单片机应用技术课程的设计指导书.docVIP

《单片机应用技术》课程设计指导书 通过前面各章的学习，我们已经掌握了单片机的基本工作原理和程序设计方法、存储器和I/O接口的扩展方法等。它们是设计单片机应用系统的软件和硬件基础。有了这些基础以后，就可以进行单片机应用系统的设计与开发了。 本课程设计通过典型单片机应用系统设计的分析，将所学知识加以系统化，并进一步学习和领会单片机应用系统的设计、开发和调试的思路、技巧和方法。 任务一 交通信号灯模拟控制 设计一个单片机控制交通信号灯，使其能模拟城市“十字”路口交通信号灯的功能，并能进行某些特殊控制。所谓模拟，就是以绿、黄、红色三支共两组（因为东、西方向信号灯的变化情况相同，用一组发光二极管；南、北方向信号灯的变化情况相同，用一组发光二极管。故为二组）发光二极管（LED）表示交通信号灯，以按动按键表示车辆的到达。 根据路口情况及控制要求的不同，把交通信号灯控制分为以下几种类型。 一、定时交通信号灯控制 在双干线的“十字”路口上，交通信号灯的变化是定时的，其基本变化规律如下： A： 放行线：绿灯亮放行25s，黄灯亮警告5s，然后红灯亮禁止。 B： 禁行线：红灯亮禁止30s，然后绿灯亮放行。 1．具体设计要求： （1）该设计能控制东、西、南、北四个路口的红、黄、绿信号灯正常工作。 （2） 当东西方向放行、南北方向禁行时，东西方向绿灯亮25s，然后黄灯亮5s；南北方向红灯亮30s。 （3） 当南北方向放行、东西方向禁行时，南北方向绿灯亮25s，然后黄灯亮5s；东西方向红灯亮30s。 当使两条路线交替地成为放行线和禁行线时，就可以实现定时交通控制。 2．设计方案 （1） 芯片选择 为了实现上述设计要求，可以用8051单片机芯片。用8051芯片的P1口（P1.0～P1.5）分别接上两组六位信号灯。 （2） 延时的实现　延时的实现可以是通过软件实现；也可利用定时器／计数器的定时工作方式实现；还可以通过扩展8155芯片，利用其中的定时器/计数器实现延时。本系统使用软件延时。 3． 硬件设计 （1） 电路原理图 交通信号灯的控制电路中的核心是8051单片机，其内部带有4KB的ROM，无须扩展程序存储器；交通灯的控制没有大量的运算和暂存数据，8051芯片内的128B RAM已能满足要求，所以也不必外扩RAM。 电路原理图如下图所示。 定时交通信号灯控制原理图 （2） 信号灯的控制及控制编码 由图11-1所示可知，P1.0～P1.3控制东西方向的信号灯（用A线表示）；P1.4～P1.5控制南北方向的信号灯（用B线表示）。6只发光二极管是以共阳极连接，所以相应口线输出高电平则“信号灯”灭；口线输出低电平则“信号灯”亮。为了实现上述控制要求，P1口共输出4种控制码，如表11-1表所示。 “信号灯”控制码表 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 控 制 码 状态说明 （空） （空） B线绿灯 B线黄灯 B线红灯 A线绿灯 A线黄灯 A线红灯 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 33H 35H 1EH 2EH A线放行，B线禁行 A线警告，B线禁行 A线禁行，B线放行 A线禁行，B线警告 4．软件设计 （1） 流程图 按上表所示控制码的顺序实现“信号灯”的控制。流程图如下： （2） 参考源程序 ORG 1000H MAIN： MOV P1，#33H ；A线放行，B线禁行 MOV R7，#19H ；延时秒数 MAIN1： LCALL DELAY ；1s延时子程序 DJNZ R7，MAIN1 MOV P1，#35H ；A线警告，B线禁行 MOV R7，#05H ；延时数秒 MAIN2： LCALL DELAY ；1s延时子程序 DJNZ R7，MAIN2 MOV P1，#1EH ；A线禁行，B线放行 MOV R7，#19H MAIN3： LCALL DELAY DJNZ R7，MAIN3 MOV P1，#2EH ；A线禁行，B线警告 MOV R7，#05H MAIN4： LCALL DELAY DJNZ R7，MAIN4 AJMP MAIN DELAY： MOV R0，#64H ；延时1S子程序 DEL2： MOV R1，#0AH DEL1： MOV R2，#7DH DEL0： NOP NOP DJNZ R2，DEL0 DJNZ