1、 课 程 设 计 说 明 书课 程 设 计 说 明 书 名称 单片机原理及应用课程设计 2012 年 9 月 17 日至 2011 年 9 月 28 日共 2 周 院 系 机电工程 班 级 姓 名 系 主 任 教研室主任 指 导 教 师 目 录 一 课题介绍. 3 1.1 课题名称 . 3 1.2 课题要求 . 3 1.3 课程设计要求 3 二 系统设计. 4 2.1 系统总体方案设计 . 4 2.2 系统的整体方案设计图 4 2.3 系统硬件设计 5 2 . 4 系统软件设计10 三、系统仿真 13 3.1 工具软件简介13 3.2 系统仿真模型的建立 .15 3.3 Keil 和 Prot
2、eus 的联合调试 19 3.4 系统仿真结果 .25 附录： 30 附录 1.汇编程序： 30 附录 2.系统原理总图 33 一一 课题介绍课题介绍 1.1 课题名称课题名称 自动控制的交通指示灯 1.2 课题要求课题要求 本设计要求用单片机设计一个自动控制交通灯系统，十字路口两个方向的 交通指示灯控制，定时时间到后经 3 秒黄灯后切换交通控制方向。该系统的具体 功能如下： （1） 该控制系统能控制东、西、南、北四个路口的红、黄、绿信号灯正常工作。 （2） 当东西方向准行，南北方向禁行时，东西方向亮绿灯，南北方向亮红灯。 （3） 当南北方向准行，东西方向禁行时，南北方向亮绿灯，东西方向亮红灯
3、。 （4） 两垂直方向的准行时间均为 30s。 （5） 四个道口只用一组由十位和个位组成的数码管显示准行（或禁行）的剩余 时间。 1.3 课程设计要求课程设计要求 （1）根据课题要求，确定设计方案； （2）在 Proteus 软件中，绘制系统原理图； （3）在 keil中编写单片机程序，结合原理图进行系统调试； （4）记录系统运行结果，书写课程设计报告。 二二 系统设计系统设计 2.1 系统总体方案设计系统总体方案设计 本系统拟采用 AT89C51AT89C51 单片机作为智能交通灯系统的控制核心。 从设计所要完成 的任务来看，单一路口显示倒计时时间的数码必须用两位，对于七段数码管，考 虑到
4、AT89C51AT89C51 单片机所能提供 I/O 接口的数量， 倒计时显示装置中的数码管在本 系统中采用的是静态显示；十字路口共需 4 组红绿灯，加上转换黄灯，一共是 12 只灯，须用 6 个端口进行控制，具体 I/O 接口分配为：P1.0P1.2 分别接东 西方向的红、绿、黄共 6 盏信号灯，P1.3P1.5 分别接南北方向的红、绿、黄 共 6 盏信号灯； AT89C51AT89C51 单片机的 I/O 口作为输出时， 具有较大的吸收电流能力， 因此我们可以选用共阳极数码管，这样由单片机的 I/O 口就可以驱动，从而简化 硬件电路的设计；此外专门设计了监控电路对控制系统进行实时监控，保证
5、系统 工作的稳定性和持续性。 2.2 系统的整体方案设计图系统的整体方案设计图 图 1 系统的整体方案设计图 单片机 AT89C51AT89C51 时钟电路 复位电路 红绿灯装置 倒计时显示装置 2.3 系统硬件设计系统硬件设计 2.3.1 复位电路复位电路 图 2 上电自动复位电路 为了确保控制系统能够稳定可靠的工作，复位电路是必不可少的一部分。 它可以保证程序从指保证程序从指定处开始执行， 即从程序存储器的 0000H 地址 单元开始执行程序。 另外当程序运行出错或操作错误使系统处于死机状态时需复 位以重新启动。 上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电实现的。通电时，电容两端相 当于短路
6、，于是 RSTRST 引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容进行麅，RSTRST 端 电压慢慢降下来，降到一定程度时变为低电平，单片机正常工作。上电自动复位 电路如图 41 所示 2.3.2 晶体振荡电路晶体振荡电路 图 3 晶体振荡电路 单片机必须在时钟的驱动下才能进行工作。 AT89C51AT89C51 单片机内部具有一个时 钟振荡电路，只需要外接振荡器，即可为各部分提供时钟信号。 使用晶振电路时，只要在引脚 XTAL1 和 XTAL2 上外接定时反馈回路，振荡 器 OSC 就能自激振荡，产生矩形时钟脉冲序列。定时反馈回路常由石英晶振和微 调电容组成， 其中石英晶振的频率是单片机的重要性能指标之一， 时钟频率越高， 单片机控制器的控制节拍就越快，运算速度也就越快。该电路是用 12MHz 的石英 晶振和两个 30p 的电容器。石英晶振的频率选为典型值 12MHz，这样有得于得到 没有误差的波特率。电容器 C2 和 C3 是起稳定振荡频率、快速起振的作用。 2.3.3
