课设论文-利用LCD1602显示时间交通灯控制设计.doc

目录 一 总体设计的框图 1 1.1 总体方案介绍 1 1.2、硬件设计 1 1.3软件设计 2 1.3.1.交通灯显示时序的理论分析 2 1.4 交通灯显示的理论分析 5 1.4.1 倒计时显示的理论分析 5 1.4.2 状态灯显示的理论分析 5 1.4.3 中断理论分析 5 1.4.4 LCD显示接口 6 1. 4.5 源程序 11 1.4.6 工作原理图 20 二 设计的体会 21 参考文献 22 一 总体设计的框图 1.1 总体方案介绍 本课程设计用单片机直接控制信号灯的状态变化，基本上可以指挥交通的具体通行，而接入LCD1602就可以显示倒计时以提醒行使者，更具人性化。本系统在此基础上，加入了紧急状态下的运行。本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由独立式键盘模块、复位电路模块、晶振电路模块产生输入，LED信号灯状态模块，LCD1602液晶显示器接受输出。系统的总体框图如图1所示。 键盘设置模块对系统输入模式选择及具体通行时间设置的信号，系统进入正常工作状态，执行交通灯状态显示控制，同时将时间数据倒计时输入到LCD1602显示器实时显示。在此过程中还要实时紧急按键信号，以达到对异常状态进行实时控制的目的。 1.2、硬件设计 因才用了PC机和单片机试验箱接口应用平台硬件电路相对简单，利用8031的P1口对交通灯的控制、计数/定时器、中断和数码管显示构成的简易交通灯，实验电路连接如表1所示。 表1 实验连接图 连线 连接孔1 连接孔2 1 P7 L7（东西红灯） 2 P6 L6（东西黄灯） 3 P5 L5 (东西绿灯) 4 P4 L4 (南北红灯) 5 P3 L3（南北黄灯） 6 P2 L2（南北绿灯） 7 P3.2 负脉冲 8 KEY/LED_CS CS0 1.3软件设计 1.3.1.交通灯显示时序的理论分析 以下四图所示为红黄绿灯规则的状态图 图2 状态S1南北通行30S 东西禁止 图3 状态S2南北转黄灯 图4 状态S3南北禁止 东西通行30S 图5 状态S4东西绿灯转黄灯 共四种状态，分别设定为S1、S2、S3、S42，交通灯以这四种状态为一个周期，循环执行如图6所示。如果有意外发生，去处理中断，红灯全亮，时间10S。 图6 交通灯状态循环 依据上述车辆行驶的状态图，可以列出各个路口灯的逻辑表如表1所示（其中逻辑值“1”代表执行通行，逻辑值“0”代表禁止通行，逻辑值“L”代表绿灯转黄灯）： 表2 状态逻辑表 S1的状态 E S W N 逻辑值 0 1 0 1 显示时间 30S S2的状态 E S W N 逻辑值 0 L 0 L 显示时间 1S S3的状态 E S W N 逻辑值 1 0 1 0 显示时间 30S S4的状态 E S W N 逻辑值 L 0 L 0 显示时间 1S 程序就是上述四种状态下循环转化的，一个周期四个状态，正常情况下共花费63S。 1.4 交通灯显示的理论分析 1.4.1 倒计时显示的理论分析 利用MCS-51内部的定时器/计数器进行，配合软件延时实现倒计时。在工作之前必须通过软件设定它的工作方式，即对寄存器TMOD中每位进行设定，格式如表3所示。 表3 TMOD格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CATE C/T M1 M0 CATE C/T M1 M0 其中，低四位用于决定T0的工作方式，高四位用于决定T1的工作方式，M1 和M0 工作方式控制位用以确定 4 种工作方式,如下表4所示： 表4 M1和M0控制4种工作方式 M1 M0 工作方式 说明 0 0 方式0 13位计数器 0 1 方式1 16位计数器 1 0 方式2 自动装载8位计数器 1 1 方式3 定时器0：分为两个8位计数器 定时器1：对外部停止计数 采用T0方式1，定时1S，系统时钟为6MHZ，所以时钟周期=(12*1/6)us=2us；采用每隔100ms中断一次，中断10次为1S，使时间的计数值减1，实现了倒计时的功能。计算计数初值X：（216-X）*2us=1s，所以X=15536=3CB0H,因此TH0=3CH,TL0=B0H。 1.4.2 状态灯显示的理论分析 南北通行，东西禁止时利用定时器中断倒计时1S；东西通行，南北禁止时利用定时器中断倒计时1S。 1.4.3 中断理论分析 MCS-51中断系统有5个中断源，分别是外部中断0、外部中断1、定时器/计数器T0溢出中断、定时器/计数器T1溢出中断、串行口中断请求。 MCS-51的CPU对中断源的开放和屏蔽，是由片内的