單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---led交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　單片機(jī)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書（論文）</p><p>　　設(shè)計(jì)題目： LED交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　所屬學(xué)院： 電氣信息技術(shù)學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 應(yīng)用電子班 </p><p>　　姓 名：

2、</p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　班 級(jí)： 應(yīng)用電子班 </p><p>　　起訖時(shí)間： 2011.12.26-2011.12.31 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><

3、p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體的硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。</

4、p><p>　　本單片機(jī)課程設(shè)計(jì)師仿十字路口交通燈功能，要求東西向綠燈亮若干秒后，黃燈閃爍，閃爍5秒后亮紅燈，紅燈亮后南北向由紅燈變?yōu)榫G燈，若干秒后南北向黃燈閃爍，閃爍5次后亮紅燈，東西向綠燈亮，如此往復(fù)。</p><p><b>　　單片的概述</b></p><p>　　隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到迅速發(fā)展，并且由于芯片的集成度的

5、提高而使計(jì)算機(jī)微型化，出現(xiàn)了單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Computer），簡稱單片機(jī)，也可稱為微控制器MCU（Micro controller Unit）。單片機(jī)，即集成在一塊芯片上的計(jì)算機(jī)，集成了中央處理器CPU（Central Processing Unit）、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（Random Access Memory）、只讀存儲(chǔ)器（Read Only Memory）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及I/O接口電路等主要計(jì)算機(jī)部件。

6、</p><p>　　單片機(jī)具有功能強(qiáng)，體積小，成本低，功耗小，配置靈活等特點(diǎn)，使其在工業(yè)控制、智能儀表、技術(shù)改造、通信系統(tǒng)、信號(hào)處理等領(lǐng)域以及家用電器、高級(jí)玩具、辦公自動(dòng)化設(shè)備等方面均得到應(yīng)用。</p><p>　　從1976年9月Intel公司推出MCS—48系列單片機(jī)以來，世界上的一些著名的器件公司都紛紛推出各自系列的單片機(jī)產(chǎn)品。主要有Intel公司的MCS—48，51，96系列單片

7、機(jī)；Motorola公司的MC6801，6805系列單片機(jī)；Zilog公司的Z8系列單片機(jī)；近年有Atmel公司的AT89系列單片機(jī)和Microchip公司的PIC系列單片機(jī)等。各種系列的單片機(jī)由于其內(nèi)部功能、單元組成及指令系統(tǒng)的不盡相同，形成了各具特色的系列產(chǎn)品。其中Intel公司生產(chǎn)的MCS系列單片機(jī)目前仍占主導(dǎo)地位。</p><p>　　單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支，與一般的微型計(jì)算機(jī)沒有本質(zhì)上的區(qū)別，同

8、樣具有快速、精確、記憶功能和邏輯判斷能力等特點(diǎn)。但單片機(jī)是集成在一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)，它與一般的微型計(jì)算機(jī)相比，在硬件結(jié)構(gòu)和指令設(shè)置上均有獨(dú)到之處，主要特點(diǎn)有：</p><p>　　1．體積小，重量輕；價(jià)格低，功能強(qiáng)；電源單一，功耗低；可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。這是單片機(jī)得到迅速普及和發(fā)展的主要原因。同時(shí)由于它的功耗低，使后期投入成本也大大降低。</p><p>　　2．使用方便靈活、通用

9、性強(qiáng)。由于單片機(jī)本身就構(gòu)成一個(gè)最小系統(tǒng)，只要根據(jù)不同的控制對(duì)象作相應(yīng)的改變即可，因而它具有很強(qiáng)的通用性。</p><p>　　3．目前大多數(shù)單片機(jī)采用哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)體系。單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間和程序存儲(chǔ)器空間相互獨(dú)立。單片機(jī)主要面向測控對(duì)象，通常有大量的控制程序和較少的隨機(jī)數(shù)據(jù)，將程序和數(shù)據(jù)分開，使用較大容量的程序存儲(chǔ)器來固化程序代碼，使用少量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器來存取隨機(jī)數(shù)據(jù)。程序在只讀存儲(chǔ)器ROM中運(yùn)行，

