目 录
................................................................................................................... 1 . ................................................................................................................... 1 . ................................................................................................................... 1 . 设计相关知识 ........................................................................................................... 1 硬件设计 ............................................................................................................................ 1 软件应用 ............................................................................................................................ 2 . ............................................................................................................... 3 . ................................................................................................................. 14 . ................................................................................................................. 14 . ................................................................................................................. 16 . ................................................................................................................. 16
1.设计题目: 基于51单片机的交通灯设计
2.设计环境
1.装有 Windows 系统、keil C 51 v6.12中文完全版和proteus7.5仿真环境的PC 机一台。
2.AT89C51单片机最小实现电路及配套发光二极管电路。
3.设计要求
1.编程要求:主程序利用 C 语言编写。
2.实现功能:使用AT89C51单片机控制 4个方向的交通灯(红﹑黄﹑绿)并用数码管显示其时间。
3. 实验现象:
状态一:主干道、支干道均亮红灯5秒;
状态二:主干道亮绿灯30秒、支干道亮红灯;
状态三:主干道绿灯闪3次转亮黄灯、支干道亮红灯3秒;
状态四:主干道亮红灯、支干道亮绿灯25秒;
状态五:主干道亮红灯、支干道绿灯闪3次转亮黄灯3秒;
返回到第二个状态。
4.设计相关知识
4.1 硬件设计
1. AT89C51简介:
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器。它是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。AT89C51是一种高效微控制器,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。
2. 2位8段数码管工作原理:
2位8段数码管电路采用“共阴”连接,阴极公共端(COM)
由晶体管推动。如图4-3所示:
段码和位码,段码即段选信号 SEG,它负责数码管显示
的内容,图中 a~g、dp组成的数据(a 为最低位,dp 为最
高位)就是段码。位码即位选信号 DIG,它决定哪个数码管
工作,哪个数码管不工作。当需要某一位数码管显示数字时,只需要先选中这位数码管的位信号,再给显示数字的段码。
4.2 软件应用
1. Proteus7.5简介:
Proteus软件不仅具有EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件Proteus从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。在编译方面,它支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
2. Keil C51开发系统简介:
Keil C51是51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。 Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows界面,生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码紧凑,容易理解。在开发大型软件时更能体现其高级语言的优势。
5.主程序设计
/*********11.0952M晶振***********************************/ #include<reg51.h>//头文件
#include<intrins.h>//头文件
#define uchar unsigned char//宏定义
#define uint unsigned int//宏定义
sbit RED_ZHU = P1^0;
sbit YELLOW_ZHU = P1^1;
sbit GREEN_ZHU = P1^2;
sbit RED_ZHI = P1^3;
sbit YELLOW_ZHI = P1^4;
sbit GREEN_ZHI = P1^5;
uint aa, bai,shi,ge,bb; //定义变量
/*数码管显示0-9*/
uint
table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; /*子函数声明*/
void delay(uint z);
void delay0(uint z);
//void init(uint a);
void display(uint ge,uint shi);
void xtimer0();
void init1();
void init2();
void init3();
code
void init4();
void init5();
void xint1();
void xint0();
void LED_ON();
void LED_OFF();
/**********************主函数************************/ void main()
{
P0=0XFF; P1=0xFF;
P2=0xFF;
EA=1;//打开外部中断 EX1=1;//允许外部中断1中断 IT1=0;//INT0为沿触发方式
init1();
while(1)
{
