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單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 題 目： 十字路口交通燈 學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 成績(jī)?cè)u(píng)定 一、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 二、評(píng)分 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定 成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日 摘要 隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈(紅、黃、綠三種標(biāo)志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號(hào)街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。黃色信號(hào)燈的發(fā)明者是我國(guó)的胡汝鼎，他懷著“科學(xué)救國(guó)”的抱負(fù)到美國(guó)深造，在大發(fā)明家愛(ài)迪生為董事長(zhǎng)的美國(guó)通用電器公司任職員。一天，他站在繁華的十字路口等待綠燈信號(hào)，當(dāng)他看到紅燈而正要過(guò)去時(shí)，一輛轉(zhuǎn)彎的汽車(chē)呼地一聲擦身而過(guò)，嚇了他一身冷汗?；氐剿奚?，他反復(fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個(gè)黃色信號(hào)燈，提醒人們注意危險(xiǎn)。他的建議立即得到有關(guān)方面的肯定。于是紅、黃、綠三色信號(hào)燈即以一個(gè)完整的指揮信號(hào)家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。 交通燈控制器設(shè)計(jì)主要功能是用單片機(jī)控制LED燈模擬指示。模擬東西南北方向的十字路口交通燈信號(hào)控制情況。以89C52單片機(jī)為核心芯片，采用中斷方式實(shí)現(xiàn)控制。本模擬系統(tǒng)由單片機(jī)硬/軟件系統(tǒng)，兩位8段數(shù)碼管和LED燈顯示系統(tǒng)。和復(fù)位電路控制電路等組成，較好的模擬了交通路面的控制。 關(guān)鍵詞：交通燈 單片機(jī) 數(shù)碼管  目錄 1.概述............................................................1 2系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)...........................................2 2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容.....................................................2 2.2 設(shè)計(jì)要求.....................................................2 2.3 總體設(shè)計(jì)思想.................................................2 2.4 設(shè)計(jì)參考.....................................................2 2.5 知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備...................................................2 3各模塊設(shè)計(jì).......................................................3 3.1設(shè)計(jì)項(xiàng)目簡(jiǎn)介.................................................3 3.2總體設(shè)計(jì).....................................................3 3.3硬件設(shè)計(jì).....................................................3 3.4軟件設(shè)計(jì).....................................................9 4軟件仿真.........................................................12 5課程設(shè)計(jì)體會(huì).....................................................13 參考文獻(xiàn)...........................................................14 附錄一程序清單.....................................................15 附錄二系統(tǒng)原理圖...................................................21 1概述 自從1858年英國(guó)人，發(fā)明了原始的機(jī)械扳手交通燈之后，隨后的一百多年里，交通燈改變了交通路況，也在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)了重要地位，隨著人們社會(huì)活動(dòng)日益增加，經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車(chē)數(shù)量急劇增加，城市道路日漸擁擠，交通燈更加顯示出了它的功能，使得交通得到有效管制，對(duì)于交通疏導(dǎo)，提高道路導(dǎo)通能力，減少交通事故有顯著的效果。 