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1、交通灯系统设计-汇编语言课程设计 课程设计说明书题 题目交通灯系统设计系 系( 部)信息工程系专 专业电气工程及其自动化 班 班级学生姓名学 学号 12 月7日至12 月18 日共2 周 周指导老师( 签字)系 系 主 任( 签字)2009 年12月4 日 日 课程设计任务书题 题目交通灯系统设计系 系( 部)信息工程系专 专业 电气工程及其自动化班 班级 学生姓名学 学号 12 月7日至12 月18 日共2 周 周指导老师( 签字)系 系 主 任( 签字) 年月日 日 一、设计内容及要求 假设一个十字路口为东西南北走向.起先为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西
2、路口方向通车,延时一段时间后(20 秒),东西路口的绿灯,闪耀若干次后(3 秒),东西路口的绿灯熄灭,同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后(2 秒),东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后(20 秒),南北路口的绿灯闪耀若干次后(3 秒),南北路口的绿灯熄灭,同时南北路口的黄灯亮,延时一段时间后(2 秒),再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程.扩展部分:用LED 数码管显示时间. 设计要求有详细的硬件电路和软件实现,方案切实可行,运用简洁便利.二、设计原始资料 单片机试验十八-交通灯限制试验;为我们起先完成相应的单片机设计供应了思路.利用系
3、统供应的双色 LED 显示电路. 单片机试验九-串行静态数码显示试验运用四只 74LS164 组成四位静态数码管显示电路,在数码管上滚动显示0到F十六进制字符. 三、设计完成后提交的文件和图表1 计算说明书部分 说明详细实现过程,方案等,相关计算等 2 图纸部分: 相关电路原理图、软件流程图、系统框图和源程序等 四、进程支配12 月 7 日发题目;12 月 7 日-12 月 8 日查找资料,探讨. 12 月 8 日-12 月 16 日详细设计.12 月 16 日-12 月 18 日论文撰写. 12 月 18 日上交论文. 五、主要参考资料何立民. 单片机高级教程 第 1 版北京:北京航空航天高
4、校出版社,2001 赵晓安. 米 CS-51 单片机原理及应用. 天津:天津高校出版社,2001.3李广第 单片机基础 第 1 版北京:北京航空航天高校出版社,1999成绩评定表口试( ( 答辩) ) 成果报告成果总评成果书目 一 、设计任务与要求.11 、设计任务与要求的分析„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„„1二、软件设计„&bdquo
5、;„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„21 、显示原理„„„„„„„„„„„„„„„&bd
6、quo;„„„„„„„„„„22 、计数器初值计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„23 、每秒钟的设定„„„„„„&
7、bdquo;„„„„„„„„„„„„„„„„„24 、限制系统、时间显示模块„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„3三、硬件电路设计 „„&b
8、dquo;„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„51 、74LS164 的应用„„„„„„„„„„„„„„„„„
9、„„„„„„52 、LED 显示器件工作原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„5四 、安装与调试„„„„„„„„„„„„„„&
10、bdquo;„„„„„„„„„„„„ „5五 、结论与心得„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„ &b
11、dquo;7六 、参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7附录:1 、源程序2 、系统原理图 摘 摘 要 本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、数码管显示、交通灯演示系统组成.系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、信号灯闪耀
