單片機原理及應用課程設計---交通燈管理電路設計

1、<p>　　課 程 設 計</p><p>　　2012年3月 9 日</p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　課程 單片機原理及應用課程設計</p><p>　　題目 交通燈管理電路設計 </p><p>　　一、設計目的：訓練學生綜合運用

2、己學課程的基本知識，獨立進行單片機應用技術開發(fā)工作，掌握單片機程序設計、調試，應用電路設計、分析及調試檢測。</p><p><b>　　二、設計要求：</b></p><p>　　1. 應用MCS-51單片機設計十字路口的交通燈亮、滅及倒計時功能；</p><p>　　2. 硬件設計根據(jù)設計的任務選定合適的單片機，根據(jù)控制對象設計接口電路。設

3、計的單元電路必須有工作原理，器件的作用，分析和計算過程；</p><p>　　3. 軟件設計根據(jù)電路工作過程，畫出軟件流程圖，根據(jù)流程圖編寫相應的程序，進行調試并打印程序清單；</p><p>　　4. 原理圖設計根據(jù)所確定的設計電路，利用Protel等有關工具軟件繪制電路原理圖、PCB板圖、提供元器件清單。</p><p><b>　　三、參考資料：&l

4、t;/b></p><p>　　[1] 李朝青. 單片機原理及接口技術（第3版）. 北京：北京航空航天大學出版社，2005</p><p>　　[2] 馬忠梅等. 單片機的C語言應用程序設計. 北京：北京航空航天大學出版社，2007</p><p>　　[3] 趙新民. 智能儀器設計基礎. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1999</p><

5、p>　　[4] 何立民. 單片機應用技術大全. 北京：北京航空航天大學出版社，1994；</p><p>　　完成期限 2012.3.5—2012.3.9 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　專業(yè)負責人 </p><p>　　2012年

6、3 月 2 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 概述1</b></p><p>　　第2章 總體設計及核心器件簡介2</p><p><b>　　2.1總體設計2</b></p><p>　　2.

7、2 AT89C512</p><p>　　2.3 8255A4</p><p>　　2.4 74LS1645</p><p>　　2.5 X50457</p><p>　　第3章 硬件電路設計11</p><p>　　3.1復位電路11</p><p>　　3.3晶振電路11

8、</p><p>　　3.4 I/O口擴展電路12</p><p>　　3.5 LED數(shù)碼管顯示電路12</p><p>　　3.6 交通燈狀態(tài)顯示電路14</p><p>　　3.7 緊急情況中斷電路15</p><p>　　3.8 總體設計原理圖及功能介紹16</p><p>　　

9、第4章 程序設計17</p><p>　　4.1 設計思想17</p><p>　　4.2 程序框圖17</p><p>　　4.3 源程序17</p><p><b>　　結論21</b></p><p><b>　　參考文獻23</b></p>

10、<p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，加以完善。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高

11、道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。</p><p>　　交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著人們社會活動的日益頻繁，這點更是體現(xiàn)的淋漓盡致。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。本系統(tǒng)采用單片機AT89C51為中心器件來設計交通燈控制器，系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展性強。本設計就是采用單片機模擬十字路口交通燈的各種狀態(tài)顯示以及倒計時時間。<

12、;/p><p>　　本設計系統(tǒng)由單片機I/O口擴展系統(tǒng)、交通燈狀態(tài)顯示系統(tǒng)、LED數(shù)碼顯示系統(tǒng)、緊急情況中斷系統(tǒng)、復位電路等幾大部分組成。系統(tǒng)除基本的交通燈功能外，還具有倒計時、緊急情況處理等功能，較好的模擬實現(xiàn)了十字路口可能出現(xiàn)的狀況。</p><p>　　軟件上采用C51編程，主要編寫了主程序，LED數(shù)碼管顯示程序，中斷程序延時程序等。經過整機調試，實現(xiàn)了對十字路口交通燈的模擬。</

