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单片机课程设计 51系列.doc

发布时间：2022-06-02 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.12M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    单片机课程设计报告 题目：交通灯设计 专业：电子信息科学与技术 班级：电专（1）班 学号：200402437 姓名：刘富镇 指导老师：涂二生、黄朝良、沈汉鑫、王清辉 设计时间：2006 年 03 月 13 到 2006 年 3 月 19 号
    单片机课程设计与总结报告 摘要 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走 向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和 自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部 件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结 构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。交通 信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提 高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。本系统采用单片 机 AT89C51 为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、 操作简单、扩展性强。 目录 一．设计任务………………………… 二．交通灯的设计程序框图……………… 三．交通灯程序的主程序 ……………… 四．系统硬件电路的设计…………………… 五．原理图……………… 六．检测与调试……………………………. 七．总结与体会………………………………. 八.致谢……………………………….
    一．设计任务 （一）、功能及技术指标要求 设计交通灯的基本要求 ： 设计一个交通灯，要应用 DVCC 实验系统。 （二）、设计内容 按设计技术指标进行交通灯的硬件和软件设计。 （三）设计思路及关键技术 一个完整的交通灯相当于一个简单的单片机系统，该系统有交通灯设置电路、单片机、 显示电路等构成。单片机是集成的 IC 芯片，只需根据实际设计要求选型。其他部分都需要根 据应用要求和性能指标自行设计。 基于单片机的交通灯的设计时要充分的认识以下两个问题： 1.因为本实验是交通灯控制实验，所以要先了解实际交通灯的变化规律。假设一个十字路 口为东西南北走向。初始状态 0 为东西红灯，南北红灯。然后转状态 1 南北绿灯通车，东西 红灯。过一段时间转状态 2，南北绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒，东西仍然红灯。再转状态 3，东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态 4，东西绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒， 南北仍然红灯。最后循环至状态 1。 2.双色 LED 是由一个红色 LED 管芯和一个绿色 LED 管芯封装在一起，公用负端。当红 色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时， 绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。 二. 交通灯的设计程序框图 开始 ↓ 四个路口红灯亮 ↓ 东西绿灯亮，南北红灯亮，延时 ↓ 东西黄灯闪烁，南北红灯亮，延时 ↓ 东西红灯亮，南北绿灯亮，延时 ↓ 东西红灯亮，南北黄灯闪烁，延时 ↓ ;四盏红灯亮 ;显示 5 秒 ;调显示子程序 LCALL xian DJNZ R4,LOOP1 MOV R4,#00H MOV R2,#03H LCALL xian ;东西绿灯亮，南北红灯亮 A2:MOV A,#0CH CLR P3.5 MOV P1,A 三．交通灯程序的主程序 程序如下： ORG 0000H SJMP A3 A3:MOV SP,#60H MOV A, #24H MOV P1, A CLR P3.4 CLR P3.3 SETB P3.5 SETB P3.2 MOV R4,#05H LOOP1:MOV R2,#03H
    ;显示 20 秒 ;调显示子程序 ;调显示子程序 ; 显示 5 秒 ;东西黄灯亮，南北红灯亮 ;调显示子程序 ;定时 ;调延时子程序 ;定时 ;调延时子程序 ;调显示子程序 ; 显示 20 秒 LOOP2 :MOV R2,#03H SETB P3.3 CLR P3.4 SETB P3.2 MOV R4,#14H LCALL xian DJNZ R4,LOOP2 MOV R4,#00H MOV R2,#03H LCALL xian SETB P3.2 CLR P3.3 MOV R4 ,#05H LOOP9:MOV A,#14H MOV P1 ,A CLR P3.5 SETB P3.4 MOV R2,#02H LCALL xian MOV R2,#01H LCALL DELAY ;南北红灯亮 MOV A ,#04H MOV P1 ,A CLR P3.4 CLR P3.5 MOV R2,#01H LCALL DELAY DJNZ R4,LOOP9 MOV R4,#00H MOV R2,#03H LCALL xian ;东西红灯亮，南北绿灯亮 A8: MOV A, #61H MOV P1,A CLR P3.4 CLR P3.3 CLR P3.2 SETB P3.5 MOV R4,#14H LOOP3: MOV R2,#03H LCALL xian ;调显示子程序 DJNZ R4,LOOP3 MOV R4,#00H MOV R2,#03H LCALL xian ;调显示子程序 SETB P3.5 MOV R4 ,#05H LOOP10: MOV R2,#02H LCALL xian ;调显示子程序 ; 东西红灯亮，南北黄灯亮 A0:MOV A,#0A2H MOV P1,A CLR P3.4 CLR P3.3 CLR P3.2 MOV R2,#01H LCALL DELAY ;调延时子程序 ;定时
    ; 东西红灯亮 MOV A,#20H MOV P1,A CLR P3.4 CLR P3.3 CLR P3.2 MOV R2,#01H LCALL DELAY DJNZ R4,LOOP10 MOV R4,#00H MOV R2,#03H LCALL xian LJMPA2 DELAY:PUSH 2 PUSH 1 PUSH 0 DELAY1: MOV 1,#00H DELAY2:MOV 0,#0B2H DJNZ 0,$ DJNZ 1,DELAY2 DJNZ 2,DELAY1 POP 0 POP 1 POP 2 DJNZ R2 ,DELAY RET ;显示子程序 xian: MOV A,R4 MOV B,#10 DIV AB MOV R6,A MOV DPTR,#TAB MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV SBUF,A MOV R7,#0FH H55S:DJNZ R7,H55S MOV A,R6 MOVC A,@A+DPTR MOV SBUF,A MOV R7,#0FH H55S1:DJNZ R7,H55S1 ;定时 ;调延时子程序 ;调显示子程序 ;延时子程序 LCALL DELAY RET TAB:DB 0fch,60h,0dah,0f2h,66h,0b6h,0beh,0e0h DB 0feh,0f6h,0eeh,3eh,9ch,7ah,9eh,8eh END 四．系统硬件电路的设计 （1）芯片由 DVCC 实验系统提供（AT89C51） 1．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-24Hz ·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 2．管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的 管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为 数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输 出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平 时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址 接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输 入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程 序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1” 时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能 寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。 当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为 低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊 功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.4 T0（记时器 0 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 P3.1 TXD（串行输出口） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.5 T1（记时器 1 外部输入） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此 频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是： 每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上 置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。
    /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 /PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管 是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平 时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 3．振荡器特性： XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置 为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2 应不接。 有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求， 但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 4．芯片擦除： 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合， 并保持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1” 且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外，AT89C51 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软 件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定时器，计数器，串 口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止 所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。 (2) 完整的 DVCC 实验箱面板 （3）硬件电路连接说明
    五．原理图 六．检 测 与 调 试 9 1 0 5V 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 dp g f e d c b a D1 D2 5V 5V 1K 硬 件 调 试 是 利 用 DVCC 实 验 与 开 发 系 统 、 基 本 测 试 仪 器 （ 万 用 表 、 示 波 器 等 ）， 1、 硬 件 调 试 ： GND DM74LS164N QH QG QF QE QD QC QB QA CLK CLR B A 7 8 9 C1 B2 B1 2 1 13 12 11 10 6 5 4 3 VCC 14 U1 D12 A12 dp g f e d c b a 8 7 6 5 4 3 2 1 DM74LS164N GND QH QG QF QE QD QC QB QA 7 8 9 CLK CLR C1 B A B2 B1 2 1 13 12 11 10 6 5 4 3 14 VCC U2 AT89C51 GND XTAL1 20 P2.0 P2.1 21
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