近年來(lái)，隨著科技的飛速發(fā)展，電子器件也隨之廣泛應(yīng)用，其中單片機(jī)也不斷深入人民的生活當(dāng)中。本模擬交通燈系統(tǒng)利用單片機(jī)AT89C52作為核心元件，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)信號(hào)燈對(duì)路面狀況的智能控制。從一定程度上解決了交通路口堵塞、車(chē)輛停車(chē)等待時(shí)間不合理、急車(chē)強(qiáng)通等問(wèn)題。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、實(shí)時(shí)性好、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。 本模擬系統(tǒng)由單片機(jī)硬/軟件系統(tǒng)，兩位8段數(shù)碼管和LED燈顯示系統(tǒng)。和復(fù)位電路控制電路等組成，較好的模擬了交通路面的控制。 2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 交通燈控制器設(shè)計(jì)主要功能是用單片機(jī)控制LED燈模擬指示。模擬東西南北方向的十字路口交通燈信號(hào)控制情況。以89C52單片機(jī)為核心芯片，采用中斷方式實(shí)現(xiàn)控制。 （1）數(shù)碼管選用2位共陰極顯示的數(shù)碼管，共4個(gè)； （2）東西通行時(shí)間為80s，南北通行時(shí)間為60s，緩沖時(shí)間為3s； 2.2 設(shè)計(jì)要求 ? 設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)（包括復(fù)位按鈕、晶振電路等）； ? 繪制實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)內(nèi)容的硬件電路（原理圖），系統(tǒng)的組成框圖。 ? 相應(yīng)的控制狀態(tài)表； ? 編寫(xiě)本課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的軟件設(shè)計(jì)（包含程序流程圖和對(duì)程序注釋?zhuān)? ? 硬件實(shí)驗(yàn)部分可選用實(shí)驗(yàn)箱測(cè)試或Proteus仿真軟件實(shí)現(xiàn)。 2.3 總體設(shè)計(jì)思想（供參考） ? 利用定時(shí)器T0產(chǎn)生每10ms一次的中斷，每100次中斷為1s； ? 對(duì)兩個(gè)方向分別顯示紅、綠、黃燈的剩余時(shí)間即可； ? 用MAX7219芯片實(shí)現(xiàn)共陰極顯示驅(qū)動(dòng)； ? A方向的紅燈時(shí)間=方向的綠燈時(shí)間+黃燈緩沖時(shí)間。 2.4 設(shè)計(jì)參考 交通燈控制器設(shè)計(jì)有電源電路、單片機(jī)主控電路、顯示電路、信號(hào)燈電路等組成，如圖1所示： 2.5 知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備： ? +5V電源原理及設(shè)計(jì)； ? MAX7219工作原理； ? 單片機(jī)復(fù)位電路工作原理及設(shè)計(jì)（元件選擇的依據(jù)）； ? 單片機(jī)晶振電路工作原理及設(shè)計(jì)（元件選擇的依據(jù)）； ? 數(shù)碼管顯示特性、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用； ? LM1602液晶顯示屏特性、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用； ? 89C51單片機(jī)引腳資源、引腳分配等； ? 單片機(jī)匯編語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)（中斷、延時(shí)子程序的設(shè)計(jì)）。 3各模塊設(shè)計(jì) 3.1設(shè)計(jì)項(xiàng)目簡(jiǎn)介 功能：交通燈控制器，通過(guò)單片機(jī)控制交通燈和數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)4路口交通燈的正確亮滅，并能顯示發(fā)亮交通燈發(fā)亮狀態(tài)的剩余時(shí)間。東西通行時(shí)間為80s，南北通行時(shí)間為60s，緩沖時(shí)間為3s。 