单片课程设计交通灯设计论文.docVIP

摘要 单片机具有体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点，故可以广泛应用于国民经济的各个领域，对于各行各业的技术改造和产品更新换代起到了重要的推动作用。例如各种仪表的控制，工业自动化过程的实时控制和数据处理，录像机、摄像机、全自动洗衣机，以及程控玩具等等，都离不开单片机。 十字路口通常靠交通信号灯的自动指挥系统来维护交通秩序，本课程设计通过单片机来实现交通信号控制的设计。目的通过键盘控制、数码管显示完成设计主要内容。 　　1 绪论 1 1.1 设计目的 1 1.2 设计要求 1 2 课程设计原理 2 2.1 MSC-51芯片简介 2 2.1.1 中央处理器（CPU） 2 2.1.2 存储器 2 2.1.3 并行输入输出口 3 2.1.4 中断系统 3 2.1.5 时钟电路 3 2.1.6 复位电路 3 3 系统模块设计 4 3.1 计时功能模块设计 4 3.2 动态扫描设计 5 3.3 整体设计原理框图和单片机硬件电路原理图 5 3.4 单片机资源分配 6 3.5 程序设计思路 6 3.6 程序流程 7 3.7 软硬件调试方案 8 4 设计结果显示 8 4.1 发光二级管的显示 8 4.2 八段数码管得显示 9 4.3 电路控制显示 9 4.3 实际效果图 9 5 设计心得 10 参考文献 11 附录 12 附录A 交通灯设计程序 12 附录B 原理图 17 1 绪论 设计目的 1．掌握52系列单片机的引脚的功能以及外围电路原理。 2．熟悉集成元器件的选择和集成电路芯片的逻辑功能及使用方法。 3．掌握交通灯的设计与调试方法。 4．熟悉仿真软件的使用。 设计要求 本课题的主要内容是采用单片机实现十字路口交通灯的设计，通过这个实习进一步加深《单片机原理及应用》等相关课程中的理论知识，熟练掌握单片机的编程、调试和应用系统的开发。 实现“十字路口交通灯”的设计要求： 1、实现南、北、东、西各三个灯（红、黄、绿）的显示及切换，各种状态如下； 南北 东西 持续时间 状态1 绿灯 亮 红灯 亮 15秒 状态2 绿灯 闪（亮0.5秒，灭0.5秒） 红灯 亮 3秒 状态3 黄灯 亮 红灯 亮 3秒 状态4 红灯 亮 绿灯 亮 15秒 状态5 红灯 亮 绿灯 闪（亮0.5秒，灭0.5秒） 3秒 状态6 红灯 亮 黄灯 亮 3秒 状态7 回到状态1 2、具备南北、东西两向倒计时功能，各方向以两位数码管显示倒计时。 3、功能键：（1）启动按钮 （2）停止按钮 （2）急救车的控制按钮 4、急救车的按钮按下时（INT0中断），四个路口全红灯状态；弹起后，以中断前的状态继续运行。 2 课程设计原理 2.1 MSC-51芯片简介 在MSC-51系列里，所有产品都是以8051为核心电路发展起来的，它们都具有8051的基本结构和软件特征。8051单片机内部包含了作为微型计算机所必需的基本功能部件，各功能部件相互独立的集成在同一块芯片上。8051内部结构如图2-1所示。为了进一步介绍8051内部结构和工作原理，现把图中各功能部件划分为CPU、存储器、I/O端口、定时器/计数器等几部分加以介绍。 图2-1 8051内部结构 2.1.1 中央处理器（CPU） ? 8051内部CPU是一个字长为二进制8位的中央处理单元，也就是说它对数据的处理是按字节为单位进行的。与微型计算机CPU类似，8051内部CPU也是由运算器、控制器和专用寄存器三部分电路构成，负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 2.1.2 存储器 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。定时/计数器(ROM)，8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 2.1.3 并行输入输出口 8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。全双工串行口，8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。 2.1.4 中断系统： 8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。 2.1.5 时钟电路： 8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，8051单片机需外置振荡电容。 单片机的结构有两