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簡(jiǎn)單的交通燈焊接與程序課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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簡(jiǎn)單的交通燈焊接與程序設(shè)計(jì)用時(shí)：5天

本課程設(shè)計(jì)報(bào)告的word版本及完整的程序代碼下載地址：
http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-77888-1.html

1 設(shè)計(jì)目的：

設(shè)計(jì)一個(gè)東西方向和南北方向十字路口的簡(jiǎn)單交通燈控制系統(tǒng)。

2 設(shè)計(jì)要求：2.1 可以按鍵設(shè)置交通燈東西、南北的倒計(jì)時(shí)時(shí)間
第一次按設(shè)置鍵是設(shè)置東西方向的時(shí)間，第二次按設(shè)置鍵是設(shè)置南北方向的時(shí)間，再按加減鍵就可以設(shè)置對(duì)應(yīng)的時(shí)間。
22 東西和南北方向各有兩個(gè)數(shù)碼管分別顯示時(shí)間
東西和南北的時(shí)間相差5秒，這5秒為黃燈亮的時(shí)間。
2.3 當(dāng)有特殊情況時(shí)，可以按緊急模式進(jìn)行調(diào)整.2.4 緊急模式：
當(dāng)消防車、救護(hù)車等特殊車輛通行時(shí)按下”緊急模式鍵”全部亮紅燈，待緊急車輛通過(guò)后，再恢復(fù)后再退出。
2.5 夜間模式：
4個(gè)方向黃燈亮起。
2.6 禁止通行
第1次按緊急鍵4個(gè)方向全部亮紅燈.
2.7 夜間模式
第2次東西南北4個(gè)方向黃燈閃爍
2.8 南北優(yōu)先通行
第3次南北綠燈亮東西紅燈亮
2.9 東西優(yōu)先通行
第4次南北紅燈亮東西綠燈亮
2.10 再按一次回到正常顯示
不同的模式適合不同的交通情況（如夜間模式，有交通事故的時(shí)候）


3 材料準(zhǔn)備：
10*15洞洞板1塊，
51芯片（STC89C51RC），
母座（或者40pin芯片座或zip座），
紅色LED燈1個(gè)，
103上拉排阻1個(gè)（九個(gè)引腳），
10K電阻1個(gè)，
1K電阻1個(gè)，
30pf瓷片電容2個(gè)，
10uf電解電容1個(gè)，
單排針，
輕觸按鍵4個(gè)，
12.288 MHz晶振1個(gè)，
自鎖開關(guān)（六腳），
杜邦線，
USB轉(zhuǎn)TTL線（下載與供電），
紅黃綠LED燈各2個(gè),
3641AH數(shù)碼管（共陰四位數(shù)碼管）
4 電路圖：*注：關(guān)于EA：
我使用的STC89C52RC單片機(jī)芯片（EA管腳已內(nèi)部上拉到Vcc）
  •                     如外部不加上拉，或外部上拉到Vcc，上電復(fù)位后單片機(jī)從內(nèi)部開始執(zhí)行程序；
  •                     如外部下拉到地，上電復(fù)位后單片機(jī)從外部開始執(zhí)行程序。
根據(jù)網(wǎng)上找到的資料畫的電路圖：
1）去掉了復(fù)位電路和電源插孔：
2）再修改后：
5 時(shí)鐘電路：


