单片机课程设计报告题目：单片机课程设计院（系）工学院专业电子信息工程年级 08-1 姓名学号指导教师2011年 12月25日摘要道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。

适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。

交通信号灯的种类有:机动车道信号灯,人行横道信号灯,非机动车道信号灯,方向指示信号灯,移动式交通信号灯,太阳能闪光警告信号灯,收费站天棚信号灯. 单片机概述：单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。

单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。

因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。

一、设计任务与要求(1)A 道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。

A道放行5分钟（调试时改为5 秒钟），B道放行4 分钟（调试时改为4 秒钟）。

(2)一道有车而另一道无车（实验时用开关K0 和K1 控制），交通灯控制系统能立即让有车道放行。

(3)有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟，有紧急车时UINT0 为高电平。

(4)绿灯转换为红灯时黄灯亮1秒钟。

二、方案设计与论证１.总体设计方案东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。

红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。

黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。

设东西道比南北道的车流量大，指示灯燃亮的方案如表1表1方案（1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。

时间为60秒。

（2）黄灯闪烁5秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。

（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过，行人通行。

时间为80秒。

东西方向车流大通行时间长。

（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。

（5）此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。

2.电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源。

因此考虑了两种电源方案：方案一：采用独立的稳压电源。

此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。

方案二：采用单片机控制模块提供电源。

改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。

综上所述，我选择第二种方案。

三、单元电路设计下图图2为交通信号灯DXP仿真所用总原理图图１总原理图四、元器件清单交通信号灯的成品所需的硬件及所用工具如下表2：元件序号型号数量备注主芯片EPF10K10LC84-4 1片无LED 灯通用型6只红.黄.绿各2个焊接工具家用型1套无焊板通用型1个无开关通用型4只无PC机一般家用型即可1台带有VHDL开发工具导线通用型若干无七段数码管通用型4个无表2原件清单五、软件部分1.每秒钟的设定延时方法可以有两种一中是利用MCS-51内部定时器才生溢出中断来确定1秒的时间，另一种是采用软延时的方法。

2.计数器硬件延时（1） 计数器初值计算定时器工作时必须给计数器送计数器初值，这个值是送到TH 和TL 中的。

他是以加法记数的，并能从全1到全0时自动产生溢出中断请求。

因此，我们可以把计数器记满为零所需的计数值设定为C 和计数初值设定为TC 可得到如下计算通式：TC=M-C 式中，M 为计数器摸值，该值和计数器工作方式有关。

在方式0时M 为213 ；在方式1时M 的值为216；在方式2和3为28（2） 计算公式：T=（M －TC ）T 计数或ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／T 计数 T 计数是单片机时钟周期ＴＣＬＫ的１２倍；ＴＣ为定时初值如单片机的主脉冲频率为ＴＣＬＫ１２ＭＨＺ ，经过１２分频 方式０ ＴＭＡＸ＝213 ＊１微秒＝８．１９２毫秒 方式１ ＴＭＡＸ＝216 ＊１微秒＝６５．５３６毫秒显然１秒钟已经超过了计数器的最大定时间，所以我们只有采用定时器和软件相结合的办法才能解决这个问题．3.程序源代码（见附录）六、 调试与分析1. 将写好的程序代码按下列步骤操作调试（1）输入项目文件名(File/Project/Name) 交通信号灯模拟：Traffic lights （2）输入源文件：交通灯信号灯模拟：打开Traffic lights 作调试 （3）指定CPLD 型号(Assign/Device) （4）设置管脚、下载方式和逻辑综合的方式(Assign/Global Project Device Option,Assign/Global Logic Synthesis)（5）保存并检查源文件(File/project/Save & Check) （6）指定管脚(Max+plus Ⅱ/Floorplan Editor) （7）保存和编译源文件(File/project/Save & Compile)（8）生成波形文件(Max+plusⅡ/Waveform Editor)2.调试真值表下表3为仿真调试时输出信号的真值表：表3调试真值表（１）功能子程序的调试。

能子程序的调试包括运算、采样、数字滤波以及PID运算等子程序的调试。

在调试功能子程序时，许多参数都是未知的，要根据其所需的条件，给出假定的数据，使其运行，如果能完成预定的处理功能或与手工计算的结果相符，就说明该子程序己调试通过。

调试时由小到大，由里到外。

例如，调试PID算法子程序时，先调通其包含的各个运算子程序和参数处理子程序，然后将它们连起来进行通调。

通调时，也是假定一些数据、参数和初始条件，然后运行程序。

当运算结果与手工计算的结果相同时，该算法子程序则调试完成，反之，就要进行相应的修改。

其它子程序的调试同理；（２）程序流程的调试。

序流程的调试主要是查看程序运行的步骤是否正确，在某时刻程序运行所处的位置是否正确，是否能正确运行各个中断服务程序。

在调试过程中，先将PID算法子程序屏蔽，输出可控硅导通时间用一个固定的常数代替，在各个中断服务子程序设置断点，然后运行程序，查看程序是否能运行到所有的断点，若所有断点都能运行到，则程序流程基本正确。

