单片机课程报告设计-交通信号灯模拟控制系统设计

单片机课程报告设计题目：交通信号灯模拟控制系统设计专业：电子信息科学与技术
※※※※※※前言※※※※※※
本课程设计的目的和意义
本课程设计是在学完单片机原理及课程之后综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用系统设计并在实验室实现。

该课程设计的主要任务是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深“单片机原理与应用”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

*******目录*******
一、设计要求
二、设计内容
三、交通信号灯模拟控制系统设计程序流程图
四、交通信号灯模拟控制系统原理图
五、交通信号灯模拟控制系统主程序
六、运行步骤
七、检测与调试
八、课程设计体会
九、参考文献
十、说明
一、设计要求：交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并且用LED数码管显示时间。

用8051做输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。

二、设计内容：因为本课程设计是交通灯的控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。

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东西红灯，南北绿灯通车，。

过一段时间转状态2南北绿灯灭，黄灯闪烁几次，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，东西绿灯灭，闪几次黄灯，南北仍然红灯。

最后循环至状态1。

注意：.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。

三、交通信号灯模拟控制系统设计程序流程图
四、交通信号灯模拟控制系统主程序
ORG 0000H
SJMP A3
ORG 0030H
A3: MOV SP,#60H ;设栈指针初值
MOV A, #24H
MOV P1, A
SETB P3.2
CLR P3.3
CLR P3.4
SETB P3.5 ；全部红灯亮
MOV R4,#00H ；显示0秒
MOV R7,#00H ；显示0秒
MOV R2,#03H
LCALL XI ；调用子程序
A2 : MOV A,#0CH
MOV P1,A
SETB P3.2
SETB P3.3
CLR P3.4
CLR P3.5 ;东西红灯，南北绿灯
MOV R4,#14H ; 显示20秒
LOOP2 : MOV R2,#03H
LCALL XI
DJNZ R4,LOOP2 ;判断20秒显示时间到否
MOV R2,#03H
LCALL XI
LOOP8: MOV R2,#03H ；南北黄灯闪3次
LCALL XI
MOV R4,#05H ；设南北黄灯亮长显示5秒
SETB P3.2
CLR P3.3
A1: MOV A,#14H
MOV P1 ,A
SETB P3.4
CLR P3.5 ；东西红灯，南北黄灯
MOV R2,#01H ；定时
LCALL DELAY ；调用延时子程序
MOV A ,#04H
MOV P1 ,A
CLR P3.4
CLR P3.5 ；东西红灯，南北不亮即意思要南北黄灯闪烁MOV R2 ,#01H ；定时
LCALL DELAY
DJNZ R4,LOOP8 ；判断南北黄灯闪烁，显示5秒到否？
MOV A, #61H
MOV P1,A
CLR P3.2
CLR P3.3
CLR P3.4
SETB P3.5 ；东西绿灯，南北红灯
MOV R4,#14H ；显示20秒
LOOP3:
MOV R2,#03H
LCALL XI
DJNZ R4,LOOP3 ；判断20秒显示时间到否
MOV R7,#05H ；设东西黄灯亮长显示5秒
SETB P3.5
A0: MOV A,#0A2H
MOV P1,A
CLR P3.2
CLR P3.3
CLR P3.4 ；东西黄灯，南北红灯
MOV R2,#01H ；定时
LCALL DELAY
MOV A,#20H ;
MOV P1,A
CLR P3.2
CLR P3.3
CLR P3.4 ；南北红灯，东西不亮即意思要东西黄灯闪烁MOV R2,#01H ；定时
LCALL DELAY
DJNZ R7,A0 ；判断东西黄灯闪烁，显示5秒到否？
LJMP A2 ；循环回状态1，即东西红灯，南北黄灯
DELAY: PUSH 2
PUSH 1
PUSH 0 ；进栈
DELAY1: MOV 1,#00H
DELAY2:MOV 0,#0B2H
DJNZ 0,$ ；判断是否运行完0B2H
DJNZ 1,DELAY2
DJNZ 2,DELAY1
POP 0
POP 1
POP 2 ；出栈
DJNZ R2 ,DELAY ；判断R2是否运行完
RET ；返回主程序
XI: 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
LCALL DELAY
RET
TAB:DB 0fch,60h,0dah,0f2h,66h,0b6h,0beh,0e0h
DB 0feh,0f6h,0eeh,3eh,9ch,7ah,9eh,8eh
END
五、交通信号灯模拟控制系统原理图
设计的连线图提示：(1) 完整的DVCC实验箱面板
（2）硬件电路连接说明
六、运行步骤：
①8051 P1.0—P1.7、P3.2—P3.5依次接发光二极管L1—L12。

