设计成员：自动化 单 片 机 课 程 设 计 论 文
0803 王晓涛 学号：0806050320
0803 李彦峰 学号：0806050322 自动化0803 张小龙 学号：0806050323
2011年1月6日
自动化
基于AT89S52单片机的数显交通灯设计
摘要： 随着微控技术的日益完善和发展，单片机的应用在不断走向深入。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。它在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大地提高了这些领域的技术水平和自动化控制。本项目主要从单片机应用上来实现十字路口交通灯智能化管理，用来控制车辆的正常运作。
关键词：单片机 微控技术 智能化管理 交通灯
1项目要求
基于AT89S51单片机数显交通灯的设计，主要具有以下功能： 1东西南北路口执直与转弯交替进行，数码管显示直行通行倒计时。 2红绿黄灯显示包括人行道在内的道路交通状态。
3某一方向道路拥挤时，可以人工调节东西南北方向通行时间。 4紧急情况下，各路口交通等显示红灯，数码管保持数据不变。
2系统设计
2.1框图设计
按照系统设计的要求和功能，将系统分为主控模块，LED显示模块，电源电路，复位电路，晶振电路，驱动电路灯几个模块，系统组成框图如图1所示。主控模块采用AT89S52单片机，显示模块采用七段共阴LED数码管。
图1 基于AT89S52单片机数显交通灯系统组成框图
2.2知识点
●本项目需要通过学习和查阅资料，掌握和了解如下知识点： ●+5V电源原理及设计
●单片机复位电路工作原理及设计 ●单片机晶振电路工作原理及设计 ●按键电路的设计 ●LED的特性及使用 ●AT89S52单片机引脚
●单片机汇编语言及程序设计
3硬件设计
3.1电路原理图
基于AT89S52单片机数显交通灯系统硬件电路原理如图2所示，由于单片机需高稳定，高频率的实基脉冲，因此需要晶体振荡器。AT89S52在XTAL1、XTAL2两引脚接晶体振荡器。在晶体振荡器两端并联两个电容C1、C2均为30pF，对振荡器频率有微调作用，震荡范围为1.2-12MHz.时间倒计时显示电路采用4个两位共阴LED显示。排电阻RP1用于单片机P0口的上拉电阻。 具体的电路原理图见附录二。 3.2元件清单
基于AT89S52单片机数显交通灯元件清单见附录一。
3.3电路原理图
显示电路采用4个两位共阴数码管，P1口作为数码管的输入，P3.4、P3.5、P3.6 P3.7分别作为东西南北四路数码管的位选端。
数码管显示电路
信号灯控制电路
应急电路
4软件设计
4.1程序流程图
程序分主程序和中断程序，可采用汇编语言编程，计时采用延时程序 进行延时程序的执行时间为1秒（若单片机的晶振频率为6MHZ），用特殊功能寄存器=PSW的第六位FO(PSW15)作A、B通道的放行标志，PSW15=0时，R4中存放立即数#5AH（相当于十进制数90），R4计数90次时，A道放行正好90秒；B道放行时，R4存放立即数#3CH(相当于十进制数60)，R4计数60次时，B道放行正好60 秒。还可以根据控制过程中的实际情况来改变R4中的数据，就能改变A、B通道的放行时间。紧急车辆通过的处理用中断服务程序控制。主程序流程如图示
4.2程序清单
程序清单见附录三。
5遇到的问题及解决方案
5.1问题：
（1）.焊接的线路有问题 （2）.数码管不亮
（3）.发光二极管不太亮 5.2解决方法
（1）.检查电路并重新焊接。
（2）.检查数码管是否界的正确或本身存在质量问题，重新接线或换个数码管。 （3）.发光二极管接驱动。
6参考文献
[1]柴钰. 单片机原理及应用. 西安：西安电子科技大学出版社，2009年.
[2]薛钧义，张彦斌. MCS-51/96系列单片微型计算机及其应用 [M]. 西安：西安交通大学出版社，1997.
[3]周向红. 51系列单片机应用与实践教程[M]. 北京:北京航空航天大学出版社，2008.
