单片机最小系统交通灯流水灯设计精读.doc

HEFEI UNIVERSITY 单片机应用技术课程 设计报告 系 别： 电子信息与电气工程系 专业（班级）： 姓名（学号）： 导师姓名： 完成时间： 2015-05-30 摘 要 本课程设计完成的是构建单片机最小系统和实验环境熟悉，跑马灯实验及74LS138译码器，8255控制交通灯实验，8253方波实验。最小系统包括晶振，复位等模块。138的译码实验，根据138的译码特性建立一个译码表，用P1口给74LS138的A、B、C口赋值，在此过程中其实只用到了P1^0，P1^1，P1^2；8255A交通的实验选择PA口控制交通灯，核心思想就是延时时间的控制；8253方波实验采用的是CLK0产生方波信号，再用T0、T1不同工作方式进行分频，输出方波；最后继电器是通过控制单片机端口的高低电平来控制继电器的通断。 关键词：单片机 译码器 交通灯 方波 工作方式 目录 一、系统分析 1 二、系统总体设计 2 三、硬件设计 3 1、单片机最小系统 3 2、流水灯电路 5 3、译码器电路 6 3.1 74LS138芯片的引脚图及功能 6 3.2 电路设计 7 4、交通灯电路 8 4.1 8255A芯片引脚图及功能 8 4.2 电路设计 9 5、方波电路 10 5.1 8253芯片的引脚图及功能 10 5.2 电路设计 12 6、继电器电路 12 7、独立按键电路 13 四、软件设计 13 1、主程序 13 2、地址端口定义 14 3、输出方波程序 15 五、系统调试 16 1、硬件调试 16 2、软件调试 16 3、软硬件联调 16 六、功能测试 16 1、测试平台 16 2、测试工具 17 3、测试步骤 17 4、测试结果 17 总结 17 致谢 18 参考文献 18 附录 19 附录1 作品展示 19 附录2 硬件清单 20 附录3 软件清单 21 一、系统分析 本次设计的单片机控制系统，旨在通过按键操作完成如下五个功能： 实现P1口控制8个指示灯，循环点亮，瞬间只有一个灯亮 实现与74LS138译码器连接的8个指示灯，循环点亮，瞬间只有一个灯亮 使用芯片8255A控制LED指示灯，实现交通灯功能。 使用8253A的计数器0和计数器1实现对输入时钟频率的两级分频，得到一个周期为1秒的方波，用此方波控制蜂鸣器，发出报警信号 设计接口电路，通过继电器控制直流电机转动、停止 通过分析以上功能可知，本次实验可以选用已有单片机STC89C52，运用5个独立按键来控制5个功能的实现，且各个功能不能相互干扰。因此需要每个功能实现后进行复位，但是考虑到8253A芯片没有自带复位键，决定采用上电复位。对于第一个实验，由于要实现循环点亮，所以直接用8个灯并联然后与一个1K电阻串联，接成共阳即可；对于第二个实验，指示灯的电路可与第一个实验相同，但其负极需与74LS138译码器的输出相接，然后通过单片机控制译码器的A、B、C实现指示灯的循环点亮；对于第三个实验，交通灯采取红、黄、绿排列，指示灯需串1K电阻，然后通过单片机控制8255A的工作方式0来实现交通灯的功能；对于第四个实验，采用红灯与蜂鸣器并联接地，其阳极接8253A的OUT1输出，绿灯阴极接在OUT1上，通过单片机控制8253A可以实现蜂鸣器报警，红绿灯交替点亮；对于第五个实验，初步考虑利用PNP三极管来驱动5V的继电器，由于PNP低电平有效，起基极b与单片机相连，这样可以通过单片机控制继电器的吸合，考虑到在电路板上焊接直流电机不方便，在此将直流电机换成LED灯。以上便是整个系统的初步分析，具体电路还需根据实际情况设计。 二、系统总体设计 根据本次设计的要求，经小组成员讨论后，选用单片机STC89C52作为控制器，5个独立按键作为各个独立模块的按钮，译码器实验选用74LS138，交通灯实验选用D82C55AC-2芯片，方波实验选用D8253C-2芯片，继电器实验选用HRS2H-S-DC5V-N继电器，另外电源采用直流可调稳压电源。系统原理框图如2.1所示： 图2.1 系统原理图 具体的单片机端口分工： (1)单片机最小系统的晶振采用12M Hz晶振，电源采用直流可调稳压电源5V供电，五个独立按键接单片机P2.0~P2.4口，分别依次控制五个模块。 (2)实验一8个LED灯阴极接单片机P1口 (3)实验二74LS