单片机原理与应用课程设计十字路口的交通灯控制电路设计.doc

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1、 目 录目 录1单片机原理与应用课程设计任务书1引言4一：实物图5二：总括：包括总电路图，设计内容，原件清单等7（一）：总图7（二）：原件清单7（三）：各功能模块及说明8(四).74LS06管脚图10(五).74LS245管脚图10（六).DS1302管脚图11（七）.数码管11课题一：交通灯11一：设计要求及步骤11二：流程图12三：驱动程序（略）12四：注意事项12课题二：数字温度计的设计13一：设计要求及步骤13二：DS18B20工作原理13三：流程图14四：DS18B20与单片机连接图14五：驱动程序（略）15课题三：电子时钟15一：设计要求及设计步骤15二：工作原理15三：流程图15

2、四：驱动程序（略）16实训总结：16单片机原理与应用课程设计任务书一、时间及任务安排2011年6月20日（第17周）2011年7月1日（第18周）； 了解并熟悉课题流程工艺过程，画电路原理图、列元件清单、上机调试程序；焊接电路板、烧录程序调试通过，写课程设计总结。二、课题内容课题1：设计制作一个十字路口的交通灯控制电路，要求：1) 主车道和干道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为主道通行25s，次道通行20s； 2) 黄灯先亮5s，才能变换运行车道；3) 黄灯亮时，要求每秒闪动一次；4) 倒数秒数显示，用二位数码管显示时间；5) 黄灯亮时有声音提示；（机电专业选做）课题2：设计制作

3、一个数字温度计，要求能显示四位温度数字。课题3：设计制作一个数字电子时钟，、要求能显示四位（秒、分或分、时）时间数字。三、课题要求学生需要自主完成以下具体内容：1课题分析对所要求的课题进行分析，确定课题的功能、结构和要求并拟定设计参数，以此为基础确定初步的设计方案。2硬件设计根据设计的初步方案，设计硬件电路，绘制硬件电路图。并根据系统的要求结合硬件电路对软件设计提出要求。3软件设计（1）根据硬件电路要求和设计方案，进行软件编程，画出各个课题软件流程图。（2）对所编写的程序进行编译和仿真，仿真可以根据需要使用软件仿真或硬件仿真。（3）修改程序，以达到设计目的。必要时，可以更改硬件电路的设计。4硬

4、件装配根据最后确定的硬件电路，制作硬件电路板，要求制作完整的系统电路板，并注意制作工艺。5系统调试将设计的程序下载，并安装到硬件电路板上，进行系统实际运行调试。6.发挥部分根据自己的喜好，鼓励对课题内容尽情发挥。四、设计成果课程设计制作完成后，提交以下成果。1课题设计说明书设计说明书由以下几部分组成：（1）封面（2）目录（3）设计课题任务书（4）硬件设计过程（总电路图、各模块功能说明）（5）软件设计过程（各个课题软件流程图）（6）元件清单（7）设计总结2设计作品实物和实物图片五、评分标准及评分表班级09211学号0921136姓名张文明总得分制作课题作品名称考核课题及分值考核内容分值评分标准得

5、分设计过程与作品效果查阅与使用文献资料、书籍、电子资料的能力1010864分析解决问题能力、创性能力、独立工作能力1010864工作态度与克服困难的能力1010864作品设计功能及其完成情况2525191512作品的实用性、技术与知识应用的综合度和经济性，新颖性202016128作品的外观美观和工艺性较好1010864设计课题说明书说明书结构完整、规范，说明书的条理性与逻辑性55432文字简洁性、通畅性，图表清楚、规范、准确55432课题选题合理，设计方案选择合理，设计方法正确，有一定的设计思想和创新55432课题考核总体评价指导老师签名：李建兰 2011年6月引言 单片机，亦称单片微电脑或单

6、片微型计算机。它把中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入端口（IO）等主要计算机功能部件都集成在一块电路芯片上的微型计算机。现在可以说单片机是百花齐放的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供了广阔的天地。MTC-51 系列单片机的用用很广泛，是学习单片机技术较好的系统平台，同时也是开发单片机微型计算机应用系统的一个重要系列。C语言作为一种高级程序设计语言，在进行程序设计时相对来说比较容易，支持多种数据类型，可移植性强，而且也能够对硬件直接访问，能够按地址方式访问存储

7、或IO端口。现在很多MCS-51单片机系统都用C语言来编写程序。用C语言编写的应用程序必须由单片机的C语言编译器（简称C51）转换生成单片机可执行的代码程序，所以本设计主要是单片机基于C语言在Keil C51集成环境的使用。一：实物图图：1-1正面图图：12反面图二：总括：包括总电路图，设计内容，原件清单等（一）：总图图：2-1硬件总图（二）：原件清单元件名称数量红灯3个绿灯3个黄灯3个USB口1个USB数据线1根自锁开关1个DS1302芯片/底座各1个单片机/底座各1个74LS245/底座各1个74LS06/底座各1个蜂鸣器1个排阻1031个1K电阻10个100欧电阻8个10K电阻10个晶振

8、12MHZ1个晶振32MHZ1个30PF电容1个10uF电容1个图2-2（三）：各功能模块及说明图：2-3 STC92C52单片机引脚图。1.输入/输出引脚1）.P0口（3932引脚）P0.0P0.7统称为P0口，在不接片外存储器与不扩展I|O接口时，作为准双向输入|输出接口。在接有片外存储器活扩展I|O接口时，P0口分时复用为低8位地址和双向数据总线。 1）.2 P1口（18引脚） P1.0P1.7统称为P1口，可作为准双向Io接口使用。定义域52子系列，P1.0与P1.1还有第二功能。 1）.3 P2口92128引脚）P2.0P2.7统称为P2口，一般可作为准双向I/O接口使用；在接有片外