[4]杨居义，杨尧，王益斌，杨晓琴. 单片机课程设计指导 [M]. 清华大学出版社.2009年
设计心得体会
1．自动化0803王晓涛
通过这次的课程设计，我真实的学到了很多的知识。在这次的课程设计中，我付出了很多，俗话说“有付出才有回报”，正是这样，我们的课程设计圆满的结束了。在整个过程中我有许多自己的心得体会。
首先，一开始课程设计时，选择题目，我挣扎了很久，起初字字想找一个简单的题目随便一做完成老师的任务就好了。后来听了老师的教诲，也为了自己能够学到更多，所以选了这个题目。不管能不能做出来，我都要挑战一下子我。
其次，在整个过程中加强了我们动手、思考和解决问题的能力。以前也做过课程设计，不过这次更是锻炼了我的动手能力，多基本的焊接、布线等技术已基本掌握了，更锻炼了我们独立思考的能力。
第三，在课程设计过程中，用到了大量的理论知识，我们通过查资料、上网搜索来获取。这样我们不仅复习了课本上的基本理论知识，也学到了很多新的知识，通过设计，使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
第四，在这次的课程设计中，我学会了属于自己的一套设计思想，它能帮助我更好的解决问题，我想不管做什么事，都要有一个思想指导你去完成。不管现在还是将来，它都
会使我受益的
第五，在整个过程中，我们遇到了很多困难和问题。例如：数码管显示不全、发光二极管不太亮，接线有问题等，在老师的和同学的帮助下，我们一一检查，经过很多次的努力终于改好了。在这个过程中，因为接线太多，我出现了烦躁的情绪，不过最后克制住了。不管干什么事，要有足够的耐心和许许多多的认真。
第六，我觉得干什么事，必须具备团队精神。一个人是干不出什么的，必须和其他人合作你也会受益匪浅的。这次的设计我们合作的非常愉快。 最后，感谢老师的细心指导和同学的无私帮助。 2.自动化0803李彦峰
这次单片机课程设计，我们组做的是数显交通灯。通过这次课程设计，我学到了许
多知识，并且得到了各方面的锻炼。
首先，这次课程设计中用到了许多相关理论知识，加深了我对所学理论知识的理解和掌握。同时，我发现了自己在理论知识上的不足之处，并且纠正了对一些知识点的错误理解，初步学习了运用所学理论知识解决实际问题。其中，我除了学习课本上学过的驱动芯片74LS245，还了解了发光二极管，七段共阴数码管等课外知识，拓宽了知识面，丰富了自己的知识。
其次，这次课程设计从起初确定方案到最终做出东西，我都积极参与，认真对待。其中也发现了各种问题，但都通过请教老师和同学得以解决。同时，我也学到了许多东西。由于我们的课程设计中用到了60个发光二极管，4个双位数码管，3个74LS245驱动芯片，使得接线很繁杂。但都在我们的共同努力下得到了圆满解决，最终实现了各种功能。
再次，这次课程设计也锻炼了我的实际动手能力。在这次做东西中，我遇到了不少实际问题。从电路板布线到焊接元器件，再到调试，都出现了各种各样的问题，但都通过自己动脑思考，并且请教老师和同学得以圆满解决。同时也使我认识到，要做好一件东西，就得在各方面好好努力。这次，从布线到焊接，我都想办法力争做好，也是自己认识到自己在这方面的不足。
最后，这次课程设计是在我们组三个人的共同努力下完成的。我也懂得了合作的重要性，由于一个人的精力和能力有限，要完成一个项目，就得大家一起合作，共同努力。
此外，虽然我们最终完成了单片机课程设计的任务，但也存在许多实际问题。最终还是留下了许多遗憾。比如数码管显示不是很亮，发光二极管也不是很亮，可能因为某些元器件参数选择不当，也与自己事先准备不足有关。尽管如此，但这次课程设计还是令我很满意。当我们的东西做成之后，我心里还是很激动。这次单片机课程设计的成功，既锻炼了我运用所学知识解决实际问题的能力，也培养了我学习理论知识的兴趣，进一步增强了自己的信心和勇气。 3.自动化0803张小龙
这次实习我做的是智能交通灯，主要是通过单片机控制十字口的红绿灯使车辆安全通行不发生混乱，具有东西南北路口直行与转弯交替通行，数码管显示执行通行倒计时的功能，包括人行道在内的交通状态，某一方向拥堵时可以人工控制通行时间，紧急情况时，交通灯全部显示红灯，数码管数据显示不变。在这次实习中我主要负责的是程序的编写与调试，所用知识都是课本所学的，分为初始化子程序，主程序，显示子程序，定时中断处理子程序，查表指令和延时子程序，所用语言为汇编语言，通过这次的编写与调试使我对汇编语言有了更深入的认识，以前对该语言只是熟悉指令，现在已经有了一个基本的理解，懂得了汇编语言的一般编写规则和各个子程序模块的编写，比如延时一秒，R1,R2最大只能为255，所以延时一秒可以让它一次溢出为50ms，溢出20次即可为一秒，所以对于汇
编语言多做练习才能够熟练掌握并编写相应的程序，所以这次实习使我对汇编语言认识更清楚了，了解了它的简明清楚模块化的特点，所以多做练习从中发现并解决问题才能够学好汇编语言，比如在编写好程序后仿真时发现按键后有时响应不准确，经过查资料后发现原来是按键有抖动，可以通过延时5ms来进行消除，这些都是在编写和调试过程中应该注意的问题，当然我也参与了电路板的制作，对所用硬件也有了基本的认识，学会了基本的焊接方法和原则，提高了动手能力。
