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1、基于 851单片机的交通灯设计作者:日期:基于 8C1 单片机的交通灯设计班级:电信 1101 姓名：XXX 学号：703101一、设计说明及材料清单(一)设计说明:本交通灯的设计简化了十字路交通灯，只将东西和南北两个路向的交通灯情况表示出来,但也做了很多改进，设计了针对不同时间段不同的控制方案，并且采用串口通讯可将不同的控制方案下载到芯片中，外接掉电保存程序的非易失性存储芯片和掉电仍可计时的时钟芯片,以保证计时的正确性。(二)材料清单：二、电路原理图设计本设计共用到四款主要芯片,分别为单片机芯片8 5、E ROM 芯片 AT2402、时钟芯片DS1302和转串口芯片AX232。(一)下图为
2、C5单片机芯片的管脚图,80C51 有两个 6 位定时计数器,两个外中断,两个定时计数中断，及一个串行中断,并有个8 位并行输入口即I/O 口。8C内部有 时钟电路，但需要石英晶体和微调电容外接，本系统中采用2M z的晶振频率。器件 数量器件 数量80C51112M、32.768k晶振 各1只AT24C02 存储芯片110uF电解电容1MAX232 转串口芯片11.0uF电解电容5DS1307 时钟芯片122pF普通电容2SN7407 驱动器410k电阻3缓冲器134.7k 电阻15LED 灯6按键1七段数码管4(二)下图为 A 0芯片的原理图，该芯片是一种带有I2C总线结构的EEPRO 芯片
3、，通过SDA和 SCL端口与总线连接，具有非易失性,掉电仍可保存程序。其管脚功能如下：管脚名称功能说明A0、A1、2 器件地址选择本设计全部接地 A串行数据、地址与单片机的P1连接进行数据、地址的传输SCL 串行时钟与单片机的P1.7 相连,串行时钟信号输入WP 写保护P1,只能对其读,写禁止,所以令 WP=0 VCC+1.V6.0V 工作电压电源输入GD 地接地引脚(三)下图是时钟芯片的电路原理图，DS1307 是一款低功耗，地址和数据通过两线双向的串行总线的传输,节省单片机资源，该芯片可以提供秒,分，小时等信息,芯片有一个内置的电源感应电路,具有掉电检测和电池切换功能,本设计中需要其停电后
4、继续计时。其中的7 引脚是方波的输出端,可接入单片机的可引起中断的端口,利用引脚7 产生的方波引起中断，从而显示时间的变化。(四)下图是 X232 芯片的原理图，因为设计要求与电脑有串口通讯,就是将交通灯不同时间段程序控制方案通过串口下载到单片机里，单片机上有一个全双工的串行通讯口,但电脑的串口是R 23电平的,而单片机的串口是TTL电平的,两者之间必须有一个电平转换电路，所以采用了专用芯片X232 进行转换,下图中的7、8 端口分别和电脑上的S23端口的2、3 连接,芯片的和10 端口与单片机的串口相连，如下图所示:(五)下图为交通灯的总体原理图（不包括上述芯片原理图）,根据要求选择六只LD
5、 灯作为东西和南北方向的红绿黄交通灯，并且每个方向上有时间计数提示,每个方向有两位数码管动态显示,最大为 9,采用共阴极7 段数码管,单片机通过驱动器S7404 的放大电流驱动每位数码管。P1.至 1.5 控制六只 ED 灯,数码管由 0.至.6 控制进行段选,2.至 P2.3 控制位选。三、程序设计(一)系统框图:开始05点东西南北黄灯闪57点东西南北绿灯各亮30秒1218点 东西方向绿灯 60秒,南北方向绿灯 30秒1824点东西南北方向的红灯同时亮3秒结束复位712点东西方向绿灯亮30秒,南北方向绿灯亮60秒(二)主程序如下：#incluee51.h i lu e#efiEW_H 0 d
6、fine E_L 1#deiSN_#d ine N_L/函数声明vo d EW_ONE()；voi E_RED（);void _YELLOW();voiEWG EEN();oidSN_NONE();vid SN ED(）;oidSN_YEL OW（);oid N GREEN()；void EDINIT();d LED_WR TE(i t dt,int c n）；/根据原理图定义交通灯的引脚sb t EW_LED_ E=P10;it EW_EDYL O=P 1;sbit EW_ ED_ RE N 2;sbit SN_ED_RE =P13;sbit SN_LED_ ELL=P14;bi S_LE
7、_GRE N P15;/定义 P20-P23=LED数码管控制bit EW eixuan_H P0;sbit _eiua_ P21;sit SN_w xan_=22；si N_wixun_L=23;/定义 P00-P07=LE数码管段选引脚sbit LED_ATA_A=P00;bitLD_DATA_B=P01；sit ED_DATA P2;sbi D_DAA_D=03;sbit LD_DAT _E=04；sbiLED TAF=P;bt LED_D _G P0;sbi SCL=P 6;sb t SDA=17;/变量声明 ined char counter,e _sgn,sn_si,e time,
8、sn_tim，hu/定义段码oe chr L _COD 10 0 x3f,x06，0 x5b，x4f,0 x6，0 x6d，0 x7d,0 x7，7,6f;/main 函数开始*/ma（)?unte=3；/计数器,每 3600s 查询一次当前hour?ew_sin=;/东西标志位,代表红灯,1 代表绿灯，2 代表黄灯s sig=0;/南北标志位，0 代表红灯,1 代表绿灯,代表黄灯?ew_time=3;/东西时间?sn_t e=;/南北时间?our=4；当前ounsigned e total_ me24=,1,1,1,1,30,30，30,，30,3,30，6,60,60，0，30,30,30