類(lèi)似產(chǎn)品簡(jiǎn)介： 基于數(shù)字電子技術(shù)設(shè)計(jì)的交通燈控制器：元器件多而復(fù)雜，連線(xiàn)復(fù)雜易出錯(cuò)，設(shè)計(jì)困難，且功耗較大，不經(jīng)濟(jì)，不利于節(jié)約環(huán)保。 基于PLC技術(shù)設(shè)計(jì)的交通燈控制器：設(shè)計(jì)程序簡(jiǎn)單易懂，但價(jià)格較貴，不經(jīng)濟(jì)。 項(xiàng)目特色：通過(guò)單片機(jī)控制，進(jìn)行模塊化處理，體積小，功耗低，元器件少且簡(jiǎn)單，價(jià)格實(shí)惠，功能齊全，能夠?qū)崿F(xiàn)正常顯示，而不會(huì)出現(xiàn)4路口交通燈混亂的情況，時(shí)間顯示正常。 3.2總體設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)模式圖： AT89C52單片機(jī)控制中心 MAX7219控制模塊 路口數(shù)字顯示模塊 4路口交通燈模塊 用一片AT89C52單片機(jī)控制4路口交通燈的亮滅。單片機(jī)發(fā)送地址、數(shù)據(jù)信息給MAX7219，通過(guò)MAX7219控制數(shù)碼管的時(shí)間顯示。 3.3硬件設(shè)計(jì) 硬件原理圖： 晶振模塊 復(fù)位模塊塊 數(shù)字顯示模塊 交通燈模塊 MAX7219模塊 單片機(jī)中心模塊 電路圖： 硬件選型及相關(guān)依據(jù)： AT89C52：4組8位I/O輸入/輸出端口，可滿(mǎn)足控制所需I/O口數(shù)目要求?？赏饨訒r(shí)鐘電路，有復(fù)位管腳，接復(fù)位電路可實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能。接5V高電平，功耗小，價(jià)格低。 MAX7219：串行輸入，16位并行輸出，可控制8位八段數(shù)碼管顯示。滿(mǎn)足設(shè)計(jì)中的四位控制要求。 4組2位共陰數(shù)碼管：4路口兩位數(shù)顯示，滿(mǎn)足所需，易實(shí)現(xiàn)控制。 4個(gè)LED-GREEN：10mA額定電流，2.2V額定電壓，用于模擬十字路口綠燈亮滅顯示。 4個(gè)LED-YELLOW：10mA額定電流，2.0V額定電壓，用于模擬十字路口黃燈亮滅顯示。 4個(gè)LED-RED：10mA額定電流，2.0V額定電壓，用于模擬十字路口紅燈亮滅顯示。 4個(gè)280Ω電阻、8個(gè)300Ω電阻：由VCC=V+IR，（VCC：5V；I：LED燈額定電流；V：LED燈額定電壓）計(jì)算出電阻大小。 9KΩ電阻1個(gè)：MAX7219的18管腳接高電平時(shí)串聯(lián)電阻。 12MHZ晶振1個(gè)、30pf電容2個(gè)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，12M晶振與2個(gè)30p電容并聯(lián)構(gòu)成外部時(shí)鐘振蕩電路。 10KΩ電阻1個(gè)、1KΩ電阻1個(gè)、10uf電解電容1個(gè)、1個(gè)按鍵：構(gòu)成單片機(jī)復(fù)位電路。電容放電時(shí)間τ=RC=10K10uf=0.1s>21/12M=s（2個(gè)時(shí)鐘周期），即電容放電時(shí)間大于2倍的時(shí)鐘周期，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 AT89C52簡(jiǎn)介： AT89C52是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C52是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 主要特性： 與MCS-51 兼容 ；4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ；壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年；全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz；；三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定；128*8位內(nèi)部RAM；32可編程I/O線(xiàn)；兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源；可編程串行通道；低功耗的閑置和掉電模式；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 MAX7219芯片簡(jiǎn)介： MAX7219 是MAXIM 公司生產(chǎn)的串行輸入/輸出共陰極數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片，一片MAX7219 可驅(qū)動(dòng)8 個(gè)7 段（包括小數(shù)點(diǎn)共8 段）數(shù)字LED、LED 條線(xiàn)圖形顯示器、或64 個(gè)分立的LED 發(fā)光二級(jí)管。該芯片具有10MHz 傳輸率的三線(xiàn)串行接口可與任何微處理器相連，只需一個(gè)外接電阻即可設(shè)置所有LED 的段電流。它的操作很簡(jiǎn)單，MCU 只需通過(guò)模擬SPI 三線(xiàn)接口就可以將相關(guān)的指令寫(xiě)入MAX7219 的內(nèi)部指令和數(shù)據(jù)寄存器，同時(shí)它還允許用戶(hù)選擇多種譯碼方式和譯碼位。