去掉所有断点，再一次运行程序，查看可控硅状态，从而判断程序流程正确，反之，若程序流程不正确，做相应的修改后，重新调试；（３）功能程序与算法程序的通调。

完成整个程序流程的调试后，将PID 等算法子程序加入，在算法子程序前或后设置断点，运行整个程序。

当程序在断点处暂停时，查看PID 计算的控制量与手工计算的值是否相同。

多运行几次，若每次的结果都正确，则说明程序各个部分互相没有矛盾，反之，则说明算法子程序和其它子程序之间有影响，需要做相应的修改后重新调。

3.调试流程如下图：图2调试流程图七、 总结与心得回想这两周的课程设计过程，既有快乐又有烦恼。

18周时，被通知要进行2周的课程设计。

当时有点懵，感觉学的东西很少，很零散，不知该怎么连到一起，而且又要考研时间很紧，又要课程设计，是不是太难为我们了。

第一天基本上都是在看书，把基本知识再熟悉一边。

到了周三上午的时候，老师发下来课程设计讲义，从这上面我得到了不少启发，然后我们组把整个程序的思路理清了，开始着手写程序。

第一周结束的时候，我感觉自己收获挺大的，从一开始的迷茫，不知道从何下手到把程序中的几个模块编写出来，心里挺开心的。

但是，到了第二周，我们由不得不再次陷入困境。

在整个程序的编写过程中。

最难的就是修改和删除这两个模块，这也是我们第二周要解决的重点问题。

开始编写修改和删除时，很头疼，去向其他人寻求帮助，在别人的帮助和提示下，我编完了修改程序，但编译时老出错，修改后的内容将文本内的信息全部覆盖了。

困难之时，我们组的其他人，帮助了我，完成了修改和删除。

这样的话，整个程序基本上全部完成了，就剩下完善工作了。

虽然过程不是很顺利但结果还是可以说及格了。

下面是在课程设计中的一些个人总结：（1）正所谓天道酬勤，学习单片机没有捷径，要坚持不懈，重在积累。

（2）别崇拜高手，别相信天才，大部分人都不是天才，要相信自己。

（3）单片机是一门实践性很强的课程，要多动手，多做实验。

（4）要学会参考别人的程序，减少自己琢磨的时间，迅速提高自己的编程能力。

（5）要多交流。

技术是靠不断的积累和交流才会进步的，封闭自守只会更加落后。

两周的课程设计已经结束了。

很感谢老师和同学的帮助，以后会更加努力的！！！！八、参考文献1．《Protel Dxp2004简明教程与考证指南》电子工业出版社2．《vhdl 数字系统设计》 MARK ZWOLINSKI著3.《硬件描述语言VHDL》机械工业出版社4.《maxplus II简明教程》人教出版社5.《51单片机应用从零开始》作者: 杨欣,王玉凤,刘湘九、附录CSEG AT 0000HLJMP STARTORG 0003HLJMP INT0SerORG 000BHLjmp TIMESerCSEG AT 0030HSTART: SETB IT0SETB EASETB EX0MOV A ,P1ANL A ,#0C0HCJNE A, #0C0H,JIXIMOV TMOD,#01HMOV TH0,#0FFHMOV TL0,#0FFHSETB ET0SETB TR0JIXI: MOV P1,#0CH ;东西路口绿灯亮;南北路口红灯亮ACALL DELAY5S ;延时5秒MOV P1,#12H ;东西路口黄灯亮;南北路口黄灯亮ACALL DELAY1S ;延时1秒MOV P1,#21H ;东西路口红灯亮;南北路口绿灯亮ACALL DELAY4S ;延时4秒MOV P1,#12H ;东西路口黄灯亮;南北路口黄灯亮ACALL DELAY1S ;延时1秒LJMP JIXITIMESer :MOV A ,P1ANL A ,#0C0HJB ACC.7,EXITMOV 40H,AMOV A,#21HMOV P1,AMOV A,40HJB ACC.6,EXITMOV A,#0CHMOV P1,AEXIT:RETIINT0SER:MOV P1,#24H ;两个红灯亮，黄灯、绿灯灭RETIDELAY5S:MOV R4,#250Delay3: MOV R3,#99Delay2: mov R2,#100Delay1: DJNZ R2,Delay1DJNZ R3,Delay2DJNZ R4,Delay3RETDELAY1S:MOV R4,#50DELAY4: MOV R3,#99DELAY5: MOV R2,#100Delay6: DJNZ R2,Delay6DJNZ R3,Delay5DJNZ R4,Delay4RETDELAY4S:MOV R4,#200DELAY7: MOV R3,#99DELAY8: MOV R2,#100Delay9: DJNZ R2,Delay9DJNZ R3,Delay8DJNZ R4,Delay7RETEND电气信息工程系单片机课程设计成绩评定表专业：电子班级： 08-1 学号：姓名：时间：年月日。