5.1 關(guān)于單片機(jī)的XTAL1和XTAL2
單片機(jī)的XTAL1和XTAL2內(nèi)部有一片內(nèi)振蕩器結(jié)構(gòu)但仍需要在XTAL1和XTAL2兩端連接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容才能組成時(shí)鐘電路，這種使用晶振配合產(chǎn)生信號(hào)的方法是內(nèi)部時(shí)鐘方式；
5.2 晶振說(shuō)明
無(wú)源晶振是有2個(gè)引腳的無(wú)極性元件，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無(wú)法振蕩起來(lái)；
5.3 時(shí)鐘電路的重要性
時(shí)鐘電路在單片機(jī)系統(tǒng)中很重要，它能控制著單片機(jī)工作的節(jié)奏，是必不可少的部分。單片機(jī)運(yùn)行需要時(shí)鐘支持——就像計(jì)算機(jī)的CPU一樣,如果沒(méi)有時(shí)鐘電路來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單片機(jī),那單片機(jī)就不能執(zhí)行程序。
6 自鎖開關(guān):
六引腳自鎖開關(guān)是一個(gè)雙刀雙擲開關(guān)，除了圖上用黑線相連的部分，其他部分均不相連。
7 A103J排阻：
排阻是具有極性，在焊接的時(shí)候一定需要注意，如果方向弄錯(cuò)可能導(dǎo)致顯示不了。
從圖上可以看到排阻左邊有一個(gè)點(diǎn)標(biāo)記和103數(shù)值。那個(gè)點(diǎn)表示那一端的第一個(gè)引腳為公共引腳。，而103表示該排阻，前兩位數(shù)表示數(shù)值，最后一位表示倍數(shù)即10X10 3=10K。
排阻在原理圖中的符號(hào)表示：根據(jù)圖可以發(fā)現(xiàn)排阻內(nèi)部的所有電阻都連接到第一個(gè)引腳上，所以第一個(gè)引腳肯定就是公共端，見下圖。
8 四腳開關(guān):
9 3641AH數(shù)碼管引腳圖：

              對(duì)應(yīng)的字母段碼排列：            
10 仿真圖：
11 電路連接測(cè)試1）正面圖：
2）背面圖:

12 程序分析：

  1. #include
  2. #define uint unsigned int
  3. #define uchar unsigned char
  4.               /* I/O口的定義 */
  5. sbit w1_NS=P1^0;              //數(shù)碼管南北時(shí)間的位選               
  6. sbit w2_NS=P1^1;
  7. sbit w1_WE=P1^4;              //數(shù)碼管東西時(shí)間的位選
  8. sbit w2_WE=P2^7;
  9. sbit k1=P3^2;                            //按鍵的定義
  10. sbit k2=P3^5;
  11. sbit k3=P3^6;
  12. sbit k4=P3^7;
  13. sbit red_NS=P2^1;                            //南北紅綠黃燈的定義
  14. sbit yellow_NS=P1^6;
  15. sbit green_NS=P1^5;
  16. sbit red_WE=P2^6;                            //東西紅綠黃燈的定義
  17. sbit yellow_WE=P2^4;
  18. sbit green_WE=P2^3;

  20. uchar seconds_NS,seconds_WE,seconds_WE_set,seconds_NS_set,flag_NS,flag_WE,t0,k1num,k4num;            
  21. uchar code table[]={                                          
  22. 0xeb,0x28,0xb3,0xba,0x78,                                                        //數(shù)碼管譯碼：分別對(duì)應(yīng)數(shù)字0~9
  23. 0xda,0xdb,0xa8,0xfb,0xfa
  24. };                             
  25.                            
  26. void delay(uint z);                              //延時(shí)函數(shù)
  27. void init();                                            //初始化函數(shù)
  28. void display_NS();                              //南北時(shí)間顯示函數(shù)
  29. void display_WE();                              //東西時(shí)間顯示函數(shù)
  30. void LED_display();                              //紅路燈的正常模式函數(shù)
  31. void keyscan();                                            //按鍵掃描函數(shù)

  33. void main()
  34. {
  35.               init();            
  36.               while(1)
  37.               {               
  38.                             keyscan();
  39.                             display_NS();
  40.                             display_WE();
  41.                             LED_display();                           
  42.               }                                 
  43. }

  45. void delay(uint z)                                                        //延時(shí)函數(shù)
  46. {
  47.               uint x,y;
  48.               for(x=z;x>0;x--)
  49.                             for(y=110;y>0;y--);
  50. }

  52. void init()                                                                        //初始化函數(shù)
  53. {
  54.               t0=0;
  55.               flag_NS=0;
  56.               flag_WE=0;
  57.               seconds_NS_set=10;
  58.               seconds_WE_set=15;
  59.               seconds_NS=seconds_NS_set;
  60.               seconds_WE=seconds_WE_set;
  61.               TMOD=0x01;                                                                      //設(shè)置定時(shí)器的工作方式為1，定時(shí)器工作方式
  62.               TH0=(65536-50000)/256;                              
  63.               TL0=(65536-50000)%256;
  64.               EA=1;                                                        //開總中斷
  65.               ET0=1;                                                        //開定時(shí)器0的中斷
  66.               TR0=1;                                                        //開啟定時(shí)器0的運(yùn)行開關(guān)
  67.                            
  68. }

