李中文单片机设计教材.doc

中州大学 单片机课程设计说明书 课题名称 专业 机电一体化 学生姓名 李中文 班级 12级机电对口2班 学号 201225090217 指导教师 沈娣丽 宋海军 完成日期 2014年 9 月 20日 目录 目录 2 1 设计题目及要求 3 1.1 题目：模拟交通灯控制系统 3 1.2 基本要求： 3 2 摘要 3 3 设计分析 4 3.1整体设计分析 4 4 设计相关介绍 9 4.1 单片机 9 4.1.1 单片机简介 9 4.1.2 单片机的特点 9 4.2 AT89C51单片机简介 9 4.2.1 功能特性概述 10 4.3 Keil软件的简介 10 5 设计程序及仿真 11 5.1 程序 11 5.3 程序运行效果图 16 6 单片机设计心得与体会 17 7 致谢 18 8 参考资料 18 1 设计题目及要求 1.1 题目：模拟交通灯控制系统 1.2 基本要求： 利用2个数码管进行1秒倒计时显示，定时为30秒；利用红、绿、黄三种不同颜色的LED显示不同的通行情况，模拟实际交通灯控制系统功能，完成控制软件的编写与调试要求LED点亮时间和倒计时时间准确2 摘要 随着如今社会的发展，经济愈来愈发达，人们对车辆的需求越来越大，汽车数量急剧增加，人们活动量大，道路拥挤，交通灯的功能也越来越重要，它的出现使得交通得到了有效地管制，无论是车辆还是行人都要有秩序的通行，从而减少了交通事故的发生，提高了道路的使用效率。 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断的深入。本次模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器，本系统设计周期短，可靠性高，实用性强，操作简单，维护方便，扩展功能强。 关键词： 单片机 交通灯 3 设计分析 3.1整体设计分析 设在双干线十字路口交通灯控制 绿灯亮放行25秒，黄灯亮警告5秒，然后红灯亮禁行；红灯亮禁止通行，计时30秒后，绿灯亮放行，依次循环；当东西方向放行时，南北方向禁行，反之亦然。该设计中以AT89C51为中心器件；采用12个LED灯，利用P1口控制LED灯；采用两个两位数码管显示时间，利用P0口控制。 路口处红绿灯的安排： （1）南北方向通行，东西方向禁止: 南北路口绿灯亮，数码管显示开始25秒倒计时；东西路口红灯亮，数码管显示开始30秒倒计时；25秒后，南北路口绿灯变黄灯，数码管显示5秒倒计时；5秒后，南北路口黄灯变红灯，数码管显示30秒倒计时，同时东西路口红灯变绿灯，数码管显示25秒倒计时。 （2）东西方向通行，南北方向禁止：东西路口绿灯亮，数码管显示开始25秒倒计时；南北路口红灯亮，数码管显示开始30秒倒计时；25秒后，东西路口绿灯变黄灯，数码管显示5秒倒计时；5秒后，东西路口黄灯变红灯，数码管显示30秒倒计时，同时南北路口红灯变绿灯，数码管显示25秒倒计时。 依次循环 南北通行，绿灯亮，东西禁行，红灯亮 南北绿灯变黄灯，东西亮红灯 东西通行，绿灯亮，南北禁行，红灯亮 东西绿灯变黄灯，南北亮红灯 南北通行，绿灯亮，东西禁行，红灯亮依次循环 4 设计相关介绍 4.1 单片机 4.1.1 单片机简介 单片机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。单片机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。 在MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列和52子系列。每个子系列有诺干中型号。51系列有8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生了80c51、87c51、80c31三个型号；52系列有5021、8752、8032三个型号，改进后的型号是80c52/87c52、80c32。改进后的型号更加省电。52系列比对应的51系列增加了定时器T2并将内部程序存贮器增加到8KB。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗 4.1.2 单片机的特点 （1）低功耗、低电压 （2）总线多样，易于扩展 （3）功能完善，接口多样， （4）集成度高，可靠性好，抗干扰性强， （5）性价比高，开发周期短，易于产品化， 单片机外部的典型三总线结构,方便系统构扩展,构成各种规模的应用系统。外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式, 可根据需要进行并行或者串行扩展。 4.2 AT89C51单片机简介 AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB的可反