13、p><p>　　第2章 總體設計及核心器件簡介</p><p><b>　　2.1總體設計</b></p><p>　　整個設計以AT89C51單片機為核心，由I/O口擴展，LED數(shù)碼管顯示,緊急情況中斷電路，watchdog復位電路組成。</p><p>　　硬件模塊入圖3-1。</p><p>　

14、　圖2－1 硬件模塊</p><p>　　2.2 AT89C51</p><p>　　1．AT89C51單片機簡介</p><p>　　AT89C51是美國ATMEL公司推出的系列單片機，將多種功能的8位CPU與FPEROM（快閃可編程/擦除只讀存儲器）結合在一個芯片上，是一種低功耗、高性能的CMOS控制器，為很多嵌入式控制應用提供了非常靈活而又價格適宜的方案，其

15、性能價格比遠高于同類芯片。它與MCS-51指令系統(tǒng)兼容，片內FPEROM允許對程序存儲器在線重復編程，也可用常規(guī)的EPROM編程器編程，可循環(huán)寫入/擦除1000次。89C51內含4KB的FPEROM，一般的EEPROM的字節(jié)擦除時間和寫入時間基本上均為10ms，對于任一個實時控制系統(tǒng)來說，這樣長的時間是不可能在線修改程序的。</p><p>　　圖2－2 89C51內部結構圖</p><p&g

16、t;　　與EEPROM相比較，F(xiàn)PEROM大大縮短了存儲內容擦除和寫入的時間，為在線改寫程序提供了極大的方便，而且價格也比帶EPROM87C系列單片機便宜，這更顯示出了89C系列的優(yōu)越性。它還有128*8Bit的片內RAM；32根I/O線；2個16位定時/計數(shù)器；5個中斷源；一個全雙工的異步串行口；間歇和掉電工作模式；三級程序存儲器加密；全靜態(tài)工作，晶振工作范圍：0Hz—24MHz。</p><p><b&

17、gt;　　2．管腳功能</b></p><p>　　AT89C51單片機為40引腳芯片如圖2－3所示。</p><p>　?、買/O口線: P0、P1、P2、P3共四個八位P0口是三態(tài)雙向口, 通稱數(shù)據(jù)總線口, 因為只有該口能直接用于對外部存儲器的讀?寫操作。P0口也用以輸出外部存儲器的低8位地址。由于是分時輸出, 故應在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存, 地址鎖存信號用ALE。P

18、1口是專門供用戶使用的I/O口, 是準雙向口。P2口是從系統(tǒng)擴展時作高8位地址線用。不擴展外部存儲器時, P口也可以作為用戶I/O口線使用, P2口也是準雙向口。P3口是雙功能口, 該口的每一位均可獨立地定義為第一I/O 功能或第二I/O功能。作為第一功能使用時操作同P1口。</p><p>　　P3口的第二功能如表2－1。</p><p>　　圖2-3 89C51引腳圖</p>

19、;<p>　　②控制口線: PSEN (片外取控制)、AL E( 地址鎖存控制)、EA (片外儲器選擇)、RE2SET (復位控制) ;</p><p>　　③電源及時鐘: CCC、VSS; XTAL 1, XTAL 2</p><p>　　表2-1 引腳功能表</p><p>　　2.3 8255A</p><p>　　82

20、55A是Intel公司生產的可編程輸入輸出接口芯片,它具有3個8位的并I/O</p><p>　　口,具有三種工作方式,可通過程序改變其功能,因而使用靈活,通用性強,可作為單</p><p>　　片機與多種外圍設備連接時的中間接口電路。8255有三種基本工作方式， 三種工作方式由工作方式控制字決定,方式控制字由CPU通過輸入/輸出指令來提供.三個端口中PC口被分為兩個部分,上半部

21、分隨PA口稱為A組,下半部分隨PB口稱為B組.其中PA口可工作與方式0、1和2，而PB口只能工作在方式0和1。8255共有40個引腳,采用雙列直插式封裝。其引腳圖如圖2-4所示，各引腳功能如下：</p><p>　　圖2-4 8255A引腳圖</p><p>　　D0--D7：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線,與單片機數(shù)據(jù)總線連接,用來傳送數(shù)據(jù)信息。</p><p>　　CS：片選信