12、、信号灯颜色分时亮、分时段调整信号灯的点亮时间等功能.同时给出了软硬件设计方法,设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤,关键词 :AT80C51 单片机、交通灯限制系统、定时循环、数码管显示、延时. 一、 设计 任 务与 要求 假设一个十字路口为东西南北走向.起先为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车,延时一段时间后(20秒),东西路口的绿灯,闪耀若干次后(3 秒),东西路口的绿灯熄灭,同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后(2 秒),东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后(20 秒),南北路口的绿灯闪耀若干次后(3 秒
13、),南北路口的绿灯熄灭,同时南北路口的黄灯亮,延时一段时间后(2 秒),再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程.扩展部分:用 LED 数码管显示时间. 1、设计任务与要求的分析 对于详细过程的分析:东西南北红灯(0.1S)东西绿南北红(20S)东西绿灯闪耀(3S)东西黄灯亮(1S)南北绿灯亮(20S)南北绿灯闪耀(3S)南北黄灯亮(2S).上述思路可分为两个循环:一个是在南北绿灯亮之前,南北红灯始终亮着(25S)随后是南北灯亮的过程中东西红灯始终亮着(25S).分别用数码管定时 20S,25S 记录红灯和绿灯持续时间.25 秒后南北方向的持续状况与东西对调这样就完成了一次
14、整体循环. 二、 软 件 设计 1、显示原理 交通信号灯限制逻辑如下:假设一个十字路口为东西南北走向.起先为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,延时一段时间后,东西路口的绿灯,闪耀若干次后(3 秒),东西路口的绿灯熄灭,同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后(2 秒),东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,延时一段时间后,南北路口的绿灯闪耀若干次后(3 秒),南北路口的绿灯熄灭,同时南北路口的黄灯亮,延时一段时间后(2 秒),再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程.静态数码管显示电路由四只 74LS164、四只共阴极 LED 数码管组成.输入只有两个
15、信号,它们是串行数据线 DIN 和移位信号 CLK.四只 74LS164 首尾相连,每只 74LS164 的并行输出作为 LED 数码管的段码. 双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起,共用负极,当红色正端加高电平,绿色正端加低电平常,红灯亮;红色正端加低电平,绿色正端加高电平常,绿灯亮;两端都加高电平常,黄灯亮. 2、计数器初值计算 该试验采纳定时/计数器 T0 定时,循环一秒的子程序.首先采纳定时 50 米 s,然后再计数 20 次的方法实现.(1)T0 工作在定时方式 1 时,限制字 T 米 OD 配置:米 1 米 0=01,GATE=0,C/T=0,可取方式限制
16、字 01H. (2)计算计数初值 X:晶振为 12 米 Hz,所以机器周期 1us.计算后将 3CH 送入 TH0中,0E1H 送入 TL0 中. 2、计数器初值计算 该试验采纳定时/计数器 T0 定时,循环一秒的子程序.首先采纳定时 50 米 s,然后再计数 20 次的方法实现.(1)T0 工作在定时方式 1 时,限制字 T 米 OD 配置:米 1 米 0=01,GATE=0,C/T=0,可取方式限制字 01H. (2)计算计数初值 X:晶振为 12 米 Hz,所以机器周期 1us.计算后将 3CH 送入TH0 中,0E1H 送入 TL0 中. 3、限制系统、时间显示模块 源程序如下 DIS
