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单片机课程设计报告-交通信号灯控制系统设计【完整版】
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单片机课程设计报告

一、设计目的
1、通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。
2、通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时/计数哭的使用方法，和简单程序的编写，最终提高我们的逻辑抽象能力。
二、设计任务和要求
任务：设计一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统
要求：利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并用LED灯显示倒计时间。
三、设计原理分析
人行道
人行道
人行道
人行道
1、首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口如上图所以，为东南西北走向。初始状态0为东西南北都红灯亮。然后转状态1东西绿灯通车，南北红灯亮。过一段时间后，转状态2，东西绿灯灭，黄灯闪几下，南北还是红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯亮。过一段时间后转状态4，南北绿灯灭，闪几个黄灯，东西还是为红灯亮，一段时间后，又循环至状态1。

列出交通信号灯的状态表如下：〔其中，1代表灯亮，0代表灯灭〕
状态
北
西
南
东
绿黄红
绿黄红
绿黄红
绿黄红
0
001
001
001
001
1
001
100
001
100
2
001
010
001
010
3
100
001
100
001
4
010
001
010
001

2、对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。
3、通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。
4、通过延时时间送显，可以在原有的交通信号灯系统的根底上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。
四、硬件资源及其分配
主要用到的硬件：P1口、P3口、LED数码管、LED发光二级管、定时器T0
硬件分配：

1、P1口：做为输出口，与发光二极管相连接，其状态及对应的十六进制值如下：
方向

状态
无
南 北
东 西
十六进制值
说 明
P1.7 P1.6
P1.5 P1.4 P1.3
P1.2 P1.1 P1.0
0
00
001
001
09H
都为红灯亮
1
00
001
100
0CH
东西绿南北红

2
00
001
010
0AH
东西黄闪
南北红
00
001
000
08H
3
00
100
001
21H
东西红南北绿

4
00
010
001
11H
南北黄闪
东西红
00
000
001
01H

2、P3口中的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)作特殊用途,数据(倒计时时间)从RXD端输入,TXD端输出。
3、74LS240和LED发光二极管用来显示灯亮情况。
4、定时/计数器T0用来产生1秒的定时
5、74LS240和数码管用来显示时间
五、硬件图

六、程序框图

七、程序流程图及程序
程序流程图：
主程序:

程序清单：
;主程序:
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN: MOV SP,#60H
MOV SCON,#00H ;设置串行口工作方式为方式0
CLR TI
CLR RI
MOV A,#09H ;置初态,东南西北都为红灯亮
MOV P1,A
MOV R2,#4
LCALL DELAY ; 调用4次1秒的延时子程序
H1:MOV A,#0CH ;东西绿灯亮,南北红灯亮
MOV P1,A
MOV R2,#10
LCALL DELAY ;调用10次1秒的延时子程序
MOV R7,#03H ;黄灯闪烁次数为3次
H2:MOV A,#0AH ;东西黄灯闪,南北红灯亮
MOV P1,A
MOV R2,#1
LCALL DELAY ;每1秒闪烁一次
MOV A,#18H ;南北红灯亮,南北黄灯也闪
MOV P1,A
MOV R2,#1
LCALL DELAY ;调用1秒的延时子程序
DJNZ R7,H2 ;判断闪烁次数是否到达
MOV A,#21H ;东西红灯亮,南北绿灯亮
MOV P1,A
MOV R2,#10 ;
LCALL DELAY ;延时10秒
MOV R7,#03H
H3:MOV A,#11H ;东西红灯亮,南北黄灯闪
MOV P1,A
MOV R2,#1
LCALL DELAY
MOV A,#03H ;东西红灯亮,东西黄灯闪
MOV P1,A
MOV R2,#1
LCALL DELAY
DJNZ R7,H3 ;判断黄灯闪的次数是否到达
LJMP H1 ;循环
;1秒的延时子程序:
DELAY: MOV R3,#20 ;定时1秒
MOV TMOD,#10H ;T1定时器，方式1
MOV TH1,#3CH
MOV TL1,#0B0H
SETB TR1
LOOP: JBC TF1，NEXT
SJMP LOOP
NEXT: MOV TL1,#080H
MOV TH1，#3CH
DJNZ R3，LOOP
;数据传送:
DEC R2 ;R2自动减1
MOV DPTR,#CDATA ;置表初地址
MOV A,R2 ;屏蔽R2的高位
SWAP A
ANL A,#0FH ;
MOVC A,@A+DPTR ;读表格数据
CPL A ;取反
MOV SBUF ,A ;串行发送数据
AA1: JBC TI,A1 ;
SJMP AA1
A1: MOV A,R2
ANL A,#0FH
MOVC A ,@A+DPTR ;
CPL A
MOV SBUF ,A
AAB1: JBC TI,AB1 ;
SJMP AAB1
AB1: CJNE R2,#00H,DELAY ;当R2为0时返回,不为0时,那么跳转
RET
CDATA: DB 03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09H
END
八、调试运行
1、接硬件图接线，为了确保东西南北红黄绿灯能够对应显示，实验时，对P1口的接线做了调整。即，P1.0接L3,P1.1接L2,P1.2接L1,P1.3接L6,P1.4接L5,P1.5接L3
2、S/P区DATA插孔接BUS 3区P3。0
S/P区CLK插孔接BUS 3区P3。1
S/P区 CLR接/SP插孔
3、从0030H单元开始连续运行，观察六个LED灯是否与交通显示情况对应，如果有偏差，那么单步运行或断点运行，进行调试，直至满足设计要求。
5、调试完灯的显示后，从0030H开始连续运行，观察数码管显示的是否正常，如果不正常，那么运用单步运行或断点运行进行分析和调试，直至满足要求。
6、整体运行，观察灯显示和时间显示是否都符合要求，如果不符合，那么再调试。直至满足要求。
九、参考文献
?单片机原理与应用技术?主编：苏家健等 高等教育出版社出版
十、设计心得体会
通过单片机课程设计，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越前人。同时，更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。
这个设计过程中，我遇到过许屡次失败的考验，就比方，自己对实际生活中的交通秩序的不了解给整个设计带来的困扰，真想要就此罢休，然而，就在想要放弃的那一刻，我明白了，原来结果并不那么重要，我们更应该注重的是这一整个过程。于是，我坚持了下来。当然最终，这个设计很成功，主要表达在，这一整个系统，几乎没有参考任何书，程序由自己独立完成，与用8255来制作的交通灯控制系统相比，程序简单易读，结构清楚，最重要的是本钱低。在设计一个系统，除了到达所要求的性能指标以外，本钱也是很重要的一个指标。本钱的上下也决定了产品的适用性。