22、號線，低電平有效，表示芯片被選中。</p><p>　　RD：讀出信號線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的讀出。</p><p>　　WR：寫入信號線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的寫入。</p><p>　　Vcc：+5V電源。PA0--PA7：A口輸入/輸出線。PB0--PB7：B口輸入/輸出線。PC0--PC7：C口輸入/輸出線。RESET：復位信號線。A1、A0：地

23、址線，用來選擇8255內部端口。GND：地線。</p><p>　　2.4 74LS164</p><p>　　74LS164引腳定義如圖2-5所示，其真值表如表2-2所示，其功能是將外部輸入的串行數(shù)據(jù)轉化為8位的并行數(shù)據(jù)輸出具有鎖寸功能。A、B端為串行數(shù)據(jù)輸入端，QA ~ QH為數(shù)據(jù)輸出端，CLK為外部時鐘輸入端，CLR為清零端。</p><p>　　圖2-5

24、 74LS164引腳圖</p><p>　　表2-2 74LS164真值表</p><p>　　注 QA0、 QB0、QH0為在穩(wěn)態(tài)輸入條件建立之前QA 、QB 和QH相應的電平；QAn 、QGn 為在最近的時鐘↑轉換前QA或QG的電平，表示移1位。</p><p>　　74LS164內部功能圖如圖2-6所示：</p><p>　　圖

25、2-6 74LS164內部功能圖</p><p>　　2.5 X5045</p><p>　　X5045是一種集看門狗、電壓監(jiān)控和串行EEPROM 三種功能于一身的可編程電路。這種組合設計減少了電路對電路板空間的需求。</p><p>　　X5045中的看門狗對系統(tǒng)提供了保護功能。當系統(tǒng)發(fā)生故障而超過設置時間時，電路中的看門狗將通過RESET信號向CPU 作出反應

26、。X5045提供了三個時間值供用戶選擇使用。它所具有的電壓監(jiān)控功能還可以保護系統(tǒng)免受低電壓的影響，當電源電壓降到允許范圍以下時，系統(tǒng)將復位，直到電源電壓返回到穩(wěn)定值為止。X5045的存儲器與CPU 可通過串行通信方式接口，共有4096個位，可以按512 x 8個字節(jié)來放置數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　1 引腳介紹</b></p><p>　　CS/WDI：片選輸

27、入/看門狗復位輸入；</p><p><b>　　SO：串行輸出；</b></p><p><b>　　WP：寫保護輸入；</b></p><p>　　RESET：復位輸出；</p><p>　　SCK：同步時鐘輸入；</p><p><b>　　SI：串行輸入。&

28、lt;/b></p><p>　　圖2-7 X5045引腳圖 Vss：地；</p><p><b>　　Vcc：電源；</b></p><p><b>　　2 工作原理</b></p><p><b>　　2.1 上電復位</b></p>&l

29、t;p>　　向X5045加電時會激活其內部的上電復位電路，從而使RESET 引腳有效。該信號可避免系統(tǒng)微處理器在電壓不足或振蕩器未穩(wěn)定的情況下工作。當VCC 超過器件的Vtrip門限值時，電路將在200ms（典型）延時后釋放RESET 以允許系統(tǒng)開始工作。</p><p><b>　　2.2 低電壓監(jiān)視</b></p><p>　　工作時， X5045對VCC

30、電平進行監(jiān)測，若電源電壓跌落至預置的最小Vtrip以下時，系統(tǒng)即確認RESET，從而避免微處理器在電源失效或斷開的情況下工作。當RESET 被確認后，該RESET 信號將一直保持有效，直到電壓跌到低于1V 。而當VCC 返回并超過Vtrip達200ms時，系統(tǒng)重新開始工作。</p><p>　　2.3 看門狗定時器</p><p>　　看門狗定時器的作用是通過監(jiān)視WDI輸入來監(jiān)視微處理器是

