闪烁LED小灯的设计毕业设计论文 精品

学生姓名指导老师职称课题名称闪烁LED小灯的设计课题工作内容交通灯的硬件电路主要由单片机控制电路、数码管显示电路、时钟电路、LED显示电路、按键控制电路组成。

主要实现：1、交通灯指挥通行的实现：通过时钟电路、LED显示电路与数码管显示电路，实现通行灯的亮、灭与时间的显示。

2、特殊情况的处理实现：通过按键控制电路，实现发生交通事故与有救护车要紧急通行时的交通灯状况。

指标要求1、自动控制2、显示时间进程安排第一天：下达任务、了解课题要求、查阅资料；第二天：方案论证与确定，采购元器件；第三天、第四天：硬件制作与调试；第五天～第八天：软件设计与调试；第九天：撰写报告；第十天：作品掩饰与答辩考核。

主要参考文献《单片机原理及应用技术》范力旻电子工业出版社《51系列单片机设计实例》楼然苗李光飞北航出版社《单片机的C语言应用程序设计》马忠梅籍顺心北京航空航天大学出版社《51单片机应用开发案例精选》王为青邱文勋人民邮电出版社《51系列单片机设计实例》楼然苗李广飞北京航空航天大学出版社《单片机原理与接口技术》胡汉才清华大学出版社《单片机原理与应用》丁元杰机械工业出版社地点起止日期2012.6.10~6.23目录第一章、设计目的 (1)第二章、硬件设计 (1)2.1单片机最小系统 (1)2.1.1单片机 (1)2.1.2震荡电路 (2)2.1.3复位电路 (2)2.2外接电路 (2)2.2.1串行口扩展 (3)2.2.2显示电路 (3)2.2.3十字路口交通灯显示电路 (4)第三章、软件设计及调试 (4)3.1 流程图 (5)3.2程序 (6)3.2.1子程序 (9)3.2.2延时子程序 (9)3.2.3显示子程序 (10)3.3软件调试结果与说明 (13)第四章、实物调试 (13)第五章、课程设计小结 (14)附录A仿真 (16)附录B系统程序 (21)元件清单 (28)第一章设计目的1.1课题简介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。

1.2课题研究的目的和意义本次课题利用了单片机内部定时器、外部中断，74HC164芯片，LED灯和数码管，解决了原始的人工指挥交通带来的一系列麻烦，大大的提高了实用性、灵活性和可靠性。

同时通过这次课题使我们进一步熟悉单片机的内部结构，编程技巧以及相关芯片的了解与应用。

第二章硬件设计本系统主要由单片机、74HC164芯片、8位共阳极数码管、LED灯等一系列电路组成，主要完成交通灯十字路口的通行控制及其时间的显示。

2.1.最小系统2.1.1单片机：AT89C51AT89C51的工作特性：·内含4KB的FLASH存储器檫写次数1000次；·内含128字节的RAM；·具有32根可编程I/O线；·具有2个16位编程定时器·具有6个中断源，5个中断矢量，2级优先权的中断结构；·具有1个全双工的可编程串行通信接口；·具有1个数据指针DPTR；·具有可编程3级程序锁定位；·AT89C51的工作电源为5（1±0.2）V且典型值为5V；·AT89C51最高工作频率为24MHZ；·AT89C51的编程频率为3~24MHZ（本次用12MHz），编程启动电流和启动电压分别为1mA、5或12V （本次5V）。

电源：采用USB接口连接，提供5V电压。

2.1.2震荡电路：本次设计采用12MHz的晶振，电路图如下：图1震荡电路两只电容在20pF～100pF之间取值，其取值在60pF～70pF时振荡器频率稳定性较高，按照一般经验，外接晶体时两个电容的取值为33pF。

2.1.3复位电路：图2 手动复位2.2外接电路2.2.1串行口端口扩展74HC16474HC164是高速硅门 CMOS 器件，与低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件的引脚兼容。

74HC164是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。

数据通过两个输入端（DSA 或 DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。

两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。

时钟 (CP) 每次由低变高时，数据右移一位，输入到 Q0， Q0 是两个数据输入端（DSA 和DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。

主复位 (MR) 输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。

AT89C51通过P3.0口和P3.1口对其进行片选控制2.2.2显示电路图3 LED数码管显示电路：本次LED显示电路主要采用74HC164与共阳极数码管相接。

通过四片74HC164来控制数码管的输出。

74HC164的1,2号脚接到AT89C51的P3.0口，第8脚接到P3.1口。

2.2.3十字路口交通灯显示电路：图4 通过LED红、绿、黄三种颜色灯的亮与灭来模仿十字路口的交通灯。

交通灯的变化规律：红灯亮20秒，黄灯亮15秒，绿灯亮5秒。

假设一个十字路口为东西南北走向。

分为五个状态：1初始状态为南北绿灯亮，东西红灯亮；2南北绿灯亮20秒后，转为黄灯闪烁5秒，东西红灯仍亮；3南北黄灯亮5秒后，转为红灯，东西绿灯亮；4东西绿灯亮20秒后，转为黄灯，南北红灯亮；5东西黄灯亮5秒后，转为红灯；南北为绿灯亮。