总之，这次实习很有意义，让我对单片机的基本原理和编程有了更深入的认识，由于单片机的应用相当广泛，越来越显示出了它的优越性，所以学好单片机很重要，同时使我对单片机产生了兴趣并下决心要认真学好单片机，提高了我动手实践能力，当然还要感谢老师和同学的帮助，我相信通过这次实习会为我以后的工作产生积极的影响和推动作用！
附录一
原器件清单如下：
附录二
电路原理图如下图所示：
附录三
程序清单：
基于AT89S52单片机的数显交通灯程序清单如下：
;------------------------------------ ;程序实现功能
;东西南北路口直行与转弯交替通行，数码管显示直行通行倒计时，红绿黄灯显示包括人行道在内的道路交通状态。
;某一方向道路拥挤时，可以人工控制调节东西南北方向通行时间。 ;紧急情况时，各路口交通灯显示红灯，数码管保持数据不变。
;工作寄存器及存储单元分配 ;1.工作寄存器
;R2设置为定时器定时中断次数,R6、R7用于延时程序中的寄存器
;2.片内存储单元
;30H、31H作为两组数码管显示数据存储单元;32H、33H作为交通灯初始状态存储单元;40H、41H作为交通灯显示数据存储单元
;3.标志位
;00H：南北通行标志位 ; 01H：东西通行标志位;02H：紧急事件标志位 ;-----------------------------------
SNF EQU 00H ;;;南北通行标志位 EWF EQU 01H ;;;东西通行标志位 URF EQU 02H ;;;紧急事件标志位 ORG 0000H
LJMP MAIN ;;;上电转主程序 ORG 000BH ;;;定时中断入口 LJMP DSZD
ORG 0003H ;;;紧急中断入口 LJMP URZD ORG 0030H
MAIN: LCALL INIT ;;;调用初始化子程序 LOOP: LCALL DIS ;;;循环执行显示子程序 AJMP LOOP ;///////////初始化程序
INIT: SETB SNF SETB EWF SETB URF
MOV R2,#20 ;;;定时器中断20次为1s
MOV TMOD,#01H ;;;初始化定时器 MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH
SETB EA ;;;开定时中断与紧急中断 SETB ET0 SETB TR0 SETB EX0
SETB IT0 ;;;设置中断程控方式
MOV DPTR,#TAB ;;;数值首地址放入DPTR中 MOV 40H,#40 ;;;东南西北通行时间设置 MOV 41H,#40
MOV 30H,#40 ;;;通行时间初始化 MOV 31H,#60
MOV P0,#4CH ;;;初始化时南北通行并把交通灯状态分别放在32H和33H中
MOV 32H,#4CH MOV P2,#15H MOV 33H,#15H RET
;////////////显示子程序
DIS: MOV P3,#0DFH ;;;选中南北方向的十位数码管 MOV A,30H ;;;把显示数据送人数码管显示 MOV B,#10 DIV AB
MOVC A,@A+DPTR
MOV P1,A ;;; LCALL D1MS
MOV P3,#0EFH ;;;选中南北方向的个位数码管 MOV A,B ;;;送入数码管显示 MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A LCALL D1MS
MOV P3,#7FH ;;;选中第东西方向的十位数码管 MOV A,31H ;;;送入数码管显示 MOV B,#10 DIV AB
MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A LCALL D1MS
MOV P3,#0BFH ;;;选中第东西方向的个位数码管 MOV A,B
MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A
LCALL D1MS SETB P3.0 SETB P3.1
JNB P3.0,DIS_S ;;;查询是否第一个按键按下 JNB P3.1,DIS_E ;;;查询是否第二个按键按下 AJMP DIS_R ;;;没有键按下则返回 DIS_S:LCALL D5MS ;;;按键去抖 JNB P3.0,DIS_SN AJMP DIS_R
DIS_SN:MOV 40H,#50 ;;;对通行时间从新分配，南北通行时间加长
MOV 41H,#30 AJMP DIS_R
DIS_E:LCALL D5MS ;;;按键去抖 JNB P3.1,DIS_EW AJMP DIS_R
DIS_EW:MOV 40H,#30 ;;;东西通行时间加长 MOV 41H,#50
DIS_R:RET ;///////定时中断处理程序