此外它還支持多片7219 串聯(lián)方式，這樣MCU 就可以通過(guò)3根線(xiàn)（即串行數(shù)據(jù)線(xiàn)、串行時(shí)鐘線(xiàn)和芯片選通線(xiàn)）控制更多的數(shù)碼管顯示。MAX7219 的外部引腳分配如圖1 所示及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如上圖所示。 各引腳的功能為： DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端 DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端，用于級(jí)連擴(kuò)展 LOAD：裝載數(shù)據(jù)輸入 CLK：串行時(shí)鐘輸入 DIG0~DIG7：8 位LED 位選線(xiàn)，從共陰極LED 中吸入電流 SEG A~SEG G DP 7 段驅(qū)動(dòng)和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng) ISET： 通過(guò)一個(gè)10k 電阻和Vcc 相連，設(shè)置段電流 MAX7219 有下列幾組寄存器： 譯碼控制寄存器、亮度控制寄存器、掃描界限寄存器、關(guān)斷模式寄存器、測(cè)試控制寄存器。編程時(shí)只有正確操作這些寄存器，MAX7219 才可工作。 MAX7219讀寫(xiě)時(shí)序說(shuō)明： MAX7129 是SPI 總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)方式。它不僅要向寄存器寫(xiě)入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。 要想與MAX7129 通信，首先要先了解MAX7129 的控制字。MAX7129 的控制字格式如下圖。 如圖，工作時(shí),MAX7219 規(guī)定一次接收16 位數(shù)據(jù)，在接收的16 位數(shù)據(jù)中：D15~D12 可以與操作無(wú)關(guān)，可以任意寫(xiě)入，D11~D8 決定所選通的內(nèi)部寄存器地址，D7~D0 為待顯示數(shù)據(jù)或是初始化控制字。在CLK 脈沖作用下，DIN 的數(shù)據(jù)以串行方式依次移入內(nèi)部16 位寄存器，然后在一個(gè)LOAD 上升沿作用下，鎖存到內(nèi)部的寄存器中。注意在接收時(shí)，先接收最高位D16，最后是D0，因此，在程序發(fā)送時(shí)必須先送高位數(shù)據(jù)，在循環(huán)移位。工作時(shí)序圖見(jiàn)下圖。 由于52 是8 位單片機(jī)故需要分兩次來(lái)送數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)序圖 單片機(jī)復(fù)位電路： 上電自動(dòng)復(fù)位原理： 在電路圖中，電容的的大小是10uF，電阻的大小是10k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍（單片機(jī)的電源是5V，所以充電到0.7倍即為3.5V），需要的時(shí)間是10K*10UF=0.1S。 也就是說(shuō)在啟動(dòng)的0.1S內(nèi)，電容兩端的電壓時(shí)在0~3.5V增加。這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為從5~1.5V減少（串聯(lián)電路各處電壓之和為總電壓）。所以在0.1S內(nèi)，RST引腳所接收到的電壓是5V~1.5V。在5V正常工作的51單片機(jī)中小于1.5V的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，而大于1.5V的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)。所以在開(kāi)機(jī)0.1S內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位（RST引腳接收到的高電平信號(hào)時(shí)間為0.1S左右）。 按鍵按下的時(shí)候復(fù)位原理： 在單片機(jī)啟動(dòng)0.1S后，電容C兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這是時(shí)候10K電阻兩端的電壓接近于0V，RST處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過(guò)程中，電容開(kāi)始釋放之前充的電量。隨著時(shí)間的推移，電容的電壓在0.1S內(nèi)，從5V釋放到變?yōu)榱?.5V，甚至更小。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為3.5V，甚至更大，所以RST引腳又接收到高電平。單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。 數(shù)碼管簡(jiǎn)介： 數(shù)碼管也稱(chēng)LED數(shù)碼管，數(shù)碼管按段數(shù)可分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)（8）可分為1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等數(shù)碼管。 