9、，30,3,30/东西各时间段绿灯亮总时间uns ne char sn_otal_im 24 1,1，1,1,1,3，3，0,0,60,0,30,30,3,0,0，30,30,30,0南北各时间段绿灯亮总时间LED_IN I（）;EW_R D();?SN_RED（);?whie(1)?i(co er=0)?hou GT_HOUR()；?count=3 0；?switch(our)?c se 5:?e _time 30;?n_ime=3;?w_in=1;?sn_ n0；?E GREE();?S _R D()；?beak;?ase 7:?ew_time=30;?sn_ me=3；?wsign=1;
10、?sn_s n=0；?EW_REEN（);?SNRED();?brak;as :?w_ti e=60;?sn_tm=6;?ew_sin1;?s_ gn=0；?W_GRE N（）；?_RED()；?break;?c e 1:?e_ me=30；?sn_ti e=33；?ew_sign 1;?s_sign 0;?E_GREE();?NRED(）;?reak;?defalt:?rek；?i(w_ e =0)?wit h(ews)?cas 0：?ewsign 1；?e ime=w_ tal_ti ehur；?_GEEN(）;?break;?case 1:?w_ ign=2；?ew_time=3；?EW
11、_YE OW();?b k；?cae2：?ew_in=0;?w_ime=n_tota ti ehur+;?W ED(）;?reak;?f(s time=)?ch(s sign)?ase 0：?sn_ign=1；?sn im=_ t _tiehour;?_ REEN();?bre；?cas 1:?n_ign=;?n_ime=3;?SN_ELW();?br ak;?ase：?sn_ign=0;?sn_tme=e_otal m hour+3;?SN_RED();?beak;?LED_WRITE(_i e/1,EWH)；?LED_ RITE（ewtme10,EW_L);?E_WRIT（s_ime10,
12、SNH);?LE WRITE(sn_ti e%,SN_);/ain 函数到此结束，以下是所用到函数的定义/*所用函数的定义*vid DIN()?LED 0 00;?EW eiuan_H 1;?E _ei anL=1;?S _wi an_=1；?S _we xuan_L=；vidED_WRIT (nt at,in cn)EW_wixuan_H=0;?EW_ xa L=0；SN_ eiu _H=0;N_we xua_=0;?if（da 0)?LD=LE_CODEdt;?sw h(con)?case WH:?EW_eixua_ 1;?bre；?aEW_L:?EWweix n_L=1;?beak；?c
13、ae N_:?SNwe uan_H=1;?brek;?case N_L：?SN wexuan_L;?ea;?dtier_int(）iterrupt 0?E =0;ouner-;itch(hou)?case 0:?as 1:?cas2:case3：c e：?EWYE W()；?S _YELLOW();?EW_NO E(）;?SN_NOE()；?break;?ef lt:?ewtie-；?n_ime-；i(ew_ign=1&w_time 0)?_GREN();?EW_NON（);?f（s_sgn=1&sn_tme 0)?S G EE（）;SN_NON（);?break;?1;/延迟函数定义*/vo
14、id D LAY2()?_ p_（);nop_()；/延迟 2us vidDEL 4（）?D AY2(）；DELAY2()；/延迟 uvoid DLA()DELAY（);?DEL ();/延迟 8uvi IIC_WRI(usigedhar dt)nsigned char emp;?fr(em 0;emp 8;temp+）?SCL=0;if(（dat emp）0 x8)?SDA 1;?ele?S A=0；?DEAY2();SCL=1;DELAY();SCL=;?ELAY4();SDA=;DEL Y2(）；?SCL=;ELA 4（);S L=0;us ne chaGET HOUR（)/START
15、hor=0;unsi ne chrtem;?SDA；CL ；?ELA（）；SDA=0；?DLA8();?/WRI E IC_WRITE(0XD0);?/HO ADRESS IIC_WRIE(0X02）;/RESTART SDA=;?SCL=；ELAY8();?SDA=;DELAY ()；?/READ C_WRIT（XD);?/RE DHUR SDA=;?or(tem =0;temp 8;tem )?hor=hour 1;SC ;?DELAY（）;if(SDA）?hour+;?CL=0；?/ENNOCK SDA;SCL=1；A4(）；SCL=0；/OP?SDA=0;?SCL=1;DELAY ()
16、;?DA=1；DEAY4（);SCL=0;?retun hou;四、心得体会通过这次的实验设计,我深入了对单片机的了解，也明白了日常生活中处处有自动控制的例子,其中不乏有各种系列的单片机，同时我也认识到对单片机的学习应该更加深入才能得心应手,虽然只是一个芯片而已,但是如果你具备足够的知识,就可以充分利用,根据自己的设想就可以做出各种实用的东西，而我现在发现自己基本还处于初级阶段,需要更加努力，特别是编程能力，当然也有收获,首先我对protel 的使用更有信心了，又发现了其中的一些功能,同时我也了解了一些其它芯片，比如EE R M 存储芯片AT24C 2 的非易失性，DS102 时钟芯片可以精确的计时,为了与电脑进行串口通讯必须采用转串口芯片比如MA 23,从而实现单片机的TT电平到 S 2 电平的转换。总之这次设计实验收获不少,反省也不少,但重要的是更激发了我对单片机学习的热情。