10、不易受外界侵害，可靠性高。</p><p>　　4．突出控制功能的指令系統(tǒng)。單片機(jī)的指令系統(tǒng)中有大量的單字節(jié)指令，以提高指令運(yùn)行速度和操作效率；有豐富的位操作指令，滿足了對(duì)開關(guān)量控制的要求；有豐富的轉(zhuǎn)移指令，包括有無條件轉(zhuǎn)移指令和條件轉(zhuǎn)移指令。</p><p>　　5．較低的處理速度和較小的存儲(chǔ)容量。因?yàn)閱纹瑱C(jī)是一種小而全的微型機(jī)系統(tǒng)，它是犧牲運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量來換取其體積小、功耗低等特色

11、。</p><p><b>　　二、任務(wù)分析</b></p><p>　　模擬交通控制器就是使用單片機(jī)來控制一些LED燈，模擬真實(shí)的交通燈功能，紅、黃、綠交替閃亮，用于治理十字路口的車輛及行人的交通。本次設(shè)計(jì)共用12只LED分成東西向和南北向兩組，各組指示燈均有相向的2只紅色LED，2只黃色LED與2只綠色LED，程序運(yùn)行時(shí)模擬了十字路口交通信號(hào)燈的紅綠燈的切換顯示及

12、黃燈閃爍顯示效果。</p><p>　　單片選用ATMEGA16，功能強(qiáng)大，為設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來極大地方便。電路只有單片機(jī)最小系統(tǒng)，和指示燈系統(tǒng)組成,硬件較為簡單。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)交通指示燈切換時(shí)間設(shè)置得較短，這樣可在調(diào)試的時(shí)候快速觀察到運(yùn)行結(jié)果。</p><p><b>　　三、電路原理圖</b></p><p&

13、gt;<b>　　四、源程序代碼</b></p><p>　　#include<iom16v.h></p><p>　　#include<delay.h></p><p>　　#define int8u unsigned char</p><p>　　#define int16u unsigned

14、 int</p><p>　　#define RED_EW_ON() PORTC&=~_BV(PC0)</p><p>　　#define YELLOW_EW_ON() PORTC&=~_BV(PC1)</p><p>　　#define GREEN_EW_ON() PORTC&=~_BV(PC2)</p><p>　

15、　#define RED_EW_OFF() PORTC|=_BV(PC0)</p><p>　　#define YELLOW_EW_OFF() PORTC|=_BV(PC1)</p><p>　　#define GREEN_EW_OFF() PORTC|=_BV(PC2)</p><p>　　#define RED_SN_ON() PORTC&=~_BV(P

16、C3)</p><p>　　#define YELLOW_SN_ON() PORTC&=~_BV(PC4)</p><p>　　#define GREEN_SN_ON() PORTC&=~_BV(PC5)</p><p>　　#define RED_SN_OFF() PORTC|=_BV(PC3)</p><p>　　#def

17、ine YELLOW_SN_OFF() PORTC|=_BV(PC4)</p><p>　　#define GREEN_SN_OFF() PORTC|=_BV(PC5)</p><p>　　#define YELLOW_EW_BLINK() PORTC^=_BV(PC1)</p><p>　　#define YELLOW_SN_BLINK() PORTC^=_BV(

18、PC4)</p><p>　　int8u Flash_Count=0,Operation_type=1;</p><p>　　void Traffic_light()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Switch(Operation_type)</p><p><

19、b>　　{</b></p><p><b>　　Case1:</b></p><p>　　RED_EW_OFF();YELLLOW_EW_OFF();GREEN_EW_ON();</p><p>　　RED_SN_ON();YELLOW_SN_OFF();GREEN_SN_OFF();</p><p>

20、　　_delay_ms(300);</p><p>　　Operation_type=2;</p><p><b>　　Break;</b></p><p><b>　　Case2:</b></p><p>　　_delay_ms(300);</p><p>　　YELLOW

21、_EW_BLINK();</p><p>　　GREEN_EW_OFF();</p><p>　　If(++Flash_Count!=100) return;</p><p>　　Flash_Count=0;</p><p>　　Operation_type=3;</p><p><b>　　Break;&l

22、t;/b></p><p>　　Case3: RED_EW_ON();YELLLOW_EW_OFF();GREEN_EW_OFF();</p><p>　　RED_SN_OFF();YELLOW_SN_OFF();GREEN_SN_ON();</p><p>　　_delay_ms(300);</p><p&g