  70. void display_NS()                                            //南北時(shí)間顯示函數(shù)
  71. {
  72.               P0=0x00;            
  73.               w1_NS=0;
  74.               P0=table[seconds_NS/10];                            //顯示南北時(shí)間的十位
  75.               delay(1);                                                                     
  76.               w1_NS=1;                                                                     
  77.                                                                         
  78.               P0=0x00;
  79.               w2_NS=0;
  80.               P0=table[seconds_NS%10];                            ////顯示南北時(shí)間的個(gè)位
  81.               delay(1);                                                                     
  82.               w2_NS=1;
  83.                            
  84. }

  86. void display_WE()                                            //東西時(shí)間顯示函數(shù)
  87. {
  88.               P0=0x00;            
  89.               w1_WE=0;
  90.               P0=table[seconds_WE/10];                //顯示東西時(shí)間的十位
  91.               delay(1);                                                                     
  92.               w1_WE=1;                                                                     
  93.                                                                         
  94.               P0=0x00;
  95.               w2_WE=0;
  96.               P0=table[seconds_WE%10];                            //顯示東西時(shí)間的個(gè)位
  97.               delay(1);                                                                     
  98.               w2_WE=1;
  99.                            
  100. }                             

  102. void timer0() interrupt 1                 //中斷函數(shù)，16位加1計(jì)數(shù)器
  103. {
  104.               TH0=(65536-50000)/256;
  105.               TL0=(65536-50000)%256;
  106.               t0++;
  107.               if(t0==20)
  108.               {
  109.                             t0=0;
  110.                             seconds_NS--;
  111.                             seconds_WE--;                                                      
  112.               }
  113. }

  115. void LED_display()                            //紅路燈的正常模式
  116. {
  117.               if(flag_NS==0)                            //flag_NS為0時(shí)
  118.               {
  119.                             if(seconds_NS>5)                //南北時(shí)間大于5s
  120.                             {
  121.                                           red_NS=1;                              //紅燈滅
  122.                                           yellow_NS=1;                //黃燈滅
  123.                                           green_NS=0;                            //綠燈亮                           
  124.                             }
  125.                             else
  126.                             {                                                           //5s內(nèi)亮黃燈5s
  127.                                           red_NS=1;                           
  128.                                           yellow_NS=0;
  129.                                           green_NS=1;               
  130.                                           if(seconds_NS==0)
  131.                                           {
  132.                                             seconds_NS=seconds_WE_set;
  133.                                             flag_NS=1;
  134.                                           }                                                                                                               
  135.                             }
  136.               }
  137.               if(flag_NS==1)                            // flag_NS為1時(shí)
  138.               {
  139.                             if(seconds_NS>5)
  140.                             {
  141.                                           red_NS=0;                            //紅燈亮
  142.                                           yellow_NS=1;                //黃燈滅
  143.                                           green_NS=1;                            //綠燈滅            
  144.                             }
  145.                             else
  146.                             {                                                                      //5s內(nèi)亮黃燈5s
  147.                                           red_NS=1;                             
  148.                                           yellow_NS=0;
  149.                                           green_NS=1;
  150.                                           if(seconds_NS==0)
  151.                                           {
  152.                                             seconds_NS=seconds_NS_set;
  153.                                             flag_NS=0;
  154.                                           }                                                                                                               
  155.                             }            
  156.               }