31、否激活。由于微處理器必須周期性的觸發(fā)CS/WDI引腳以避免RESET 信號激活而使電路復位，所以CS/WDI引腳必須在看門狗超時時間終止之前受到由高至低信號的觸發(fā)。</p><p>　　2.4 重新設置VCC 門限</p><p>　　X5045/45出廠時設置的標準VCC 門限電壓為Vtrip，但在應用時，如果標準值不恰當，用戶可以重新調整。</p><p>　　

32、2.5 SPI串行存儲器</p><p>　　器件存儲器部分是帶塊鎖保護的CMOS串行EEPROM 陣列，陣列的內部組織是x8 位。X5045可提供最少為1000,000次擦寫和100年的數(shù)據(jù)保存期，并具有串行外圍接口（SPI）和軟件協(xié)議的特點，允許工作在簡單的四總線上。</p><p>　　X5045主要是通過一個8 位的指令寄存器來控制器件的工作，其指令代碼通過SI輸入端（MSB在前）

33、寫入寄存器。表2-3所列為X5045的指令格式及其操作。</p><p>　　表2-3 X5045的指令格式及其操作</p><p>　　2.6 時鐘和數(shù)據(jù)時序</p><p>　　當CS變低以后，SI線上的輸入數(shù)據(jù)在SCK 的第一個上升沿時被鎖存。而SO 線上的數(shù)據(jù)則由SCK的下降沿輸出。用戶可以停止時鐘，然后再啟動它, 以便在它停止的地方恢復操作。在整個工作期

34、間，CS必須為低。</p><p><b>　　2.7 狀態(tài)寄存器</b></p><p>　　狀態(tài)寄存器包含四個非易失性狀態(tài)位和兩個易失性狀態(tài)位?？刂莆挥糜谠O置看門狗定時器的操作和存儲器的塊鎖保護。狀態(tài)寄存器的格式如表2-4（缺省值為00H) ：</p><p>　　表2-4 狀態(tài)寄存器格式</p><p>　　其中：

35、 WIP (Write-In-Progress) 位是易失性只讀位，用于指明器件是否忙于內部非易失性寫操作。WIP 位可用RDSR指令讀出。當該位為“1”時，表示非易失性寫操作正在進行；為“0”時，表示沒有進行寫操作。</p><p>　　WEL（Write Enable Latch）位用于指出“寫使能”鎖存的狀態(tài)。WEL=1時，表示鎖存被設置；WEL=0 表示鎖存已復位。WEL 位是易失性只讀位?？梢杂肳REN

36、指令設置WEL 位；用WRDI指令復位WEL位。</p><p>　　用BLO，BL1（Block Lock）位可設置塊鎖存保護的范圍。任何被塊鎖保護的存儲器都只能讀出不能寫入。這兩個非易失性位可用WRSR指令來編程，并允許用戶保護EEPROM 陣列的1/4 、1/2、全部或0。參見表2-5 。</p><p>　　2-5 受保護的EEPROM陳列地址</p><p&g

37、t;　　WD0、WD1（ Watchdog Timer）位用于選擇看門狗的超時周期。見表2-6 。</p><p>　　表2-6 看門狗的超時周期選擇</p><p>　　當用CS 選中器件后，送8 位RDSR指令，并由CLK 信號觸發(fā)即可將狀態(tài)寄存器的內容從SO 線上讀出。而在寫狀態(tài)寄存器時，應先將CS 拉低，然后送WREN指令，再拉高CS。然后再次拉低CS，最后送入WREN指令及對應于

38、狀態(tài)寄存器內容的8 位數(shù)據(jù)即可。該操作由CS 變高結束。</p><p>　　WEL位及WP引腳的狀態(tài)對器件內的存儲器及狀態(tài)寄存器各部分保護的影響如表2-7所列。</p><p>　　表2-7 WREN命令和/WP引腳狀態(tài)寄存器的影響</p><p>　　第3章 硬件電路設計</p><p><b>　　3.1復位電路</b&

39、gt;</p><p>　　復位方式有多種，但本設計采用看門狗芯片X5045，接線圖如圖3-1所示。</p><p>　　3-1 復位電路原理圖</p><p>　　在設定的定時時間內，89C51必須在/CS/WDI引腳產生一個由高到低的電平變化，以清內部定時器，即“喂狗”，否則X5045將產生一個復位信號。</p><p><b>