DS_C: LJMP DS_R ;;;接力跳转 DSZD: PUSH ACC ;;;保护现场 PUSH PSW
CLR TR0 ;;;关定时器及中断标志位并重新赋值 CLR TF0
MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH
DJNZ R2,DS_C ;;;判断1m时间是否到达 MOV R2,#20 ;;;到达重新赋值
DEC 30H ;;;南北方向通行时间减一
MOV A,30H ;;;把减一后的时间送入显示存储单元 ;;;;;;;南北通行到达最后4秒时黄灯闪烁
DS_10:CJNE A,#4,DS_11 ;;;如果通行时间剩余4秒 JNB SNF,DS_11 ;;;判断是否是南北通行 MOV P0,#8AH
MOV 32H, #8AH ;;;把交通灯状态存入存储单元（后面类似） DS_11:CJNE A,#3,DS_12 ;;;不是剩余3秒，返回
JNB SNF,DS_12 ;;;不是南北通行时间，返回 MOV P0,#88H MOV 32H, #88H DS_12:CJNE A,#2,DS_13 JNB SNF,DS_13 MOV P0,#8AH MOV 32H, #8AH
DS_13:CJNE A,#1,DS_14 JNB SNF,DS_14 MOV P0,#88H MOV 32H, #88H ;------------------------
DS_14:JNZ DS_NE ;;;通行时间没有结束转向改变东西方向的数码管
CPL SNF ;;;如果通行时间结束则对标志位取反 JNB SNF,DS_1 ;;;判断是否南北通行
MOV 30H,40H ;;;是，点亮相应的交通灯 MOV P0,#4CH
MOV 32H,#4CH ;;;存储交通灯状态 MOV P2,#15H
MOV 33H, #15H ;;;存储交通灯状态
DS_NE:DEC 31H ;;;东西方向通行时间减一
MOV A,31H ;;;把通行剩余时间送入显示存储单元 ;;;;;;;;东西方向通行时间剩余4秒钟黄灯闪烁（程序注释与南北方向类似 略） DS_20:CJNE A,#4,DS_21 JB EWF,DS_21 MOV P0,#51H MOV 32H, #51H DS_21:CJNE A,#3,DS_22 JB EWF,DS_22 MOV P0,#41H MOV 32H, #41H DS_22:CJNE A,#2,DS_23 JB EWF,DS_23 MOV P0,#51H MOV 32H, #51H DS_23:CJNE A,#1,DS_24 JB EWF,DS_24 MOV P0,#41H MOV 32H, #41H ;-----------------------------
DS_24:JNZ DS_R ;;;东西方向时间没有结束，返回 CPL EWF ;;;对通行状态取反
JNB EWF,DS_2 ;;;东西方向通行时间到来，跳转 MOV 31H,#80 ;;;东西方向通行结束，重新显示时间 MOV P0,#89H ;;;点亮相应的交通灯 MOV 32H, #89H MOV P2,#29H MOV 33H, #29H AJMP DS_R
DS_1: MOV 30H,#80 ;;;南北通行时间结束，重新对显示存储单
元赋值
MOV P0,#89H ;;;执行转弯状态1 MOV 32H, #89H MOV P2,#26H MOV 33H, #26H
AJMP DS_NE
DS_2: MOV 31H,41H ;;;东西方向开始通行，赋值予显示存储单元
MOV P0,#61H ;;;点亮相应的交通灯 MOV 32H, #61H MOV P2,#15H MOV 33H, #15H DS_R: SETB TR0
POP PSW ;;;恢复现场 POP ACC RETI
;/////////////紧急中断处理程序
URZD: PUSH ACC ;;;保护现场 PUSH PSW
CLR IE0 ;;;清除中断标志位 CLR TR0 ;;;关定时器
CPL URF ;;;紧急事件标志位 JB URF,UR_CON ;;;紧急结束；跳转
MOV P0,#49H ;;;各路口灯全显示红灯亮 MOV P2,#15H AJMP UR_R
UR_CON:SETB TR0 ;;;恢复正常交通 MOV A,32H MOV P0,A MOV A,33H MOV P2,A
UR_R: POP PSW ;;;恢复现场 POP ACC RETI
;////////////查表指令0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
TAB: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH DB 7DH, 07H, 7FH, 6FH
;//////////延时5ms与1ms D5MS: MOV R7,#5 D1MS: MOV R7,#10 MOV R6,#50 L1: DJNZ R6,$ DJNZ R7,L1
RET END