交通灯课程设计
单片机课程设计报告
交通灯控制系统
课程名称 单片机程序设计 设计题目
姓 名 学 号
学 院 电力学院 指导教师 朱安福
目录
一.前言 3 二.功能概述······ 3 三.设计思路 3 四.硬件介绍 4 五.软件程序设计 7 六.电路图及仿真实现 · 10 七.总结 11 八.源程序 12 参考文献 14
一.前言
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。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软硬件结合,加以完善。
十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多,在学习了单片机的有关知识之后,运用相关知识来设计完成交通信号灯。
二.功能概述
2.1设计任务:交通灯的硬件和软件设计 2.2设计目的
1.进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。
2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性,控制方法。
3.通过课程设计,掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术,了解有关电路参数的计算方法。
4.通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,为我们今后从事相应工作打下基础。
三.设计思路
交通灯的变化规律
按照常规我们假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态为状态1,南北方向绿灯通车,东西方向红灯。经过过一段时间(25S)转换状态2,南北方向绿灯闪几次转亮黄灯,延时5S,东西方向仍然红灯。再转换到状态3,东西方向
绿灯通车,南北方向红灯。过一段时间(25S)转换到状态4,东西方向绿灯闪几次转亮黄等,延时5S,南北方向仍然红灯。最后循环至南北绿灯,东西红灯。在这些状态下,有时钟倒数计时。
四.硬件介绍
基础知识
交通灯控制器实例主要使用了89C51单片机的定时器/计数器,基础知识主要包括交通灯的变化规律、定时器/计数器的概念、定时器/计数器的相关寄存器、定时器/计数器的4种工作方式、以及定时器/计数器的变成。
4.1定时器/计数器
定时器/计数器是单片机中最常用、最重要的功能模块之一,本节通过交通灯控制器实例来演示定时器的使用,并复习如何使用散转程序。
首先介绍交通灯以及定时器/计数器的基础知识,接着介绍本实例的硬件电路构成,然后逐步分析定时器的变成以及程序的全貌,最后总结一下本实例的技巧与注意点。
4.2定时器/计数器的概念
89C51单片机内有两个可编程的定时器/计数器T0、T1。
当定时器/计数器用作“定时器”时,每经过1个机器周期(12个时钟周期),计数器加1。
当定时器/计数器用作“计数器”时,计数器在对应的外部输入管脚(T0为P3.4引脚,T1为P3.5引脚)上每发生一次1到0的跳变时加1。使用“计数器”功能时,外部输入每个机器周期被采样一次。当某一周期管脚状态采样为高电平而下一周期采样为低电平时,计数器加1。由于检测下降沿跳变需要两个机器周期(24个时钟周期)的时间,所以技术频率最大值只能为时钟周期的1/24。计数器对外部输入信号的占空比并无限制,但为了保证给定的电平信号在其改变之前至少被采样一次,外部输入信号必须至少保持一个完整的机器周期。
4.3定时器/计数器的相关寄存器
与定时器/计数器相关的寄存器有定时器/计数器工作方式寄存器(TMOD)、定时器/计数器控制寄存器(TCON)。TCON已经在2.5节受控输出实例中介绍过,
因此,在本例中主要介绍TMOD寄存器。
定时器/计数器工作方式寄存器(TMOD),字节地址89H,不可进行位寻址。 定时器/计数器工作方式寄存器(TMOD)的8位分为两组,高4位控制T1,低4位控制T0。TMOD每一位的功能如下。 GATE:门控位。
GATE=0,仅由运行控制位TRX(X=0,1)=1来启动定时器/计数器运行; GATE=1,由运行控制位TRX(X=0,1)=1和外部中断引脚上的高电平共同来启动定时器/计数器运行。
C/T:定时器模式和计数器模式选择位。 C/T=0,为定时器模式; C/T=1,为计数器模式。
M1、M0:工作方式选择位。M1、M0的4中编码对应4种工作方式,对应关系见表2-10。
4.5定时器/计数器的4种工作方式
定时器/计数器的4种工作方式下的逻辑结构如表所示。
内容需要下载文档才能查看(1)方式0。
定时器/计数器的工作方式0称为13位定时器/计数器的。它由TLX的低5位和TLX的8位构成13位的计数器,此时TLX的高3位未使用。改工作方式是为了和48系列单片机兼容而设计的一种工作方式,一般情况不使用方式0进行定时/计数。方式0的控制方式与方式1完全相同,下面重点介绍方式1的控制方式 。 (2)方式1
定时器/计数器的工作方式1称为16位定时器/计数器。它由TLX和THX构成,TLX计数溢出向THX进位,THX计数溢出置位TCON中溢出标志位TFX。
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