重复循环。

交通灯变化过程中用数码管进行计时，以便观察。

第三章软件设计及调试3.1流程图N Y NN 时间显示为0 状态2 显示时间的子程序 给定端口的值 延时子程序 状态4 显示时间子程序 给定端口值 延时的子程序 显示时间小于5秒 状态5 显示时间的子程序 给定端口的值 延时子程序 时间显示为0 状态 1 显示时间的子程序 给定端口值 开始初始化变量状态标志量a=0 0.5秒定时时间 显示时间小于5秒 延时子程序 a=1 a=0 N N Y Y3.2程序3.2.1主程序void main(void){TMOD=0x01; //设置定时方式1TH0=0x3c; //定时初值50MSTL0=0xb0;TR0=1; //T0溢出中断请求开启EA=1; //总中断开启ET0=1; //T0中断开启EX0=1; //外部中断INT0开启IT0=1; //设置开关下降沿有效EX1=1; //外部中断INT0开启IT1=1; //设置开关下降沿有效ns_time=ns_time_green; //东西南北红黄绿灯时间赋值ew_time=ew_time_red;ew_time_red=ns_time_green+ns_time_yellow;if(!a) //a=0,东西显示19开始倒计时，南北14开始倒计时{ns_time=ew_time_red;ew_time=ns_time_green+ns_time_yellow;}while(!a) //a=0,进入循环{if(ew_time-5>0){while(!flag);display(ew_time,ew_time-5); //flag=1，显示东西19，南北14P1=0xdd; //南北绿灯，东西红灯flag=0;}if(ew_time<=5) //东西时间<=5时，南北黄灯闪烁，东西红灯{while(!flag);flag=0;display(ns_time,ns_time); //东西，南北均从5开始倒计时显示 P1=0xdf; //东西红灯，南北黄灯一亮一灭显示 /*p1_4=0;*/delay(5000);p1_0=~p1_0; //南北黄灯所在位，对应取反，实现亮灭变化delay(5000);}if(ew_time==0) //如果东西时间为0，赋值a为1，以实现方向转变a=1;}if(a) //a=1,南北显示19开始倒计时，东西14开始倒计时 {ns_time=ew_time_red;ew_time=ns_time_green+ns_time_yellow;}while(a) //a=1,进入循环{if(ns_time-5>0) //南北红灯，东西绿灯{while(!flag);display(ns_time-5,ns_time); //flag=0，显示南北19，东西14delay(5000); //延时子函数调用P1=0xeb; //南北红扥个，东西绿灯显示}if(ns_time-5<=0) //南北时间<=5时南北红灯，东西黄灯闪烁{while(!flag); //flag=0南北显示19开始倒计时，东西14开始计时 flag=0;display(ns_time,ns_time); //东西，南北均从5开始倒计时显示 P1=0xfb; //南北红灯，东西黄灯一亮一灭显示 p1_3=~p1_3; //东西黄灯P1.3位取反，以实现黄灯亮灭变化显示 delay(5000); //延时函数调用}if(ns_time==0) //如果南北时间为0赋值a为0a=0;}}3.2.2 延时子程序：. delay(int t) {while(t--);}3.2.3显示子程序：display(int ew_time,int ns_time){char table[10]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09};//共阳极数码显示0-9对应的字型码char i,a[4];a[2]=ns_time%10; //南北时间个位数赋值给a[2]a[3]=ns_time/10; //南北时间十位数赋值给a[3]a[0]=ew_time%10; //东西时间个位数赋值给a[0]a[1]=ew_time/10; //东西时间个位数赋值给a[1]SM1=0;SM0=0; //串行口工作方式0设定for(i=3;i>=0;i--) //分别将4位数送到SBUF区域{SBUF=table[a[i]];while(!TI) ; //判断是否发送完一个数据TI=0; //若发送完，0赋给TI}}3.2.4中断程序：void int0(void) interrupt 0//int0中断子函数，当紧急情况（救护车等）发生时，对应INT0按键调用此函数{ int i,j;display(00,00); //显示器显示0000，不再进行倒计时 delay(5000);for(i=0;i<10;i++)//利用flag实现东西南北方向红灯均显示亮，对应东西南北方向车流均停止，处理紧急情况 {for(j=0;j<10;j++){delay(50000);while(!flag){ P1=0xdb；}}}flag=0;}void int1(void) interrupt 2//int1中断子函数，当紧急情况（救护车等）发生时，对应INT1按键调用此函数{ int i,j;display(00,00); //显示器显示0000，不再进行倒计时 for(i=0;i<10;i++){for(j=0;j<10;j++)//利用flag实现主干道东西方向绿灯南北方向红灯{while(!flag){ P1=0xeb;}}}flag=0;}int t0int()interrupt 1 //t0中断（定时器0中断）子函数 {TH0=0x3c; //定时50ms初值设定TL0=0xb0;point--; //20次T0定时次数控制if(point==0)//如果20次到了，改变显示的东西南北方向的时间{flag=1;point=20;if(ns_time!=0)ns_time--;if(ew_time!=0)ew_time--;}}3.3软件调试结果与说明用Keil uVision4软件编程，编译无误后，生成**.hex文件。