40、;　　3.3晶振電路</b></p><p>　　晶振電路原理圖如3-2：</p><p>　　3-2　晶振模塊原理圖</p><p>　　選取原則：傳統(tǒng)做法，但能夠實現(xiàn)所需，即最簡單也最是實用。電容選取22uF，晶振為11.0592Hz。</p><p>　　3.4 I/O口擴展電路</p><p>　　

41、硬件原理設計圖如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 8255A擴展單片機I/0口電路圖</p><p>　　用74LS373鎖存，74LS138譯碼，擴展單片機的I/O口，由原理圖得8255端口地址分配為：</p><p><b>　　A口：0FFD8H</b></p><p><b>　　B口：0F

42、FD9H</b></p><p><b>　　C口：0FFDAH</b></p><p>　　3.5 LED數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　在單片機應用系統(tǒng)中，數(shù)碼管顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的I/O接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機只要把要顯示的字形代碼發(fā)

43、送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機中CPU的開銷小，可以提供單獨鎖存的I/O接口電路很多。所以本設計采用串并轉換電路74LS164的靜態(tài)顯示電路。其電路圖如圖3-4所示。 </p><p>　　圖3-4 數(shù)碼管顯示靜態(tài)驅動電路</p><p>　　MCS-51單片機串行口方式0為移位寄存器方式，外接2片74LS164作為2位LE

44、D顯示器的靜態(tài)顯示接口，把89C51的RXD作為數(shù)據(jù)輸出線，TXD作為移位時鐘脈沖。74LS164為TTL單向8位移位寄存器，可實現(xiàn)串行輸入，并行輸出。其中A、B（第1、2腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端，2個引腳按邏輯與運算規(guī)律輸入信號，共一個輸入信號時可并接。T（第8腳）為時鐘輸入端，可連接到串行口的TXD端。每一個時鐘信號的上升沿加到T端時，移位寄存器移一位，8個時鐘脈沖過后，8位二進制數(shù)全部移入74LS164中。R（第9腳）為復位端，當R=

45、0時，移位寄存器各位復0，只有當R=1時，時鐘脈沖才起作用。Q1…Q8（第3-6和10-13引腳）并行輸出端分別接LED顯示器的hg···a各段對應的引腳上。在給出了8個脈沖后，最先進入74LS164的第一個數(shù)據(jù)到達了最高位，然后如果再來一個脈沖，第一個脈沖就會從最高位移出。設計中的2片7LS164首尾相串，而時鐘端則接在一起，這樣，當輸入8個脈沖時，從單片機RXD端輸出的數(shù)據(jù)就進入到了第一片74LS164

46、中了，而當?shù)诙€8個脈沖到來后，這個數(shù)據(jù)就進入了第二片74LS164</p><p>　　本設計中采用的是共陰極LED數(shù)碼管，其字形碼如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 共陰極LED數(shù)碼管字形碼表</p><p>　　3.6 交通燈狀態(tài)顯示電路</p><p>　　十字路口的交通燈分布示意圖如圖3-5所示，將這12個交通燈進行編

47、號。</p><p>　　圖3-5 十字路口交通燈分布示意圖</p><p>　　這12個交通燈共有四個狀態(tài)：</p><p>　　狀態(tài)1（S1）：東西紅燈（4、10）亮，南北綠燈（3、9）亮</p><p>　　狀態(tài)2（S2）：南北黃燈（2、8）亮，東西仍為紅燈（4、10）亮</p><p>　　狀態(tài)3（S3）：南北

48、紅燈（1、7）亮，東西綠燈（6、12）亮</p><p>　　狀態(tài)4（S4）：東西黃燈（5、11）亮，南北仍為紅燈（1、7）亮</p><p>　　對應的硬件原理設計圖如圖3-6所示：</p><p>　　圖3-6 交通燈狀態(tài)顯示電路</p><p>　　用7407對發(fā)光二極管進行驅動，圖中電阻R為390歐姆，以保證通過發(fā)光二極管的電流大于工

