单片机原理及应用课程设计报告.doc

单片机原理及应用 课程设计报告 课程名称： 简易交通信号控制器设计 指导老师： 张莹 班 级 2008级自动化三班 学 号： 2008550318 姓 名: 周晨钟 设计时间： 2011年10月 1 第一章 摘要 3 1.1设计简介 3 1.2设计目的 4 1.3设计任务 4 1.4设计方案 4 第二章 硬件系统设计 4 2.1 主要元件清单 4 2.2 硬件系统整体设计 4 第二章 软件系统设计 8 3.1 软件系统整体流程 8 3.2 系统的主函数 9 3.3 数码管显示刷新函数 11 3.4 定时器中断服务函数 11 3.5 交通灯控制函数 14 第四章 系统调试与存在的问题 16 4.1 硬件调试中的常见故障 16 4.2 软件调试中的常见故障 16 总 结 16 参考文献 17 第一章 摘要 1.1设计简介 随着科技、经济的发展，电子信息时代已经走进了家家户户，无论是生活或学习，还是娱乐和消遣几乎样样都离不开电子产品，大型复杂的计算能力是人脑已经不能胜任。计算器作为一种快速通用的计算工具走进千千万万百姓家中，扮演着重要的角色，计算器可谓已经是我们最亲密的电子伙伴之一。本次课程设计着重在于分析计算器软件设计和开发过程中的环节和步骤，并从实践经验出发对计算器设计做了详细的分析和研究。 单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中。单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 本系统就是充分利用了8051芯片的I/O引脚。系统以采用宏晶公司的51系列单片机STC89C54为微处理器件来设计信号简易的交通控制器。用于模拟管理与控制一个十字交叉路口东西南北两路的交通信号灯。由于单片机C语言具有编程程序方便，移植性好 通过本次设计的训练，可以使我在基本思路和基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识，并具备一定程度的设计能力。 1.3设计任务 自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用内部定时器定时控制南北、东西的交通信号灯（采用LED模拟），交通信号灯由红、黄、绿灯组成，东西、南北模拟路口由12路LED组成，其中南北、东西均采用并联方式连接，双向均有倒计时牌。 控制方案如下： 东西绿灯 东西绿闪 东西黄灯 东西红灯 22 5 3 30 南北红灯 南北绿灯 南北绿闪 南北黄灯 30 22 5 3 1.4设计方案 本次设计在单片机最小系统的基础上，采用P2与P0口扩展七段数码管用于分别显示东西和南北两路的交通灯的计时，P1口扩展六路红绿黄三色交通灯，低电平驱动，通过数字逻辑控制交通灯的几个信号。整个系统结构紧凑合理。 第二章 硬件系统设计 2.1 主要元件清单 STC89C54RD+单片机、四位一体数码管、max232串口电平转换芯片、排阻、LED指示灯等。 2.2 硬件系统整体设计 系统整体硬件电路如图1 图1 硬件系统由是输入模块，输出模块、通信电路、主控芯片及其时钟复位电路组成。因为该系统输出为系统的计时时间。而控制器中有自带的定时器/计数器，因而可将其集成嵌入在控制器中，通过软件调用，因而可以省去输入电路。具体模块电路如下。 2.2.1 单片机最小系统 单片机最小系统是指单片机正常工作所需要的电源和外设的基本电路。只有在满足5v供电，并有时钟和复位电路的情况下，才能正常工作。其原理图如图2。 图2 51系列内核的单片机其供电电源为5V，40引脚接VCC，20引脚接地，左上角的时钟电路为单片机工作提供系统工作时钟。电容用的是33pF,晶振11.0593MHz。复位电路由电阻，电容和开关按钮组成，接在单片机第九个RST复位引脚，当其为高电平时单片机复位。因而正常工作时要保证其为低电平，按下按钮约1秒钟系统复位。P0口外接上拉电阻，为其提供大电流驱动能力。 2.2.2 串口通信下载电路 单片机的串口下载电路如图3 图3 该电路由MAX232芯片以及一些外接电容构成，连接上位计算机以及单片机的TXD与RXD引脚，MAX232芯片主要进行的是电平的转换，通过转换，上位机能通过这个串行端口给单片机烧写程序，也能进行通信。 2.2.3 七段数码管电路 数码管电路如图4 图4 两个通道的交通灯的计时显示在四位七段数码管上，第三四位显示东西通道，一二位显示南北通道。两个定时器的计时数都在数码管上显示。 2.2.4 交通灯控制电路 东西南北四路12盏交通灯的控制电路如图5 图5