单片机课程设计交通灯设计.doc

单片机课程设计沈 阳 工 程 学 院课程设计任务书课程设计题目： 模拟交通灯控制 系 别 新能源学院 班级 新能本121 学生姓名 马宇驰 学号 2012213118 指导教师 王德君、王健 职称 高级实验师、副教授 课程设计进行地点： 单片机实验室(F207) 任 务 下 达 时 间：2014 年12月18日起止日期： 2014年12月22日起至2014年12月26日止教研室主任 王 健 2014 年12月17日批准一、设计目的通过课程设计使学生更进一步掌握单片机原理及应用课程的有关知识，提高应用单片机解决问题的能力，加深对单片机应用的理解。通过查阅资料，结合所学知识进行软、硬件的设计，使学生初步掌握应用单片机解决问题的步骤及方法。为以后学生结合专业从事单片机应用奠定基础。二、设计的原始资料及依据利用8031的I/O接口或可编程接口8255，指示灯。三、设计的主要内容及要求1南北和东西分别用三个发光二极管代替红、绿和黄交通灯。2按交通灯实际控制规则控制灯的亮灭。3交通路口发生事故时，可强行控制路口禁止通行。当事故处理完毕，恢复正常通行。4当夜间来往车辆较少时，控制南北和东西两个方向的黄灯闪烁，提醒司机注意，天亮时恢复正常控制。四、对设计说明书撰写内容、格式、字数的要求 1.课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。2.学生应撰写的内容为：目录、正文、参考文献等。课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。3.说明书（论文）手写或打印均可。手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范的要求进行打印。4. 课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评定表、目录、正文、参考文献。五、 设计完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；提交课程设计说明书一份。在说明书中要有设计原理、硬件电路接线图、设计的程序及必要注释、程序流程图等。六、时间进度安排；顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注11.5天查阅资料及程序设计22.5天上机调试程序30.5天成绩评定40.5天书写报告7、 主要参考资料（文献）。沈 阳 工 程 学 院单片机应用技术课程设计成绩评定表系（部）：新能源学院 班级： 新能本121 学生姓名： 刘俊明 指 导 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作， 0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以12） 分加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评 阅 教 师 签 名： 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩分目录前言1一、 系统总体方案及硬件设计21.1设计要求21.2 设计思路21.3 硬件接线图3二软件设计42.1程序流程图42.2源程序5三、 总结8答谢致辞9参考文献10VI前言本设计是单片机控制的交通灯控制系统设计随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。现在我们利用“自动控制”控制交通灯的方法。将事先编制好的程序输入单片机，利用单片机的定时、查询、中断功能；能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，采用查询的方式，根据具体情况，自动给予时间通行，其中利用中断方式来处理特殊情况。这样既方便驾驶员、路人，同时还可以紧急处理一些紧急实况。同样具有红、黄、绿灯的显示功能，为驾驶员、路人“照明”。一、 系统总体方案及硬件设计1.1设计要求（1）南北和东西分别用三个发光二极管代替红、绿和黄交通灯。（2）按交通灯实际控制规则控制灯的亮灭。（3）交通路口发生事故时，可强行控制路口禁止通行。当事故处理完毕，恢复正常通行。（4）当夜间来往车辆较少时，控制南北和东西两个方向的黄灯闪烁，提醒司机注意，天亮时恢复正常控制。1.2 设计思路对于交通灯来说有很多情况，我们组做的是十字路口的交通灯。我们的主要设计思路如下：按着红灯停，绿灯行，黄灯等的方式运行。在遇到有紧急事故需要紧急停止通行，所有黄灯全部亮，其它的灯全部熄灭，让路面暂时停止车辆通行。等到事故处理完毕的时候，路面交通恢复正常。利用实验箱上8051、 p1口电路和发光二极管。P1口的P1.0到P1.5控制六个交通灯，高电平灯亮，低电平灯变暗。并利用外中断0的入口地址p3.2来判断，既遇到紧急情况中断路口，使所有的黄灯变亮。首先程序执行东西红灯和南北绿灯同时亮的指令，并且启动定时器定时6s，同时启动外部中断0，通过平判断p3.2来决定是否启动中断子程序；6s后东西红灯不变，南北绿灯变为黄灯，同时启动定时器定时5s并随时判断是否执行中断；0.6s后东西红灯变为绿灯，南北方向黄灯变为红灯同时启动定时器定时30s并随时判断是否执行中断；6s后东西绿灯变为黄灯，南北红灯不变，并启动定时器定时5s并随时判断是否执行中断。