②将BUS3区P3.0用连到数码管显示区DA TA插孔。

③将BUS3区P3.1用连到数码管显示区CLK插孔。

④单脉冲发生/SP插孔连到数码管显示区CLR插孔。

⑤仿真实验系统在"P....."状态下。

⑥以连续方式从0000H开始执行程序，初始态为四个路口的红灯全亮之后，南北路口的绿灯亮东西路口的红灯亮，南北路口方向通车。

延时一段时间后南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。

闪耀若干次后，南北路口红灯亮，而同时东西路口的绿灯亮，东西路口方
向开始通车，延时一段时间后，东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。

闪耀若干次后，再切换到南北路口方向，之后重复以上过程。

七、检测与调试：
1、硬件调试：硬件调试是利用开发系统、基本测试仪器（万用表、示波器等），检查用户系统硬件中存在的故障。

硬件调试可分为静态调试与动态调试两步进行。

静态调试
静态调试是在用户系统未工作时的一种硬件检测。

第一步：目测。

检查外部的各种元件或者是电路是否有断点。

第二步：用万用表测试。

先用万用表复核目测中有疑问的连接点，再检测各种电源线与地线之间是否有短路现象。

第三步：加电检测。

给板加电，检测所有的插座或是器件的电源端是否符合要求的值
第四步：是联机检查。

因为只有用单片机开发系统才能完成对用户系统的调试。

动态调试
动态调试是在用户系统工作的情况下发现和排除用户系统硬件中存在的器件内部故障、器件连接逻辑错误等的一种硬件检查。

动态调试的一般方法是由近及远、由分到合。

由分到合是指首先按逻辑功能将用户系统硬件电路分为若干块，当调试电路时，与该元件无关的器件全部从用户系统中去掉，这样可以将故障范围限定在某个局部的电路上。

当各块电路无故障后，将各电路逐块加入系统中，在对各块电路功能及各电路间可能存在的相互联系进行调试。

由分到合的调试既告完成。

由近及远是将信号流经的各器件按照距离单片机的逻辑距离进行由近及远的分层，然后分层调试。

调试时，仍采用去掉无关元件的方法，逐层调试下去，就会定位故障元件了。

2、软件调试：软件调试是通过对拥护程序的汇编、连接、执行来发现
程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。

程序后，编辑，查看程序是否有逻辑的错误。

八、课程设计体会
通过一个星期的实训，我对单片机有了更深的体会。

我了解和掌握了一些编程思想和对I/O 口的使用。

这次实训通过单片机的I/O口来控制交通灯。

在编程的过程中，可以说是比较顺
利，只是摸仿其他的编程思路，在加上一些自己的思想来满足这次实训的任务。

通过这次的实训，对单片机的I/O口的使用的条件有更深的理解，对单片机的各个管脚功能的理解也加深了，以及在常用编程设计思路技巧（特别是汇编语言）的掌握方面都能向前迈了一大步。

这次的课程设计让我把单片机的理论知识用在实践中，实现了理论和实践相结合，从中更懂得理论的是实践的基础，实践有能检验理论的正确性，让我受誉非浅，对我以后参加工作或者继续学习将会产生巨大的帮助和影响。

九、参考资料
1．张迎新主编，单片机中级教程，北京航空航天大学出版社。

2．丁元杰主编，单片机原理与应用，机械工业出版社。

3．孙育才主编，MCS-51系列单片微型计算机及其应用，东南大学出版社
十、说明
本课程的先修课程是：单片机原理与技术、数子电子技术、模拟电子技术。

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。