49、作電流10mA。</p><p>　　四種狀態(tài)下發(fā)光二極管與相應端口取值關系見表3-2。</p><p>　　表3-2 發(fā)光二極管與相應端口取值關系</p><p>　　3.7 緊急情況中斷電路</p><p>　　緊急情況中斷處理電路圖如圖3-7所示：</p><p>　　圖3-7 緊急情況中斷電路圖</p&g

50、t;<p>　　當東西向（或南北向）有特殊情況，比如有救護車通過，開關SW0為低電平則應使交通燈處于S3（東西綠燈、南北），開關SW1為低電平則應使交通燈處于S1（南北向綠燈、東西向紅燈）。</p><p>　　3.8 總體設計原理圖及功能介紹</p><p>　?、?整個設計原理圖見附圖。</p><p><b>　　功能介紹</b

51、></p><p>　　在應用電路中，采用8255A對單片機的I/O口進行有效的擴展，從而大大增加了可利用的I/O口資源，使得I/O口很充裕。8255的PA口和PB口接發(fā)光二極管，通過對PA口和PB口的位寫“1”或“0”來控制發(fā)光二極管的亮、滅，進而模擬顯示出十字路口交通燈的各種狀態(tài)。 </p><p>　　LED數(shù)碼管則用來對各種狀態(tài)進行倒計時的顯示。設計中采用74LS164靜態(tài)驅

52、動LED數(shù)碼管，利用單片機的RXD作為數(shù)據(jù)的輸出端給164送數(shù)。利用164的移位進行多位的顯示。利用延時程序控制每秒時間，從而控制RXD送數(shù)的時間間隔。</p><p>　　緊急情況的處理則采用查詢加中斷的方式。通過查詢P1.2和P1.3的狀態(tài)來控制外部中斷1，然后進去相應的處理程序。在哪一方向上有緊急情況，則能通過開關進行中斷，使該方向上為綠燈放行，同時緊急情況報警燈亮。</p><p>

53、;<b>　　第4章 程序設計</b></p><p><b>　　4.1 設計思想</b></p><p>　　交通燈根據(jù)其顯示情況可以分為四個狀態(tài)，可以通過定時來控制每個狀態(tài)的時間；通過定時也可以向LED數(shù)碼管中每隔1秒送一個數(shù)，顯示該狀態(tài)剩余的時間；如果有中斷出現(xiàn)則進入相應的處理程序：先保留目前的顯示狀態(tài)，然后根據(jù)情況顯示處理中的狀態(tài)，緊急

54、情況結束則恢復到保留的原來狀態(tài)。</p><p><b>　　4.2 程序框圖</b></p><p>　　主程序框圖和中斷程序框圖分別如圖4-1和4-2所示。 </p><p>　　圖4-1 主程序框圖 圖4-2 中斷程序框圖</p><p><b>　　4.3 源程

55、序</b></p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　#include <absacc.h></p><p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p

56、>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define COM8255 XBYTE[0xffdb]</p><p>　　#define PA8255 XBYTE[0xffd8]</p><p>　　#define PB8255 XBYTE[0Xffd9]</p><p>　　sbit P1_0=

57、P1^0;</p><p>　　sbit P1_2=P1^2;</p><p>　　sbit P1_3=P1^3;</p><p>　　sbit P3_0=P3^0;</p><p>　　sbit P3_1=P3^1;</p><p>　　uchar code table[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,

58、0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xff,0xf6,0x00};</p><p>　　void delay_500ms(int x) /*延時子程序*/</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i;</b></p><p>　　for(;x>0

59、;x--)</p><p>　　for(i=6245;i>0;i++)</p><p><b>　　{;}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void int1_srv(void)interrupt 2 using 2</p><p>

60、<b>　　{</b></p><p>　　uchar a,b;</p><p><b>　　if(!INT1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　a=PA8255;</b></p><p>

61、;　　b=PB8255; /*保留A口，B口狀態(tài)*/</p><p>　　if(P1_2==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　PA8255=0x1d;</p><p>　　PB8255=0x1d;</p><p><b>　　P1_0=0;<