之后往复循环P1.0P1.1P1.2南北绿灯黄灯红灯P1.3P1.5P1.4东西红灯绿灯黄灯6s0.6s6s0.6s东西红灯红灯绿灯黄灯南北绿灯黄灯红灯红灯1.3 硬件接线图二软件设计2.1程序流程图 开中断主程序开始定时6s东西路口绿灯南北路口红灯东西路口红灯南北路口黄灯定时6s定时0.6s东西路口红灯南北路口绿灯所有绿灯/红灯灭所有黄灯亮故障开关闭合中断返回程序往复循环定时0.6s东西路口黄灯南北路口红灯2.2源程序org 0000hajmp ko ;主程序转移org 0003hAJMP SU ;中断子程序转移ORG 0100H ;主程序KO:SETB EA ;开中断SETB EX0SETB IT0MOV R2,#100MOV R5,#10LOOP: MOV R4,#100DS1:MOV TMOD,#10H ;设置T1工作方式MOV TH1,#3CH ;设置计数初值MOV TL1,#0B0H SETB P1.0 ;交通灯初始状态 SETB P1.3 clr p1.1 clr p1.2 clr p1.4 clr p1.5 clr p1.6 CLR P1.7 SETB TR1 ;开定时器LP2: JBC TF1,LP3 ;判断定时是否溢出转移 SJMP LP2LP3: CLR TR1DJNZ R4,DS1 ;多步循环完成规定计时;DJNZ R2,LOOP;DJNZ R5,LOOP CLR P1.0 ;南北绿灯灭SETB P1.1 ;南北黄灯亮MOV R6,#10DS2:MOV TMOD,#10H ;设置T1工作方式MOV TH1,#3CH ;设置计数初值MOV TL1,#0B0HSETB TR1 ;定时打开LP4: JBC TF1,LP5 ;判断定时是否溢出转移 SJMP LP4LP5: CLR TR1DJNZ R6,DS2CLR P1.1 ;南北黄灯灭CLR P1.3 ;东西红灯灭SETB P1.2 ;南北红灯亮SETB P1.5 ;东西绿灯亮MOV R1,#10loop1:MOV R0,#100DS3: MOV TMOD,#10H ;设置T1工作方式 MOV TH1,3CH ;设置计数初值 MOV TL1,#0B0H SETB TR1 ;定时打开LP6: JBC TF1,LP7 ;判断定时是否溢出转移 SJMP LP6LP7:CLR TR1DJNZ R0,DS3 ;多步循环完成规定计时DJNZ R1,LOOP1CLR P1.5 ;东西绿灯灭SETB P1.4 ;东西黄灯亮MOV R7,#10DS4:MOV TMOD,#10H ;设计T1工作方式MOV TH1,#3CH ;设置计数初值MOV TL1,#0B0HSETB TR1 ;定时开始LOP4: JBC TF1,LOP5 ;判断定时是否溢出转移 SJMP LOP4 LOP5:CLR TR1DJNZ R7,DS4CLR P1.4 ;东西黄灯灭CLR P1.2 ;南北红灯灭AJMP KO ;程序循环执行SU: ;中断子程序SETB P1.4 ;东西黄灯亮SETB P1.1 ;南北黄灯亮;Clr p1.1 clr p1.0 clr p1.2 clr p1.3 clr p1.5 clr p1.6 RETI ;中断返回 SJMP $END3、 总结 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关电子线路方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过自己亲手实践，是我们掌握的知识不再是纸上谈兵。 过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成喜悦，也永远不可能得到社会极大人的认可。 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。答谢致辞在这次课程设计的撰写过程中，我得到了许多人的帮助。首先我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把系统做得更加完善。在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计商的难题。同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学参考文献1 单片机基础 李广第 北京航空航天大学2 MCS-51 系列单片机微型计算机原理与接口技术 曹素芬 东北大学出版社3 单片微型计算机原理，应用及接口技术 张迎新 国际工业出版社4 MCS 单片机应用系统应用指南 陈宝江等 机械工业出版社5 单片机算计原理与应用 西安电子科技大学出版社6 单片机原理与接口技术 姜武中 大连理工大学出版社7 单片机应用程序设计技术 周航慈 北京航空航天大学出版社8 单片机原理的应用设计 李玉梅 国防大学出版社9 51系列单片机高级实例开发指南 李军 北京航空航天大学出版社10 51系列单片机设计实例 楼然苗、李光飞北京航空航天大学出版社11 单片机应用设计200例 张洪润等 北京航空航天大学出版社12 精通8051程序设计田玉敏等译 人民邮电出版社13 单片机控制实习 陈正义人民邮电出版社9