  158.               if(flag_WE==0)                            //flag_WE為0時(shí)
  159.               {
  160.                             if(seconds_WE>5)
  161.                             {
  162.                                           red_WE=0;                              //紅燈亮
  163.                                           yellow_WE=1;                //黃燈滅
  164.                                           green_WE=1;                              //綠燈滅
  165.                             }
  166.                             else
  167.                             {                                                           //5s內(nèi)黃燈亮5s
  168.                                           red_WE=1;
  169.                                           yellow_WE=0;
  170.                                           green_WE=1;
  171.                                           if(seconds_WE==0)
  172.                                           {
  173.                                                         seconds_WE=seconds_NS_set;
  174.                                                         flag_WE=1;
  175.                                           }                           
  176.                             }
  177.               }
  178.               if(flag_WE==1)
  179.               {
  180.                             if(seconds_WE>5)
  181.                             {
  182.                                           red_WE=1;                               //紅燈滅
  183.                                           yellow_WE=1;                 //黃燈滅
  184.                                           green_WE=0;                               //綠燈亮
  185.                             }
  186.                             else
  187.                             {                                                          //黃燈亮5s
  188.                                           red_WE=1;
  189.                                           yellow_WE=0;
  190.                                           green_WE=1;
  191.                                           if(seconds_WE==0)
  192.                                           {
  193.                                                         seconds_WE=seconds_WE_set-3;
  194.                                                         flag_WE=0;
  195.                                           }                           
  196.                             }            
  197.               }
  198. }

  200. void keyscan()                            //按鍵掃描
  201. {
  202.               if(k1==0)
  203.               {            
  204.                             while(!k1);                            //等待按鍵釋放（消抖）
  205.                             k1num++;
  206.                             TR0=0;                           
  207.               }
  208.               if(k1num==1)
  209.               {
  210.                             if(k2==0)
  211.                             {
  212.                                           while(!k2);
  213.                                           seconds_NS_set++;
  214.                                           seconds_NS=seconds_NS_set;
  215.                             //              display_NS();                                                      
  216.                                           if(seconds_NS==100)
  217.                                                         seconds_NS=0;                           
  218.                             }
  219.                             if(k3==0)
  220.                             {
  221.                                           while(!k3);
  222.                                           seconds_NS_set--;
  223.                                           seconds_NS=seconds_NS_set;
  224.                             //              display_NS();
  225.                                           if(seconds_NS==0)
  226.                                                         seconds_NS=99;            
  227.                             }
  228.               }
  229.               if(k1num==2)
  230.               {
  231.                             if(k2==0)
  232.                             {
  233.                                           while(!k2);
  234.                                           seconds_WE_set++;
  235.                                           seconds_WE=seconds_WE_set;            
  236.                             //              display_WE();                                         
  237.                                           if(seconds_WE==100)
  238.                                                         seconds_WE=0;                           
  239.                             }
  240.                             if(k3==0)
  241.                             {
  242.                                           while(!k3);
  243.                                           seconds_WE_set--;
  244.                                           seconds_WE=seconds_WE_set;
  245.                             //              display_WE();
  246.                                           if(seconds_WE==0)
  247.                                                         seconds_WE=99;            
  248.                             }
  249.               }
  250.               if(k1num==3)
  251.               {
  252.                             k1num=0;
  253.                             TR0=1;
  254.               }

  256.               if(k4==0)
  257.               {
  258.                             while(!k4);
  259.                             k4num++;
  260.               }

  262.               /*特殊情況選擇模式*/
  263.               switch(k4num)                                                                       
  264.               {
  265.                             case 1:                                                                      //按第1次為緊急模式，禁止通行
  266.                                                         red_WE=0;
  267.                                                         yellow_WE=1;
  268.                                                         green_WE=1;
  269.                                                         red_NS=0;
  270.                                                         yellow_NS=1;
  271.                                                         green_NS=1;
  272.                                                         TR0=0;
  273.                                                         flag_NS=-1;
  274.                                                         flag_WE=-1;
  275.                                                         seconds_NS=99;
  276.                                                         seconds_WE=99;
  277.                                                         break;
復(fù)制代碼
13 心得體會(huì)
本次是第一次焊接，剛開始出現(xiàn)許多錯(cuò)誤，修改修改再修改；上網(wǎng)查資料，請(qǐng)教師兄，最后做出來(lái)了。這次從中收獲許多，學(xué)會(huì)從網(wǎng)上檢索有用的資料，這對(duì)我們學(xué)習(xí)有很大的幫助。對(duì)單片機(jī)也有了進(jìn)一步的了解，動(dòng)手能力、分析能力也增強(qiáng)了，實(shí)踐很重要，再好的理論如果不能用于實(shí)踐，那么它就是沒(méi)有用的。
紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。
感謝。
  





參考資料：
1、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖:


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