62、/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(P1_3==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　PA8255=0x2b;</p><p>　　PB8255=0x2b;</p><p><

63、;b>　　P1_0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(!INT1); /*等待開關斷開*/</p><p>　　PA8255=0xff;</p><p>　　PA8255=0xff;</p><p><b>

64、　　PA8255=a;</b></p><p>　　PB8255=b; /*恢復A口，B口狀態(tài)*/</p><p><b>　　P1_0=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><

65、;p>　　void display(uchar x,uchar y)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　uchar a[][2]={5,1,4,1,3,1,2,1,1,1,0,1,9,10,8,10,7,10,6,10,5,10,4,10,3,10,2,10,1,10,0,10}; </p><p>　　uch

66、ar i,j;</p><p>　　for(i=x;i<y;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(j=0;j<2;j++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　x=a[i][j];</p>

67、;<p>　　SBUF=table[x];</p><p>　　do{}while(TI==0);</p><p><b>　　TI=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　delay_500ms(2);</p><p><

68、;b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SCON=0x00;</p><p><b>　　P3_0=1;</b>

69、;</p><p><b>　　P3_1=1;</b></p><p>　　COM8255=0x88;</p><p>　　SCON=0x00;</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p

70、><p><b>　　PX1=1;</b></p><p><b>　　EX1=1;</b></p><p>　　PA8255=0x1b;</p><p>　　PB8255=0x1b;</p><p>　　delay_500ms(2);</p><p>&

71、lt;b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　PA8255=0x1d;/*東西紅，南北綠：12秒*/</p><p>　　PB8255=0x1d;</p><p>　　display(0,12);</p><p>　　PA8

72、255=0x1e; /*東西紅，南北黃：3秒*/</p><p>　　PB8255=0x1e;</p><p>　　display(12,16);</p><p>　　PA8255=0x2b; /*東西綠，南北紅：8秒*/</p><p>　　PB8255=0x2b;</p><p>　　display(5

73、,12);</p><p>　　PA8255=0x33; /*東西黃，南北紅：3秒*/</p><p>　　PB8255=0x33;</p><p>　　display(12,16);</p><p>　　PA8255=0x1d;/*循環(huán)*/</p><p>　　PB8255=0x1d;</p>

74、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　結論</b></p><p>　　通過本次課程設計，我深深的體會到了作為一個硬件工程師的艱辛。即使做一個小小的項目，都需要這么多的辛苦，必須考慮到問題的任何一個細節(jié)，否則最后也將是功敗垂成。&

75、lt;/p><p>　　原理圖設計: 當我們選取了這樣一個題目，我們就開始收集相關的各種資料，對題目有個大致的了解，規(guī)劃一下設計的任務將要完成哪些功能。然后就具體的每一項功能應該怎樣具體的設計，例如用什么方法完成這一功能，這種想法是否合理，比較使用哪個芯片來完成這項功能。經過長時間的查閱資料、思索、推敲，最后定出了這次設計的原理圖。</p><p>　　PCB板設計：在上學期兩個星期的課程設計

76、中我們從圖書館借來了有關protel軟件使用方面的資料，研究應該怎樣生成正確的網(wǎng)絡表，PCB板的布局，布線，制板等工作。剛開始由于經驗不足，不知道如何封裝庫里面沒有的器件和芯片而且生成的網(wǎng)絡表又有那么多的線，當時真是一頭霧水，經過老師和同學的幫助以及自己的摸索，最后以勉強及格的水準畫出了這次的設計用板。</p><p>　　硬件焊接：在拿到板之后，按照老師的要求我們首先檢查了一下板子是否有錯誤，這是一個非常關鍵的

77、步驟，因為當你焊接上器件之后將會很難檢查。結果發(fā)現(xiàn)了真的還有一些不足，比如在畫板的過程中我們居然忘記留出電源接口，還有一些兩根電源線沒有和其他線接到一塊，另外我們給按鍵留的引腳的孔太小了，數(shù)碼管的引腳情況也給弄錯了，這些應該是初學這些東西經驗不夠和粗心造成的。這些也都給以后的學習留下了經驗和教訓，必須先拿到或熟悉芯片才能確定引腳的間距以及大小，制板過程必須要細心。發(fā)現(xiàn)這些錯誤，在焊接過程中我們采取了一系列的措施來補救這些錯誤。比如割斷板