按發(fā)光二極管單元連接方式可分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管，共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線(xiàn)GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 驅(qū)動(dòng)方式：分靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)和動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)兩種方式。 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線(xiàn)控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。 3.4軟件設(shè)計(jì) 首先對(duì)程序進(jìn)行模塊化處理，根據(jù)要求的4路口交通燈的具體功能，對(duì)程序進(jìn)行模塊化處理。 根據(jù)不同功能的分配可以將程序劃分為以下幾個(gè)模塊： 主模塊、MAX7219初始化模塊、初始化模塊（主函數(shù)初始化）、定時(shí)器模塊、MAX7219地址和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)字變化處理模塊。 由子模塊的功能，可以設(shè)計(jì)繪制出各模塊的程序流程圖。各子模塊之間可能會(huì)有聯(lián)系，也可能沒(méi)有聯(lián)系，最后由主模塊對(duì)其進(jìn)行必要的匯總處理，實(shí)現(xiàn)要求的功能。流程圖繪制完畢后，可以將流程圖作為編程的依據(jù)，進(jìn)行編程操作。如此，可使程序簡(jiǎn)化處理，減少錯(cuò)誤，提高程序的編寫(xiě)效率。給自己帶來(lái)不少的方便之處。 程序流程圖： 1、主模塊： 2、MAX7219初始化模塊： 3、初始化模塊： 4、定時(shí)器模塊： 5、MAX7219地址和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊： 6、數(shù)字變化處理模塊： 本著簡(jiǎn)潔清晰明了易懂的目的，對(duì)程序模塊化處理，不同模塊執(zhí)行不同的功能。就如同多元化的大家庭一樣，進(jìn)行不同的分工，個(gè)分工之間也可能存在聯(lián)系。最后，由主模塊進(jìn)行總的調(diào)用處理，從而將零散的分工匯聚一起，共同實(shí)現(xiàn)最終的目的。 模塊說(shuō)明： 主模塊：采用順序循環(huán)程序設(shè)計(jì)，進(jìn)行匯總處理，實(shí)現(xiàn)最終的目的。即實(shí)現(xiàn)交通等控制器功能，東西通行時(shí)間為80s，南北通行時(shí)間為60s，緩沖時(shí)間為3s。 MAX7219初始化模塊：順序調(diào)用MAX7219地址、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，對(duì)MAX7219進(jìn)行初始化處理。 初始化模塊：采用順序程序?qū)Χ〞r(shí)器中斷初始化，開(kāi)中斷定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)。并對(duì)相應(yīng)變量和交通燈做初始化出處理。 數(shù)碼管數(shù)字顯示處理模塊：調(diào)用數(shù)字變化處理模塊，得到正確的跳變時(shí)間，根據(jù)時(shí)間的變化做出相應(yīng)變化，并作出相應(yīng)的處理。調(diào)用MAX7219地址和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊使數(shù)字信息在數(shù)碼管上正確地顯示出來(lái)。 MAX7219地址和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊：根據(jù)MAX7219地址、數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)序圖，對(duì)MAX7219做相應(yīng)處理，使其能夠發(fā)送一位地址和數(shù)據(jù)。 數(shù)字變化處理函數(shù)：當(dāng)數(shù)字變量變?yōu)?時(shí)，相應(yīng)方向的數(shù)字變化標(biāo)志增1，并根據(jù)數(shù)字變化標(biāo)志當(dāng)前值，使數(shù)字變量做出相應(yīng)的變化，并使相應(yīng)方向上相應(yīng)的燈發(fā)亮。以實(shí)現(xiàn)數(shù)字變量從0的正確跳轉(zhuǎn)和交通燈的正確發(fā)亮。 定時(shí)器模塊：對(duì)定時(shí)器重新賦初值，并使時(shí)間標(biāo)志t加1計(jì)時(shí)。 4軟件仿真  課程設(shè)計(jì)體會(huì) 一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。 課程設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程．