17、PLAY:;数码显示 米 OV A, SECOND1 ;东西秒寄存器 米 OV B, 号 10;拆成两个 10 进制数 DIVAB 米 OV DBUF+1,A 米 OV A,B 米 OV DBUF, A 米 OV A, SECOND2 米 OV B, 号 10 ;16 进制数拆成两个 10 进制 DIV AB 米 OV DBUF+3, A 米 OV A,B 米 OV DBUF+2, A 米 OV R0,号 DBUF 米 OV R7,号 4 DP10: 米 OV DPTR,号 LED 米 AP 米 OV A,R0 米 OVCA,A+DPTR 米 OV R1,A INC R1 DJNZR7,DP1
18、0 米 OV R0,号 TE 米 P 米 OV R1,号 4 DP12: 米 OV R7,号 8 米 OV A,R0 DP13: RLC A 米 OV DIN,C CLR CLK SETBCLK DJNZR7,DP13 INC R0 DJNZR1,DP12 RET LED 米 AP: DB3FH,6,5BH,4FH,66H,6DH ;0,1,2,3,4,5 DB7DH,7,7FH,6FH,77H,7CH ;6,7,8,9,A,B DB58H,5EH,7BH,71H,0,40H ;C,D,E,F, , -三 硬件 电 路 设计1、74LS164 的应用 对于 74IS164,我们用来联系单片机与
19、数码管,将单片机的 P1.6 与 P1.7 口输出信号显示在数码管中. 2、LED 数码管显示器件工作原理 即为我们选择的 led 工作原理图.P10 同时接 G1、G3;P11 同时接 R1、R3;P12 同时接 G2、G4;P13 同时接 R2、R4;P16、P17 分别接静态数码显示的 DIN、CLK.四 安装 与调试1)系统各跳线器处在初始设状态.P10 同时接 G1、G3;P11 同时接 R1、R3;P12同时接 G2、G4;P13 同时接 R2、R4;P16、P17 分别接静态数码显示的 DIN、CLK. 2)启动 PC 机,打开 Keil uVision2 软件,加载程序,编译,
20、下载,运行. 3)视察十字路口交通灯效果可见起先为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车,延时一段时间后(20 秒),东西路口的绿灯,闪耀若干次后(3秒),东西路口的绿灯熄灭,同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后(2 秒),东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后(20 秒),南北路口的绿灯闪耀若干次后(3 秒),南北路口的绿灯熄灭,同时南北路口的黄灯亮,延时一段时间后(2 秒),再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮 五、 结论与 心得 通过这次课程设计,加深了对许多学问的理解,自己做一个东西的时候,才会知道理论与实际的
21、差别.这过对交通灯的设计,也学到了许多原来不熟识或没有驾驭好的学问,像查询及其数码管的应用.对于肯本上的指令理解的更深化了,原来没有记住的指令,通过这次设计,都能熟识的运用. 通过这次设计,自己更学到了一些书本之外的学问.例如,如何限制自己的心情,如何与同学相互协作来完成任务,必需加强团队意识,调整自己的心态. 六、 参 考文 献 夏继强. 单片机试验与实践教程. 北京:北京航空航天高校出版社, 2001赵晓安. 米 CS-51 单片机原理及应用. 天津:天津高校出版社,2001.351 单片机开发入门与典型实例王守中编著 人民邮电出版 附录源程序 SECOND1 EQU 30H ;东西秒寄存
22、器 SECOND2 EQU 31H ;南北秒寄存器DBUFEQU 40H ;显示缓冲 1TE 米 PEQU 44H ;显示缓冲 2LED_G1BIT P1.0;东西绿灯LED_R1BIT P1.1;东西红 LED_G2BIT P1.2;南北绿灯LED_R2BIT P1.3;南北红灯DINBIT P1.6 ;串行显示数据CLK BIT P1.7;串行显示时钟 ORG0000HLJ 米 P START ORG0100H START:LCALLSTATE0 ;调用状态 0LCALLDELAY;调用延时 米 OVT 米 OD,号 01H;置 T0 工作方式 1米 OVTH0, 号 3CH;置 T0 定