78、子上的線，用導線來連接等。關于焊接這塊我參與的并不多，因為自己的水平確實不怎么樣，這需要一定的經驗和技巧，但是我卻是遲遲把握不到這種技巧。剛開始烙鐵和焊錫配合不到一塊，然后就是焊錫的量的控制問題。始終達不到老師說明的那種效果。所以我只能在我的組員焊板的同時編制程序了。</p><p>　　編程調試：此次設計的編程，難點在于對LED數(shù)碼管顯示程序的編寫，由于對74LS164的工作原理不是很熟悉，所以一開始摸不著頭腦

79、。上網(wǎng)查閱164的相關資料，對164的工作原理有個大致的了解后，程序的編寫也初見端倪了，所以花在編此段程序的時間最長；交通燈狀態(tài)的顯示則沒有費多大力氣，因為通過所學的課程已經了解了其工作原理，就是向每個相應的口上寫“1”或“0”；中斷程序的編寫也是常規(guī)的編寫，就是保存原來狀態(tài)，處理，恢復現(xiàn)場這一中斷的基本步驟。</p><p>　　在整個程序的編寫過程中，研究每個子程序是否好使，我是通過Keil C和proteu

80、s兩個軟件來實現(xiàn)的。Proteus是一個單片機的仿真軟件，發(fā)現(xiàn)它之后真的很受用，通過它可以不用連接硬件就能檢查程序是否好使。Keil C則幫助我檢查程序是否存在語法錯誤之類的問題，還可以生成hex文件，供proteus軟件仿真使用。通過這兩個軟件，我把整個的程序調試正確。</p><p>　　通過上面的這個步驟，把程序調試好，接下來就是真正的硬件連接調試了。程序既然已經在仿真的軟件上通過認證，如果連接上硬件不好使

81、的話，說明在硬件上某個部分存在一定的問題。這點得到了驗證：硬件模擬的時候，緊急情況用的開關有一個不好使，按下的時候沒有反應。用萬用表檢測發(fā)現(xiàn)，開關內部的連接沒有錯誤，但是當開關按下的時候，不是接通的，說明此開關有問題。但是開關的四個引腳不好再拆下，最后想了個沒有辦法的辦法，在一個引腳上連了一根導線，通過觸碰是開關斷開或連接。調試工作中還有一環(huán)就是LED數(shù)碼管的字形碼的得出。由于采用的是共陰極的數(shù)碼管，就對對一個引腳賦“1”的辦法，01H

82、,02H,04H,08H…用這樣的方法得出數(shù)碼管的字形碼。</p><p>　　最后交通燈的大部分功能都已經基本實現(xiàn)，只是關于看門狗電路的部分，由于對X5045這個芯片不了解，所剩余的時間無幾，所以沒有辦法進行編程調試了，這點真的很遺憾。有時間一定會把這一課補上的。</p><p>　　這次課程設計我是全身心的投入進去了，從中確確實實學到了不少東西，使我受益匪淺。這次課程設計中犯下了不少錯

83、誤，以后我會接受這些教訓，同時把這些教訓轉換為經驗應用到以后的此類設計中。最后，衷心感謝在課程設計期間老師對我們的無私幫助，還要感謝和我同組的合作者，以及所有幫助過我的同學。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 李朝青. 單片機原理及接口技術（第3版）. 北京：北京航空航天大學出版社，2005</p><p&g

84、t;　　[2] 馬忠梅等. 單片機的C語言應用程序設計. 北京：北京航空航天大學出版社，2007</p><p>　　[3] 趙新民. 智能儀器設計基礎. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1999</p><p>　　[4] 何立民. 單片機應用技術大全. 北京：北京航空航天大學出版社，1994 </p><p>　　石油大學課程設計成績評價表</p>