“千里之行始于足下”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)． 通過(guò)這次單片機(jī)設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過(guò)這次單片機(jī)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次DXP制板設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了單片機(jī)設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)單片機(jī)的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。 感謝對(duì)我?guī)椭^(guò)的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分樂(lè)意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬(wàn)分感謝。 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛，彭喜元，彭宇等單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2010.5 [3] 趙茂泰．智能儀器原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009 [4] 劉江海．EDA技術(shù)[M]．北京：華中科技大學(xué)出版社，2006 [5] 郭天祥．51單片機(jī)C語(yǔ)言教程[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2006 [6] 張忠梅．單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006 附1：程序代碼 #include #define unint unsigned int #define unchar unsigned char //管腳定義 sbit DIN=P3^0; //MAX7219 串行數(shù)據(jù) 1 腳 sbit LOAD=P3^1; //MAX7219 片選 12 sbit CLK=P3^2; //MAX7219 串行時(shí)鐘 13 腳 sbit P10=P1^0; sbit P11=P1^1; sbit P12=P1^2; sbit P15=P1^5; sbit P16=P1^6; sbit P17=P1^7; //寄存器宏定義 #define DECODE_MODE 0x09 //譯碼控制寄存器 #define INTENSITY 0x0A /亮度控制寄存器 #define SCAN_LIMIT 0x0B //掃描界限寄存器 #define SHUT_DOWN 0x0C //關(guān)斷模式寄存器 #define DISPLAY_TEST 0x0F //測(cè)試控制寄存器 //定義全局變量 unchar t,dte,dts; //t為1ms脈沖產(chǎn)生標(biāo)志,dte、dts分別為東西方向、南北方向數(shù)字變化標(biāo)志 unchar Easw,Soun; //東西、南北方數(shù)碼管數(shù)字變量 //函數(shù)聲明 void Write7219(unchar address,unchar dat); //MAX7219控制處理函數(shù)聲明 void Display(); //數(shù)碼管數(shù)字顯示處理函數(shù)聲明 void Initial(void); //MAX7219初始化函數(shù)聲明 void Init(void); //定時(shí)器初始化函數(shù)聲明 /*主函數(shù)：交通等控制器，東西通行時(shí)間為80s，南北通行時(shí)間為60s，緩沖時(shí)間為3s。*/ void main(void) { Initial(); //MAX7219 初始化 Init(); //變量初始化 while(1) { Display(); //調(diào)用顯示函數(shù) } } /*MAX7219初始化函數(shù)：MAX7219 初始化，設(shè)置MAX7219 內(nèi)部的控制寄存器*/ void Initial(void) { Write7219(SHUT_DOWN,0x01); //開(kāi)啟正常工作模式（0xX1） Write7219(DISPLAY_TEST,0x00); //選擇工作模式（0xX0） Write7219(DECODE_MODE,0xff); //選用全譯碼模式 Write7219(SCAN_LIMIT,0x03); //選用前4只LED Write7219(INTENSITY,0x04); //設(shè)置初始亮度 } /*初始化函數(shù)：設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器0工作方式1，設(shè)置50ms定時(shí)時(shí)間，并進(jìn)行初始化。