23、t;　　Operation_type=4;</p><p><b>　　Break;</b></p><p><b>　　Case4: </b></p><p>　　_delay_ms(300);</p><p>　　YELLOW_SN_BLINK();</p><p>　　

24、GREEN_SN_OFF();</p><p>　　If(++Flash_Count!=100) return;</p><p>　　Flash_Count=0;</p><p>　　Operation_type=1;</p><p>　　Break;</p><p><b>　　}</b>

25、;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　int main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DDRC=0xff;PORTC=0xff;</p><p>　　While(1) Traaffic_Light();</p&

26、gt;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　五、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)充分利用了ATMEGA單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，驗(yàn)證了學(xué)習(xí)中的理論知識(shí)，并加以小小的利用，成效顯著，通過本次對(duì)LED交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我還深刻認(rèn)識(shí)到了“理論聯(lián)系實(shí)際”的這句話的重要性與真實(shí)性。而且通過對(duì)此課程的設(shè)計(jì)，我不但

27、知道了以前不知道的理論知識(shí)，而且也鞏固了以前知道的知識(shí)。最重要的是在實(shí)踐中理解了書本上的知識(shí)，明白了學(xué)以致用的真諦。也明白老師為什么要求我們做好這個(gè)課程設(shè)計(jì)的原因。他是為了教會(huì)我們?nèi)绾芜\(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去解決實(shí)際的問題，提高我們的動(dòng)手能力。</p><p><b>　　六、心得體會(huì)</b></p><p>　　單片機(jī)作為我們的主要專業(yè)課之一，雖然在大二開學(xué)初我對(duì)這門課并沒

28、有什么興趣，覺得那些程序枯燥乏味，但在這次課程設(shè)計(jì)后我發(fā)現(xiàn)自己在一點(diǎn)一滴的努力中對(duì)單片機(jī)的興趣也在逐漸增加。</p><p>　　這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)我們歷時(shí)一個(gè)星期但，過這一個(gè)星期的實(shí)踐和體驗(yàn)下來，對(duì)我來說學(xué)到的不僅是那些知識(shí)，更多的是團(tuán)隊(duì)和合作?，F(xiàn)在想來，也許學(xué)校安排的課程設(shè)計(jì)有著它更深層的意義吧，它不僅僅讓我們綜合那些理論知識(shí)來運(yùn)用到設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，還讓我們知道了一個(gè)團(tuán)隊(duì)凝聚在一起時(shí)所能發(fā)揮出的巨大潛能!<

29、/p><p>　　一個(gè)星期前我還在為到底選那個(gè)課題而發(fā)生分歧，但是隨之而來的問題卻遠(yuǎn)比我們想想的要困難的多，我沒想到這項(xiàng)看起來不需要多少技術(shù)的工作卻是非常需要耐心和精力在一個(gè)星期后的今天我已明白課程設(shè)計(jì)對(duì)我來說的意義，它不僅僅是讓我們把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力，更重要的是同學(xué)間的團(tuán)結(jié)，雖然我這次感覺自己的課程設(shè)計(jì)還有很多不足，但我相信我們得到的也會(huì)更多! </p

30、><p>　　作為一名應(yīng)用電子專業(yè)的大二學(xué)生，我覺得做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過的大學(xué)時(shí)間里，我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識(shí)，如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力？如何把我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似的課程設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。</p><p>　　在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)

31、計(jì)資料了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們是在做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，但我們不是藝術(shù)家，他們可以拋開實(shí)際盡情在幻想的世界里翱翔，而我們一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無法升級(jí)為設(shè)計(jì)。</p><p>　　其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)，如：protel制圖、protues仿真、c語言、模擬和數(shù)字電路知識(shí)等。雖然過

32、去從未獨(dú)立應(yīng)用過它們，但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計(jì)的又一收獲。要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也

33、為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計(jì)課程過程中遇到問題是很正常德，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，但是從中學(xué)到的知識(shí)會(huì)讓我受益終身。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實(shí)踐能力的提高都會(huì)受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。設(shè)計(jì)過程，好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，但畢竟這是第一次做，難免會(huì)遇到各種各樣的問題。在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)</p&g