通信工程系统实验报告--51单片机实现交通灯和分秒计时

一、设计目的

♦通过动手焊接PCB版，熟悉焊接过程，培养动手能力

♦锻炼51单片机的C语言编程能力

二、设计功能目标

实现按键选择功能，并可暂停继续。

（1）按键一按下，数码管进行分秒递增计时，四只数码管低二位0~59计数后进位给高二位0~59计数（即分秒计时）；

（2）按键二按下，选择模拟交通灯系统，数码管配合灯进行倒计时，左边红灯右边绿灯20s—>右边黄灯闪烁5s—>黄灯灭，红绿灯交替，一直循环。

（3）按键三按下，暂停/继续；

（4）系统复位按键，整个系统复位，复位后可进行功能选择。

三、原理描述

1.硬件部分

电路模块介绍：

（A）稳压源部分将输入的交流电转换为稳定的5V直流电压；由于目前提供的已经是直流变压器，所以整流桥可以不用；

（B）作为单片机的输入部分（P1.0~P1.3）起控制作用；

（C）作为单片机的输出部分，P0.0~P0.3经由7段译码器（74LS47）的控制数码管的显示结果（0~9），P0.4~P0.7数码管的选通控制口，提供数码管工作电源（公共端），P2.7 控制数码管的小数点数否点亮

数码管为共阳极由74LS46/47驱动；

（D）发光二极管：输出部分，由P2.0~P2.5口控制，高电平灯亮；

（E）单片机AT89S52,中心控制器

（F）J1口留作通信口使用，其中J1.1（TXD）由P3.1（11脚）控制，J1.2（RXD）由P3.0 （10脚）控制

（G）J2留作在线烧录程序使用

总体电路图：

芯片简介：

AT89S51 74LS47

（1）AT89S51单片机

AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system

programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

（2）74LS47七段译码器

是BCD-7段译码器/驱动器，数字集成电路，用于将BCD码转化成数码块中的数字，然后我们就能看到从0-9的数字。

2. 软件部分

（一）流程图：

（1）主程序部分

（2）子程序部分

（二）最终源程序

见报告结束处附录

四、已实现的功能

✧ 预期目标的功能全部实现

✧ 黄灯5s 的时间内均匀闪烁三次，看起来很舒服，这是意外收获

五、调试过程

1．对照元器件清单依次将实际元器件与之对照，电阻标清阻值

2．按照电电路原理图将PCB 板上的元器件按照有小到大（或由矮到高）的顺序焊接好

3．新建一个测试程序，烧录在51单片机中，观察电路各部分是否可以正常显示。发现了问题，左边红色的LED 灯不亮，断开电路电源后，用万用表测红色LED 灯的两端，原则上接入闭合电路的灯不会在蜂鸣档亮的，猜测灯坏了或者一个引脚没有接好，重新焊接后修复，电路正常工作

4．硬件电路确保没有问题，开始用Keil 配合Proteus 进行C 语言编程联调，修改和编译程序，生成目标HEX 文件以用于烧录

5．将程序烧录在AT89S51芯片中，观察硬件电路运行状态，发现黄灯闪烁速率过

Display1（分秒计时）

Display2(模拟红绿灯)

慢，通过调整延时间隔改良效果，从而达到满意的状态，在红绿灯和黄灯的交替过程实现上，参照书籍采用了case语句，发现这是一种很不错的方法

6．调试成功

六、心得小结

大三学习单片机的时候，一学期有涉及过动手焊接和编程调试，所以这一次的设计任务对我来说并不陌生。当初是自己去电子市场买器件用导线焊接，所以手工方面的复杂程度大大降低，不过这次的程序却是我认真钻研的结果，在基础的程序上更改了东西，主要是黄灯闪烁的部分，花了很长时间，现在的效果是不错的，报告撰写也花了不少时间，主要是流程图不太好画，现在终于大功告成了，真的很开心，收获很多！

附录：最终源程序

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

//引脚绑定

sbit Key1=P1^0;

sbit Key2=P1^1;

sbit Key3=P1^2; //p1：Key1、Key2、Key3分别绑定

sbit LED1=P0^4;

sbit LED2=P0^5;

sbit LED3=P0^6;

sbit LED4=P0^7; //p0：四只数码管控制位绑定

sbit L1=P2^0;

sbit L2=P2^1;

sbit L3=P2^2;

sbit L4=P2^3;

sbit L5=P2^4;

sbit L6=P2^5; //p2：6只Led灯引脚绑定

void delayMs(uchar ms); //延时程序

void display1(void); //分秒计时显示程序

void display2(void); //交通灯显示程序

void init_timer0(void);

void init_timer1(void);

bit light_red_green=0;

bit light_yellow=0;

uchar select_red_green=0;

uchar min=0;

uchar sec=0;

uchar yellow_time=5;

uchar red_green_time=20;

uchar time=20;

uint num=0;

//-----------------------------------------------------

//主程序

//-----------------------------------------------------

void main (void) {