開(kāi)總中斷、定時(shí)/計(jì)數(shù)器0，初始化所需全局變量 */ void init() { TMOD = 0X01; //設(shè)置定時(shí)器0工作方式1 TH0 = 0X4C; //定時(shí)器0高八位初始化 TL0 = 0X00; //定時(shí)器0低八位初始化 ET0 = 1; //定時(shí)器0中斷允許 TR0 = 1; //開(kāi)定時(shí)器0 EA = 1; //開(kāi)總中斷 t = 0; dte = 0; dts = 0; Easw = 79; //東西方向數(shù)碼管初值79 Soun = 82; //南北方向數(shù)碼管初值82 P1 = 0X24; //初始化東西方向亮綠燈 //初始化南北方向亮紅燈 } /*數(shù)碼管數(shù)字顯示處理函數(shù)：通過(guò)定時(shí)器精確定時(shí)，動(dòng)態(tài)地顯示交通燈時(shí)間的變化 */ void Display() { unchar i; unchar Ewsn[4]={0}; //定義一個(gè)只含四個(gè)元素的一位數(shù)組 void Digit_deal(); //數(shù)字變化處理函數(shù)聲明 if(t >= 20) //t=20時(shí)，定時(shí)1秒，Easw、Soun做自減 { t= 0; Easw--; Soun--; } Digit_deal(); //數(shù)字變化處理函數(shù) Ewsn[0] = Easw/10; //東西顯示數(shù)字十位 Ewsn[1] = Easw%10; //東西顯示數(shù)字個(gè)位 Ewsn[2] = Soun/10; //南北顯示數(shù)字十位 Ewsn[3] = Soun%10; //南北顯示數(shù)字個(gè)位 for(i=1;i<5;i++) { Write7219(i,Ewsn[i-1]); //4位共陰數(shù)碼管顯示 } } /*地址、數(shù)據(jù)發(fā)送子程序：MAX7219地址和數(shù)據(jù)的發(fā)送，以確保數(shù)碼管的正常顯示*/ void Write7219(unchar address,unchar dat) { unchar i; LOAD=0; //拉低片選線(xiàn)，選中器件 //發(fā)送地址 for (i=0;i<8;i++) //移位循環(huán)8 次 { CLK=0; //清零時(shí)鐘總線(xiàn) DIN=(bit)(address&0x80); //每次取高字節(jié) address<<=1; //左移一位 CLK=1; //時(shí)鐘上升沿，發(fā)送地址 } //發(fā)送數(shù)據(jù) for (i=0;i<8;i++) { CLK=0; DIN=(bit)(dat&0x80); dat<<=1; CLK=1; //時(shí)鐘上升沿，發(fā)送數(shù)據(jù) } LOAD=1; //發(fā)送結(jié)束，上升沿鎖存數(shù)據(jù) } /*數(shù)字變化處理函數(shù)：對(duì)東西南北方向數(shù)字變換時(shí)值的處理 */ void Digit_deal() { //東西方向數(shù)字變換 if(!Easw) //Easw為0時(shí)，dte加1 { dte ++; } if((Easw == 0) && (dte == 1)) //Easw為0且dte為1時(shí)，東西方向數(shù)字置為3，亮黃燈 { Easw = 3; P16 = 1; P15 = 0; P17 = 0; } if((Easw == 0) && (dte == 2)) //Easw為0且dte為2時(shí)，東西方向數(shù)字置為63，亮紅燈 { Easw = 63; P16 = 0; P15 = 0; P17 = 1; } if((Easw == 0) && (dte == 3)) //Easw為0且dte為3時(shí)，東西方向數(shù)字置為79，dte置0，亮綠燈 { Easw = 79; dte = 0; P16 = 0; P15 = 1; P17 = 0; } //南北方向數(shù)字變換 if(!Soun) //Soun為0時(shí)，dts加1 { dts ++; } //Soun為0且dts為1時(shí)，南北方向數(shù)字置為60，亮綠燈 if((Soun == 0) && (dts == 1)) { Soun = 60; P10 = 1; P11 = 0; P12 = 0; } if((Soun == 0) && (dts == 2)) //Soun為0且dts為2時(shí)，南北方向數(shù)字置為3，亮黃燈 { Soun = 3; P10 = 0; P11 = 1; P12 = 0; } if((Soun == 0) && (dts == 3)) //Soun為0且dts為3時(shí)，南北方向數(shù)字置為82，dts置0，亮紅燈 { Soun = 82; dts = 0; P10 = 0; P11 = 0; P12 = 1; } } /*定時(shí)器0中斷函數(shù)：產(chǎn)生50ms脈沖，實(shí)現(xiàn)1s鐘時(shí)間定時(shí)*/ void Time0() interrupt 1 { TH0 = 0X4C; TL0 = 0X00; t++; } 附2 系統(tǒng)原理圖 致謝 感謝這幾個(gè)星期以來(lái)老師的答題解疑和耐心輔導(dǎo)；感謝實(shí)驗(yàn)室的管理員的指導(dǎo)；感謝同學(xué)的幫助并一起討論解決問(wèn)題的方法。通過(guò)這次實(shí)際的動(dòng)手操作，我受益匪淺，了解到了認(rèn)真鉆研的意義，對(duì)于以后在學(xué)習(xí)和工作中遇到的難題會(huì)以更加積極端正的的心態(tài)和刻苦鉆研的精神去對(duì)待。