9、存储器或扩展I/O接口且寻地址范围超过256字节时，P2口用作高8位地址总线。1）.4 P3口(1017引脚) P3.0P3.7统称为P3 口。除作为准双向I/O接口使用外，每一位还具有独特的第二功能。2.电源管脚40脚Vc：接+5V电源正端，20脚Vss：接+5电源地端。 (四).74LS06管脚图 74LS06是开集电极输出的，需要接上拉电阻才能工作74LS06器件包含6路反相缓冲器/驱动器，带有高压集电极开路输出，可连接高电平电路的接口（如MOS），可驱动高强度电流负载，当然也可以充当反相缓冲器用于驱动TTL输入。74LS06的额定输出电压为30 V，74LS06的最大吸取电流为40 m

10、A。 图：2-4 74LS06图：2-5 74LS06逻辑图(五).74LS245管脚图。74LS245简介：74LS245是我们常用的芯片是用来驱动led或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。 74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。 当89C51单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。 当片选端/CE低电平有效时，DIR=“0”，信号由 B 向 A 传输;（接收） 图：2-6 74LS245DIR= “1”，信号由 A 向 B 传输；（发送）当CE为高电平时，A、B均为高阻态。 由于P2口始终输

11、出地址的高8位，接口时74LS245的三态控制端 管脚1G和2G接地，P2口与驱动器输入线对应相连。 图：2-574LS245 P0口与74LS245输入端相连,10端接地，保证数据线畅通。（六).DS1302管脚图图：1-6 DS1302X1，X2: 32.768KHZ晶振接入引脚。GND： 接地。RST: 复位引脚。I/O: 数据输入/输出引脚，具有三态功能。Vcc1： 工作电源引脚。Vcc2： 备用电源引脚。图：2-7 DS1302（七）.数码管图：2-7 管脚图课题一：交通灯一：设计要求及步骤（一）：要求：主车道和干道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为主道通行25s，次道

12、通行20s； 黄灯先亮5s，才能变换运行车道；黄灯亮时，要求每秒闪动一次；倒数秒数显示，用二位数码管显示时间；黄灯亮时有声音提示（二）：步骤。1.根据原理图焊接好电路。2.对电路进行试电，检查无误。3.在单片机软件上进行程序的输入，并调试无误。4.对单片机进行程序的烧录。5.在电路板上进行试电。二：流程图图3-1三：驱动程序（略） 四：注意事项 在调试过程中程序出错，这是不能犯的错误，交通关系到每个人的安全，所以对应这个设计不能出任何错误。课题二：数字温度计的设计.一：设计要求及步骤（一）：要求：四位温度数字。（二）：.设计步骤。1.根据DS18B20原理图焊接好电路。2.对电路进行试电，检查

13、无误。3.在单片机软件上进行程序的输入，并调试无误。4.对单片机进行程序的烧录。5.在电路板上进行试电。二：DS18B20工作原理DS18B20测温原理如图2-6-1所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在55所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0

14、时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。三：流程图 图4-1四：DS18B20与单片机连接图 。图：4-2单片机外部电源供电图五：驱动程序（略）注意事项：1.DS18B20必须把DQ不然数码管会一直显示同一个不变的数字。2.一定要注意数码管的位显不然显示的数字是混乱的。课题三：电子时钟一：设计要求及设计步骤（一）.设计要求：能显示四位（秒、分或分、时）时间数字。（二）.设计步骤。1.焊接好电路。2. 对电路进行试电，检查无误。3. 在单片机软件上进行程序的输入，并调试无误。4. 对单片机

15、进行程序的烧录。5. 在电路板上进行试电。二：工作原理 在单片机内部存储器设三个字节分别存放时、分、秒信息的内存。利用定时器和相关软件结合实际1秒定时中断，没产生一次中断，存储器内相应的秒位加1；若秒达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。数码管的显示采用动态显示，动态显示就是指轮流的一位一位的点亮各个显示位，对显示器的每一位采用每隔一段时间点亮一次。三：流程图四：驱动程序（略） 注意事项：分清是共阴还是共阳数码管，注意位选。 图：5-1实训总结： 通过实训，我学到了很多的知识和技能。学到在上课区间学不到的东

16、西，实现了理论与实践有机的结合，。通过实训学会了硬件与软件的结合。培养了我独立思考，勇于创新的精神，与团队合作的精神。同时，了解了DS18B20和1302及STC90C52单片机的作用。在电路板焊接的过程中深刻地体会到细心的重要性。因为把原理图弄错接好的线又拆了重新连接做后还是完整的把每个模块成功做好并试电成功。也让我明白了坚持就会胜利的道理。在交通灯调试中一定要注意数码管的位显不然显示的数字是混乱的。在DS18B20调试过程中第一因为没把必须把DQ送入数码管显示了一个固定数字，改进把DQ与I/O口连接是数码管显示。送入DQ后因为位显不对导致显示错误，改进调整位显。在调试过程中程序出错，这是不能犯的错误，交通关系到每个人的安全，所以对应这个设计不能出任何错误。 在时钟调试中，同样出现位显错误，调整位显，恢复正常。致谢词 ：感谢老师在这一学期对我们的教导，让我们明白了怎样做人做事，同时把时下最实用的电子技术，单片机软硬件方法毫不保留的传授给我们，让我们在未来面对社会过程中更信心十足.参考文献：1. 单片机原理与应用及C51程序设计.清华大学出版社.2.单片机实验指导书.