int i;
for(i=0;i<6;i++)
{
wei=1;
P0=weima[i];
//位选信号
wei=0;
duan=1;
P0=duanma[i];//段选信号
duan=0;
Delay_1ms(500);
}
duan=1;
P0=0;
duan=0;
//清零
}
}
/******************************************************************** * 名称 : traffic_key(void)* 功能 : 交通灯子程序
***********************************************************************/
void traffic(void)
{
DIOLA=0;
while(key_D==0)
{
if(i>0)
{
DIOLA=1;
b=0xfe;
P1=b;//11111110
for(j=0;j<40;j++)
{
P0 = 0;
wei=1;
//消隐
P0 = weima[0];
wei=0;
duan=1;
//第1位数码管显示
P0 = duanma[(i / 10)%10];//在这里取 i 的个位数
Delay_1ms(40);
//延时40毫秒后显示下一个数
P0 = 0;
wei=1;
//消隐
P0 = weima[1];
wei=0;
duan=1;
//第2位数码管显示
P0 = duanma[i % 10];
//在这里取 i 的个位数
Delay_1ms(40);
//延时40毫秒后显示下一个数
}
i--;
}
else if(k>0)
{
DIOLA=1;
b=0xfd;
P1=b;//11111110
for(j=0;j<40;j++)
{
P0 = 0;
wei=1;
//消隐
P0 = weima[0];
wei=0;
duan=1;
//第1位数码管显示
P0 = duanma[(k / 10)%10];//在这里取 i 的个位数
Delay_1ms(40);
//延时3毫秒后显示下一个数
P0 = 0;
wei=1;
//消隐
P0 = weima[1];
wei=0;
duan=1;
//第2位数码管显示
P0 = duanma[k % 10];
//在这里取 i 的个位数
Delay_1ms(40);
//延时3毫秒后显示下一个数
}
k--;
}
else if(l>0)
{
DIOLA=1;
b=0xfb;
P1=b;//11111110
for(j=0;j<40;j++)
{
P0 = 0;
wei=1;
//消隐
P0 = weima[0];
wei=0;
duan=1;
//第1位数码管显示
P0 = duanma[(l / 10)%10];//在这里取 i 的个位数
Delay_1ms(40);
//延时3毫秒后显示下一个数
P0 = 0;
wei=1;
//消隐
P0 = weima[1];
wei=0;
duan=1;
//第2位数码管显示
P0 = duanma[l % 10];
//在这里取 i 的个位数
Delay_1ms(40);
//延时3毫秒后显示下一个数
}
l--;
}
}
}
五、设计心得
通过两个星期的实验，我的设计虽然有一些毛病，但总体上还是成功的。两周的时间虽然短暂，但我从中受益匪浅,毕竟在课堂学习到的东西真真正正的用到实际中还是有很大困难的，要把理论运用于实践确实并非一件易事。我从最初的设想设计一个什么样的数字电路到绘制电路图，然后打印排版，最后矫正设计中的漏洞与不足，整个过程我翻阅了大量的资料。
这次交通灯的课程设计，也使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决现实问题的能力。使我在单片机的基本原理、单片机应用学习过程中，以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为一名合格的应用型人才打下良好的基础。综合课程设计让我把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识，对已有知识有了更深层次的理解和认识。在此，由于自身能力有限，在课程设计中碰到了很多的问题，我通过查阅相关书籍、资料以及和周围同学交流得到解决。
还有交通灯是我们生活中非常常见的一种东西，对于我们学以致用的这种能力得到了很好锻炼，能够为我们以后的工作于学习打下基础。
六、参考文献
1.《单片机原理及接口技术》 李朝青 北京航空航天大学出版社，2004 2.《单片机原理及应用》 李全力 高等教育出版社，2001 3.《电子系统设计与实践》 杨刚，周群 电子工业出出版社，1997 4.《单片机微型计算机技术》 刘国荣 机械工业出版社，1997 5.《数字电子技术》 杨志忠 高等教育出版社，2003 6.《电子技术》 胡宴如 高等教育出版社，2001 7.《电子线路CAD》 王延才 机械工业出版社，2001 8.《单片机应用技术选编》 何利民 北京航空航天大学出版社，1996 9.《单片机应用技术》 吴国经 中国电力出版社，2004 10.《单片机及接口技术实践教程》 胡健 北京机械工业出版社，2002 11.《使用接口技术》 李广军 成都电子科技大学出版社，1998
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