《单片机》课程设计实训报告

物理与机电工程学院课程设计报告

课程名称：单片机课程设计

系部：物理与机电工程学院

专业班级：09 电子信息工程（1）班

学生姓名：

指导教师：

完成时间：

报告成绩：

评阅意见：

评阅教师日期

题目：交通灯设计

一、设计任务与要求

1、设计任务：十字路口红绿交通灯

北

西

东

南

利用单片机完成交通信号灯控制器的设计，该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图上图所示。设东西向为主干道，南北为支干道。

2、设计基本要求：

（1）车辆通行繁忙的十字交叉路口，设计一交通灯控制器，设东西方向通行时间为40秒，当剩余3秒时黄灯亮，南北方向通行时间为25秒，当剩余3秒时黄灯亮。

（2）东西、南北方向各用三个（绿、黄、红）LED表示，并用数码管显示

东西、南北方向的剩余时间。

（3）可利用按键修改时间参数。

二、方案设计与论证

本次实训单片机交通灯控制要求用单片机编写程序，并且自制电路板，最后要能实现东西方向通行时间为40秒，当剩余时间为3秒时黄灯亮，南北方向通行时间为25秒，当剩余3秒时黄灯亮的基本功能。东西方向通行，可用绿色的LED显示通行信号，同时南北方向须禁行，可用红色的LED显示禁行信号，并且用数码管显示禁行倒计时的数字显示，当倒计时为3秒时开始亮黄灯，作为警示信号，同时设计可以随时修改时间参数的按键。

方案一、STC89C52+点阵式LED显示

采用独立式的稳压电源。显示采用点阵式LED显示。这种方案实现复杂，需完成大量的软件工作，但同时其功能强大，可以显示各种英文字符，汉字，图形等。

方案二、STC89C52+七段共阳极数码管

电源供电可采用手机充电器提供的电源，不用的手机充电器可以改装成电源，其输出的电压稳定可靠，足以供给单片机及外围电路的正常工作，如果需要设计比较复杂的电路，或需多种电源，就需要其他电源电路的支持。显示采用LED灯和数码管。用89C52的P2口直接控制交通灯，此方案硬件实现简单，软件实现也比较容易，它极大能力的节省了89C52I/O口的使用，为系统功能扩展提供了必要的条件。采用这样的设计成本较低，易实现，系统可靠性高。

综上所述：方案二优势明显，采用方案二。

三、硬件电路设计

3.1硬件框图：

如图所示

3.2元件介绍

1、STC89C52芯片

（1）、功能特性

STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

STC89C52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器8K字节在系统可编程Flash STC89C52。

STC89C52

主要功能特性：

○1与MCS-51单片机兼容

○28K字节在系统可编程Flash存储器1000次插写周期

○3全静态操作：0Hz-33Hz三级加密程序存储器

○432个可编程I/O口线

○5三个16为位定时器、计数器八个中断源全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式

○6掉电后中断可唤醒

○7看门狗定时器

○8双数据指针

○9掉电标识符

（2）管脚说明

P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8 个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。

P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可

以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。引脚号第二功能P1.0T2（定

时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器T2的

捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在线系统编程用）

P1.6MISO（在线系统编程用）P1.7SCK（在线系统编程用）

P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱

动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可

以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8 位地址字节和一些控制信号。

P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为STC89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。端口引脚第二功能

P3.0RXD(串行输入口) P3.1TXD(串行输出口) P3.2INTO(外中断0)

P3.3INT1(外中断1) P3.4TO(定时/计数器0) P3.5T1(定时/计数器1)

P3.6WR(外部数据存储器写选通) P3.7RD(外部数据存储器读选通) 此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。

RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电

平将是单片机复位。

ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。

PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当