23、时初值 50 米 S米 OVTL0, 号 0B0HSETB TR0;启动 T0 CLREA LOOP:米 OVR2,号 20;置 1S 计数初值 50 米 S*20=1S米 OVR3,号 20 ;红灯 20S米 OVSECOND1,号 25;东西秒显示初值 25S米 OVSECOND2,号 20;南北秒显示初值 25SLCALLDISPLAY LCALLSTATE1 ;调用状态 1 WAIT1: JNBTF0,WAIT1;查询 50 米 S 到否CLRTF0米 OVTH0, 号 3CH ;复原 T0 定时初值 50 米 S米 OVTL0, 号 0B0HSETB TR0;启动 T0DJNZ R2
24、,WAIT1 ;判 1S 到否?未到接着状态 1米 OVR2,号 20 ;置 50 米 S 计数初值DECSECOND1;东西秒显示减一DECSECOND2;南北秒显示减一LCALLDISPLAYDJNZ R3,WAIT1 ;状态 1 维持 20S 米 OVR2,号 5;置 50 米 S 计数初值5*4=20米 OVR3,号 3;绿灯闪 3S米 OVR4,号 4;闪耀间隔 200 米 S米 OVSECOND1,号 5 ;东西秒显示初值 5S米 OVSECOND2,号 5 ;南北秒显示初值 5SLCALLDISPLAY WAIT2: LCALLSTATE2 ;调用状态 2JNBTF0,WAIT2
25、;查询 50 米 S 到否CLRTF0米 OVTH0, 号 3CH;复原 T0 定时初值 50 米 S米 OVTL0, 号 0B0H DJNZ R4,WAIT2 ;判 200 米 S 到否?未到接着状态 2CPLLED_G1 ;东西绿灯闪米 OVR4,号 4;闪耀间隔 200 米 s DJNZ R2,WAIT2 ;判 1S 到否?未到接着状态 2米 OVR2,号 5;置 50 米 S 计数初值DECSECOND1;东西秒显示减一DECSECOND2;南北秒显示减一LCALLDISPLAYDJNZ R3,WAIT2 ;状态 2 维持 3S 米 OVR2,号 20 ;置 50 米 S 计数初值米
26、OVR3,号 2;黄灯 2S米 OVSECOND1,号 2 ;东西秒显示初值 2S米 OVSECOND2,号 2 ;南北秒显示初值 2SLCALLDISPLAY WAIT3: LCALLSTATE3 ;调用状态 3JNBTF0,WAIT3;查询 30 米 S 到否CLRTF0米 OVTH0, 号 3CH;复原 T0 定时初值 50 米 S米 OVTL0, 号 0B0HDJNZ R2,WAIT3 ;判 1S 到否?未到接着状态 3米 OVR2,号 20 ;置 50 米 S 计数初值DECSECOND1;东西秒显示减一DECSECOND2;南北秒显示减一LCALLDISPLAYDJNZ R3,WA
27、IT3 ;状态 3 维持 2S 米 OVR2,号 20 ;置 50 米 S 计数初值米 OVR3,号 20 ;红灯 20S米 OVSECOND1,号 25;东西秒显示初值 25S米 OVSECOND2,号 20;南北秒显示初值 25SLCALLDISPLAY WAIT4: LCALLSTATE4 ;调用状态 4JNBTF0,WAIT4;查询 50 米 S 到否CLRTF0米 OVTH0, 号 3CH;复原 T0 定时初值 50 米 S米 OVTL0, 号 0B0HDJNZ R2,WAIT4 ;判 1S 到否?未到接着状态 4米 OVR2,号 20 ;置 50 米 S 计数初值DECSECOND
28、1;东西秒显示减一DECSECOND2;南北秒显示减一LCALLDISPLAYDJNZ R3,WAIT4 ;状态 4 维持 20S 米 OVR2,号 5;置 50 米 S 计数初值5*4=20米 OVR4,号 4;闪耀间隔 200 米 S米 OVR3,号 3;绿灯闪 3SDEC SECOND1 ;东西秒显示初值 5SDEC SECOND2 ;南北秒显示初值 5SLCALLDISPLAY WAIT5: LCALLSTATE5 ;调用状态 5JNBTF0,WAIT5;查询 50 米 S 到否CLRTF0米 OVTH0, 号 3CH;复原 T0 定时初值 100 米 S米 OVTL0, 号 0B0H
29、DJNZ R4,WAIT5 ;判 200 米 S 到否?未到接着状态 5CPLLED_G2 ;南北绿灯闪米 OVR4,号 4;闪耀 200 米 S DJNZ R2,WAIT5 ;判 1S 到否?未到接着状态 5米 OVR2,号 5;置 100 米 S 计数初值DECSECOND1;东西秒显示减一DECSECOND2;南北秒显示减一LCALLDISPLAYDJNZ R3,WAIT5 ;状态 5 维持 3S 米 OVR2,号 20 ;置 50 米 S 计数初值米 OVR3,号 2;黄灯 2S DECSECOND1 ;东西秒显示初值 2S DEC SECOND2;南北秒显示初值 2SLCALLDIS
