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1、14单片机原理及其应用课程设计说明书1 课题的基本控制要求题目1 交通灯控制器1.1 课程设计的目的 1掌握用定时器延时方法。 2掌握软件延时进行定时控制的方法。 3掌握定时器中断处理方法。1.2 课程设计的基本要求设计制作一个模拟的十字路口交通灯控制系统要求：1 正常情况下东西与南北两个方向轮流点亮红、绿灯信号，每次持续时间30S，中间有2S的黄灯过度。2 东西与南北两个方向各设一个紧急切换按钮。某个方向按下时，该方向紧急切换为绿灯，以便于特种车辆通过。3 扩展实验箱上的74LS273做为输出口，控制六个发光二极管亮灭，模拟交通灯管理。4. 基本任务（1）利用实验设备正确接线。画出整体原理图
2、。（2）调通使二极管发亮子程序。（3）调通延时子程序或中断服务程序。（4）调通主程序。（5）画出程序流程图2 总体设计2.1 基本工作原理首先必须了解交通路灯的亮灭规律。本题目需要用到实验箱上八个发光二极管中的六个，即红、黄、绿各两个。不妨将L1(红)、L2（绿）、L3（黄）做为东西方向的指示灯，将L5（红）、L6（绿）、L7（黄）做为南北方向的指示灯。而交通灯的亮灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时30S后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁2s。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时30S后，南北
3、路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁2s。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。各发光二极管的阳极通过保护电阻接到+5V的电源上，阴极接到输入端上，因此使其点亮应使相应输入端为低电平。图2.1 74LS273交通等的延时可用两种方法：软件延时和定时器延时。软件延时可先编写一段延时1S的子程序，然后在主程序中反复调用，以实现30S和2S的延时。同时送出信号去控制相应的交通灯和调用相应的数码显示子程序。定时器延时可以通过单片机内部定时器T0产生中断来实现。T0可工作于方式1，每100MS产生一次中断，由中断服务程序实现30S和2S的延时，同时送出信号去控制相应的交通灯和调用相应的数码显示子程序。
4、74LS273的输出O0O7接发光二极管L1L8，74LS273的片选CS273接片选信号CSO.2.2 硬件总体设计2.2.1 系统组成方案计算机、键盘、LED显示、MCS-51系列单片、可编程接口芯片、触发器。2.2.2 扩展单元编址触发器74LS273的输出O0O2、O4O6接发光二极管L1L3、L5L7。触发器74LS273的片选CS273接片选信号CS2。单脉冲输出端P-接CPU板上的INT0。2.3 软件总体设计图2.1 软件总体设计图3 硬件设计MCS-51系列单片：图3.1 MCS-51内部结构1. 芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel公司开发的8位单片机，又可以分
5、为多个子系列。MCS-51系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。 2.引脚说明： P0.0P0.7：P0口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。 P1.0P1.7：P1口8位口线，通用I/O接口无第二功能。 P2.0P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。 P3.0P3.7：P3口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为为单片机的控制信号。 ALE/ PROG：地址锁存允许/编程脉冲输入信号线（输出信号） PSEN：片外程序存储器开
6、发信号引脚（输出信号） EA/Vpp：片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚 RST/VPD：复位/备用电源引脚。图3.2 MCS-51引脚图可编程接口芯片8255A：图3.3 8255A内部结构1.芯片介绍： 8255A是Intel公司生产的可编程输入输出接口芯片,它具有3个8位的并行I/O口,具有三种工作方式,可通过程序改变其功能,因而使用灵活,通用性强,可作为单片机与多种外围设备连接时的中间接口电路。8255有三种基本工作方式， 三种工作方式由工作方式控制字决定,方式控制字由CPU通过输入/输出指令来提供.三个端口中PC口被分为两个部分,上半部分随PA口称为A组,下半部分随PB口称
7、为B组.其中PA口可工作与方式0、1和2，而PB口只能工作在方式0和1。8255共有40个引脚,采用双列直插式封装。 2.引脚说明 D0-D7：三态双向数据线,与单片机数据总线连接,用来传送数据信息。 CS：片选信号线，低电平有效，表示芯片被选中。 RD：读出信号线，低电平有效，控制数据的读出。 WR：写入信号线，低电平有效，控制数据的写入。 Vcc：+5V电源。 PA0-PA7：A口输入/输出线。 PB0-PB7：B口输入/输出线。 PC0-PC7：C口输入/输出线。 RESET：复位信号线。 A1、A0：地址线，用来选择8255内部端口。GND：地线。图3.4 8255A引脚图触发器74L