init2();//第2个状态 init3(); //第3个状态 init4(); //第4个状态 init5();//第5个状态
}
}
void init1()//第一个状态:主干道、支干道均亮红灯5S
{
uint temp; temp=6;//变量赋初值 TMOD=0x01;//定时器0工作于方式1 TH0=0x4c; TL0=0x00;//定时器赋初值 EA=1;//开外部中断 ET0=1;//开定时中断 TR0=1;//开定时器0 while(1) { RED_ZHU=0; //第一个状态主干道、支干道均亮红灯5S
RED_ZHI=0;
GREEN_ZHU=1;
GREEN_ZHI=1;
YELLOW_ZHU=1;
YELLOW_ZHI=1;
if(aa==20)//定时20*50MS=1S
{
aa=0;//定时完成一次后清0 temp--;//变量自增 //delay(10); if(temp>250)//定时100S { temp=6;//变量清0
} } } } break; shi=temp%100/10;//显示十位 ge=temp%10;//显示个位 display(ge,shi);
void init2()//第二个状态:主干道亮绿灯30S、支干道亮红灯 {
uint temp; temp=31;//变量赋初值 TMOD=0x01;//定时器0工作于方式1 TH0=0x4c; TL0=0x00;//定时器赋初值 EA=1;//开外部中断 ET0=1;//开定时中断 TR0=1;//开定时器0 while(1) { RED_ZHU=1; RED_ZHI=0; GREEN_ZHU=0; GREEN_ZHI=1; YELLOW_ZHU=1;//第二个状态:主干道亮绿灯30S、支干道亮红灯 YELLOW_ZHI=1;
}
} if(aa==20)//定时20*50MS=1S { } display(ge,shi); aa=0;//定时完成一次后清0 temp--;//变量自增 if(temp==3)//定时100S { } shi=temp%100/10;//显示十位 ge=temp%10;//显示个位 temp=30;//变量清0 break;
void init3() //第三个状态:主干道绿灯闪3次转亮黄灯、支干道亮红灯3S {
uint temp; temp=4;//变量赋初值 TMOD=0x01;//定时器0工作于方式1 TH0=0x4c; TL0=0x00;//定时器赋初值 EA=1;//开外部中断 ET0=1;//开定时中断 TR0=1;//开定时器0
}
while(1) { } RED_ZHI=0; GREEN_ZHU=1; //YELLOW_ZHU=~YELLOW_ZHU; if(aa==20)//定时20*50MS=1S { } display(ge,shi);; aa=0;//定时完成一次后清0 temp--;//变量自增 YELLOW_ZHU=~YELLOW_ZHU; if(temp>200)//定时100S { } shi=temp%100/10;//显示十位 ge=temp%10;//显示个位 temp=4;//变量清0 break;
void init4()//第四个状态:主干道亮红灯、支干道亮绿灯25S {
uint temp; temp=26;//变量赋初值
TMOD=0x01;//定时器0工作于方式1 TH0=0x4c; TL0=0x00;//定时器赋初值 EA=1;//开外部中断 ET0=1;//开定时中断 TR0=1;//开定时器0 while(1) { RED_ZHU=0; RED_ZHI=1; YELLOW_ZHU=1;//第一个状态主干道、支干道均亮红灯5S
GREEN_ZHI=0;
if(aa==20)//定时20*50MS=1S
{
}
display(ge,shi); aa=0;//定时完成一次后清0 temp--;//变量自增 if(temp==3)//定时100S { } shi=temp%100/10;//显示十位 ge=temp%10;//显示个位 temp=25;//变量清0 break;
}
}
void init5()//第五个状态:主干道亮红灯、支干道绿灯闪3次转亮黄灯3S {
uint temp; temp=4;//变量赋初值 TMOD=0x01;//定时器0工作于方式1 TH0=0x4c; TL0=0x00;//定时器赋初值 EA=1;//开外部中断 ET0=1;//开定时中断 TR0=1;//开定时器0 while(1) { RED_ZHI=1; RED_ZHU=0; GREEN_ZHU=1; GREEN_ZHI=1; //YELLOW_ZHI=~YELLOW_ZHI; if(aa==20)//定时20*50MS=1S { aa=0;//定时完成一次后清0 temp--;//变量自增 YELLOW_ZHI=~YELLOW_ZHI; if(temp>200)//定时100S {
} } } temp=4;//变量清0 break; shi=temp%100/10;//显示十位 ge=temp%10;//显示个位 display(ge,shi);
}
/*显示子函数*/
void display(uint ge,uint shi)
{
}
void xint0() interrupt 2 //外部中断1,这里用2是INT1的优先级为0 {
}
void LED_ON()//外部中断0显示子程序
{
P0=0xfd; P2=table[shi];//显示十位 delay0(5); P0=0xfe; P2=table[ge];//显示个位 delay0(5); LED_ON();
RED_ZHI=0; RED_ZHU=0; GREEN_ZHI=1; GREEN_ZHU=1;
YELLOW_ZHI=1;
YELLOW_ZHU=1;
delay0(1000);
return ;
}
/*定时中断子函数*/
void xtimer0() interrupt 1 {
}
/*延时子函数*/
void delay0(uint z) {
}
TH0=0x4c; TL0=0x00; aa++; uint i,j; for(i=0;i<z;i++) for(j=0;j<110;j++);
/******** 500ms延时函数 晶振:11.0592MHz *******/ void delay(unsigned char j)
{
unsigned char k;
unsigned int i;
for(;j>0;j--)
{
for(i=1250;i>0;i--)
{
for(k=180;k>0;k--);
}
}
}
6.系统实现
1. 使用keil C 51编写程序;
2. 将编好的程序“.C”文件用Keil C 51转换成“.hex”文件;
3. 画出设计系统仿真图;
3. 打开proteus7.5,将画好的仿真图载入,鼠标右击图中的51单片机选择“编辑属性”,在Program File中载入之前的“.hex”文件,再点击“调试”中的“开始”或点击软件左下角的“”,即仿真开始运行;
4. 观察运行现象是否与设计结果相符;
5. 确定设计后,按图焊接硬件电路;
6. 测试硬件电路。
7.仿真运行
8.设计心得
用单片机实现交通灯控制,可以使我们的生活方便快捷。这项看起来不需要多少技术的工作却是非常需要耐心和精力,几天的设计对我们来说的意义,不仅仅是让我们把所学的理论知识与实践相结合起来,还提高了我们的实际动手能力和独立思考的能力,更重要的是团队合作,虽然我们这次设计仓促,制作有些简单,但我们得到了很多远大于设计的东西!
9.参考文献
单片机原理及应用
51单片机原理及应用--基于Keil C与Proteus
Proteus 7.5 Professional 51单片机入门教程
百度文库:AT89C51中文资料
Proteus仿真论坛 /bbs.php
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