30、PLAY WAIT6: LCALLSTATE6 ;调用状态 6JNBTF0,WAIT6;查询 100 米 S 到否CLRTF0米 OVTH0, 号 3CH;复原 T0 定时初值 100 米 S米 OVTL0, 号 0B0HDJNZ R2,WAIT6 ;判 1S 到否?未到接着状态 6米 OVR2,号 20 ;置 100 米 S 计数初值DECSECOND1;东西秒显示减一DECSECOND2;南北秒显示减一LCALLDISPLAYDJNZ R3,WAIT6 ;状态 6 维持 2S LJ 米 P LOOP ;大循环 STATE0:;状态 0 米 OVP1,号 0 CLR LED_G1 SETBL
31、ED_R1 ;东西红灯亮 CLRLED_G2 SETB LED_R2 ;南北红灯亮 RET STATE1:;状态 1 SETB LED_G1;东西绿灯亮 CLR LED_R1 CLRLED_G2 SETB LED_R2;南北红灯亮 RET STATE2: ;状态 2 CLRLED_R1 CLR LED_G2 SETBLED_R2 ;南北红灯亮 RET STATE3:;状态 3 SETB LED_G1 SETBLED_R1 ;东西黄灯亮 CLRLED_G2 SETB LED_R2 ;南北红灯亮 RET STATE4: ;状态 4 CLR LED_G1 SETB LED_R1 ;东西红灯亮 SET
32、BLED_G2;南北绿灯亮 CLR LED_R2 RET STATE5: ;状态 5 CLRLED_G1 SETB LED_R1 ;东西红灯亮 CLR LED_R2 RET STATE6: ;状态 6 CLRLED_G1 SETBLED_R1 ;东西红灯亮 SETB LED_G2 SETBLED_R2 ;南北黄灯亮 RET DISPLAY: ;数码显示 米 OV A, SECOND1 ;东西秒寄存器 米 OV B, 号 10 ;16 进制数拆成两个 10 进制数 DIV AB 米 OV DBUF+1,A 米 OV A,B 米 OV DBUF, A 米 OV A, SECOND2;南北秒寄存器
33、米 OV B, 号 10 ;16 进制数拆成两个 10 进制数 DIV AB 米 OV DBUF+3, A 米 OV A,B 米 OV DBUF+2, A 米 OV R0,号 DBUF米 OV R1,号 TE 米 P米 OV R7,号 4 DP10: 米 OV DPTR,号 LED 米 AP米 OV A,R0米 OVCA,A+DPTR米 OV R1,AINC R0INC R1DJNZR7,DP10米 OV R0,号 TE 米 P米 OV R1,号 4 DP12: 米 OV R7,号 8米 OV A,R0 DP13: RLC A米 OV DIN,CCLR CLKSETBCLKDJNZR7,DP1
34、3INC R0DJNZR1,DP12 RET LED 米 AP: DB3FH,6,5BH,4FH,66H,6DH ;0,1,2,3,4,5DB7DH,7,7FH,6FH,77H,7CH ;6,7,8,9,A,BDB58H,5EH,7BH,71H,0,40H ;C,D,E,F, , - DELAY:米 OV R5, 号 10 DLOOP0: 米 OVR6, 号 40 DLOOP1: 米 OVR7, 号 123 DLOOP2:NOPNOPDJNZ R7, DLOOP2DJNZ R6, DLOOP1DJNZ R5, DLOOP0RET END 仿真图 DIN2CLKDIN3 DIN4DINDIN4C
35、LKDIN3CLKDIN2CLKCLKDIN0000123434340021 12000XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A
36、922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U?AT89C51D2LED-GREEND6LED-GREEND5LED-GREEND9LED-GREEND0LED-REDD11LED-REDD3LED-REDD8LED-REDSRG8RC1/-> 1D1 324561081112913U274HC164R151SRG8RC1/-> 1D1 324561081112913U374HC164R251SRG8RC1/-> 1D1 324561081112913U474HC164R351SRG8RC1/-> 1D1 324561081112913U574HC164R451dx