8、S273：图3.5 74LS2731.芯片介绍：74ls273是带有清除端的8D触发器，只有在清除端保持高电平时，才具有锁存功能，锁存控制端为11脚CLK，采用上升沿锁存。 CPU 的ALE信号必须经过反相器反相之后才能与74LS273的控制端CLK 端相连。74LS273是一种带清除功能的8D触发器， 1D8D为数据输入端，1Q8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位地址锁存器。4 软件设计4.1 程序流程图图4.1 顺序流程图4.2 程序清单NAME T3 ;交通灯控制实验PORT EQU 0CFA0H ;片选地址CS0ORG 0000HLJMP STARTORG 4100HS
9、TART: MOV A,#11H ;两个红灯亮，黄灯、绿灯灭ACALL DISP ;调用273显示单元ACALL DE3S ;延时3秒LOOP1: MOV A,#12H ;东西路口绿灯亮;南北路口红灯亮ACALL DISP ;调用273显示单元ACALL DE30S ;延时30秒MOV A,#10H ;东西路口绿灯灭;南北路口红灯亮ACALL DISP ;调用273显示单元MOV R2,#05H ;R2中的值为黄灯闪烁次数LOOP2: MOV A,#14H ;东西路口黄灯亮;南北路口红灯亮ACALL DISP ;调用273显示单元ACALL DE02S ;延时0.2秒MOV A,#10H ;东
10、西路口黄灯灭;南北路口红灯亮ACALL DISP ;调用273显示单元ACALL DE02S ;延时0.2秒DJNZ R2,LOOP2 ;返回LOOP2，使东西路口黄灯闪烁五次MOV A,#11H ;两个红灯亮，黄灯、绿灯灭 ACALL DISP ;调用273显示单元ACALL DE02S ;延时0.2秒 MOV A,#21H ;东西路口红灯亮;南北路口绿灯亮ACALL DISP ;调用273显示单元ACALL DE30S ;延时30秒 MOV A,#01H ;东西路口红灯亮;南北路口绿灯灭ACALL DISP ;调用273显示单元MOV R2,#05H ;黄灯闪烁五次LOOP3: MOV A
11、,#41H ;东西路口红灯亮;南北路口黄灯亮ACALL DISP ;调用273显示单元ACALL DE02S ;延时0.2秒MOV A,#01H ;东西路口红灯亮;南北路口黄灯灭ACALL DISP ;调用273显示单元ACALL DE02S ;延时0.2秒 DJNZ R2,LOOP3 ;返回LOOP3，使南北路口;黄灯闪烁五次MOV A,#03H ;两个红灯亮，黄灯、绿灯灭ACALL DISP ;调用273显示单元ACALL DE02S ;延时0.2秒 JMP LOOP1 ;转LOOP1循环DE30S: MOV R5,#120 ;延时30秒JMP DE1DE3S: MOV R5,#12 ;延
12、时3秒JMP DE1DE02S: MOV R5,#01 ;延时0.2秒DE1: MOV R6,#225DE2: MOV R7,#225DJNZ R7,$DJNZ R6,DE2DJNZ R5,DE1RETDISP: MOV DPTR,#PORT ;273显示单元CPL AMOVX DPTR,ARETEND结束语为期一周的实训就这样结束了，这次实训让我收获不少。通过本次带急救车通过的交通灯的调研活动，我熟悉了一个实际项目的设计过程，更锻炼了自己的动手实践能力，在设计的过程中，我对8051单片机外围电路的设计有了更深刻的认识，掌握了并行口如何输入输出数据，定时器 计数器的工作过程等，也清楚了自己在实
13、践过程中应该注意的问题。在设计电路时，充分利用了接口芯片8051单片机，8255并行接口芯片，发光二极管等，也就是对这些器件的使用和功能有了更进一步的了解，同时把学到的知识运用到了实际当中去，使知识掌握的更加稳固。另外，对团对合作有了更进一步的了解。通过这次的课程设计让我对本门课程有了更加的了解，对我今后的工作非常重要，通过本次的设计让我知道了作为一名出色的设计者应该要有多么高的要求，使自己更加有学习的动力和信心，日后可以较为熟练地应用自己所学的知识，为自己创造财富。在学习的过程中有失败，当然也有困惑，但是当模拟成功那一刻，心里百分喜悦。虽然只是课程设计，但我学习态度很重要，认真对待了能学到知识觉得很骄傲，能认识到自己的过错和不足也是一件幸事，做学问也是做人，在做学问的过程中体味做人的道理也是一种收获，我必将更加努力的学习它完善自己。我想这就是我学习这门课的最大感受吧！参考文献【1】 胡汉才.单片机原理及其接口技术.2版.北京：清华大学出版社,2004.【2】 李朝清.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天出版社,1994.【3】 高海生,杨文焕.单片机应用技术大全.成都：西南交通大学出版社,1996【4】 胡汉才.高档AVR单片机原理及应用.北京：清华大学出版社,2008沈阳理工大学