单片机课程设计-交通灯为主的多功能任务设计.doc
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一、设计目的 《单片机原理及应用》课程设计是一项重要的实践性教育环节,是学生在校期间必须接 受的一项工程训练。在课程设计过程中,在教师指导下,应用工程的方法,通过一个简 单课题的设计练习,可使学生初步体验单片机应用系统的设计过程、设计要求、完成的 工作内容和具体的设计方法,了解必须提交的各项工程文件,也达到巩固、充实和综合 运用所学知识解决实际问题的目的。 通过课程设计,应该能加强学生如下能力的培养: (1) 独立工作能力和创造力; (2) 综合运用专业及基础知识,解决实际工程技术问题的能力; (3) 查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力; (4) 工程绘图的能力; (5) 编写技术报告和编写技术资料的能力。 二、设计要求 1 总体要求 (1)独立完成设计任务 (2)绘制系统硬件总框图 (3)绘制系统原理电路图 (4)制定编写设计方案,编制软件框图,完成详细完整的程序清单和注释 (5)制定编写调试方案,编写用户操作使用说明书 (6)写出设计工作小结。对在完成以上文件过程所进行的有关步骤如设计思想、指标 论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出说明,并对所完成的设计作 出评价,对自己整个设计工作中经验教训,总结收获和今后研究方向。 2 具体要求 本次工程实践的校内部分主要以单片机为基础,进行单片机软件编程,目的是为了提 高学生的软件编程和系统设计能力,整个设计系统包括两个部分,硬件及软件部分,硬 件部分已经制作成功,学生只需要掌握其原理和焊接相应的元器件,掌握元器件的辨别 和元器件的作用以及应用场所即可,另外对所焊接的电路还需要进行仔细的检查,判断 是否有焊接错误的地方或者短路的地方,对出现的异常情况要能够根据现象判别原因, 并具备解决问题的能力,从而切实提高学生的硬件电子电路的分析、判断能力。 软件编程是本次课程设计的重要环节。在为期两周的工程实践中,将占据主要时间,完 成的软件编程任务主要包括以下几点: 1)、熟悉Keil C51编程平台及相关编程软件 2)、编写、调试蜂鸣器、继电器动作、方波程序并进行软硬件联调 3)、编写、调试LED流水灯(循环显示)程序并进行软硬件联调 4)、编写、调试键盘扫描子程序并进行软硬件联调 5)、编写、调试数码管动态扫描程序并进行软硬件联调 6)、基于交通灯的多功能控制设计 其中前五个内容是后两个内容的基础,主要是编制一些子程序,为后继的整个系统设 计打下基础。 交通灯控制是在五个课题中选做的一个设计,是一个简单的单片机编程设计,来实现 智能交通灯的多功能作用。 三、硬件电路的设计及描述 (一)硬件总框图及原理图 图1 硬件总框图 图2 硬件总原理图 (二)硬件单元电路设计及元器件说明 1) AT89C52单片机 设计中所用的单片机型号为AT89C52 ,其主要功能为: AT89C52是低功耗、高性能的CMOS 8位单片机。片内带有8KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。另外, AT89C52的指令系统和引脚与80C52完全兼容,所以,近几年AT89C52单片机应用极为广泛 。 AT89C52单片机除了含有8KB的Flash存储器外,片内还有256 B的RAM,32条I/O口线,3个16位定时/计算器、6个中断源、1个全双工串行口等。同时, 与80C52一样,有空闲和掉电两种节电运行方式。 AT89C52单片机的结构与8051单片机的结构基本相同,不同之处以下几点: 有CHMOS工艺的节能运行方式、增加了一个16位的定时器T2、片内RAM由128 B增加为256 B、ROM 类型属于Flash存储器。 AT89C52引脚如图7所示: 图7 AT89C52引脚 AT89C52单片机为40脚双列直插封装的8 位通用微处理器,采用工业标准的C51内核,在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同,其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化,会聚调整控制,会聚测试图控制 ,红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。 主要管脚有:XTAL1(19 脚)和XTAL2(18 脚)为振荡器输入输出端口,外接12MHz 晶振。RST/Vpd(9 脚)为复位输入端口,外接电阻电容组成的复位电路。VCC(40 脚)和VSS(20 脚)为供电端口,分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚,其功能用途由软件定义,在本设计中,P0 端口(32~39 脚)被定义为N1 功能控制端口,分别与N1的相应功能管脚相连接,13 脚定义为IR输入端,10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口,分别连接N1的SDAS(18脚)和SCLS(19脚)端口,1 2 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口,连接主板 【单片机课程设计-交通灯为主的多功能任务设计】是一个重要的实践性教学环节,旨在让学生在教师指导下,通过设计和实现一个交通灯控制系统,提升独立工作能力、创新思维以及综合运用专业知识解决实际问题的能力。设计内容包括硬件总框图、原理电路图的绘制,软件编程与调试,以及撰写相关工程文件。 设计要求中,学生需要独立完成设计任务,从硬件到软件全方位参与。硬件设计涉及绘制系统总框图和原理图,理解并焊接元器件,增强硬件电路分析和故障排查能力。软件部分则要求熟悉Keil C51编程环境,编写和调试一系列子程序,如蜂鸣器、继电器、LED流水灯、键盘扫描和数码管动态扫描,最终实现交通灯的多功能控制。 在硬件设计中,使用了AT89C52单片机,这是一种低功耗、高性能的8位CMOS单片机,拥有8KB Flash存储器和256B RAM,支持32条I/O口线,3个16位定时器,6个中断源和1个全双工串行口。AT89C52与80C52兼容,但增加了16位定时器T2,片内RAM扩大,并采用Flash存储技术。单片机的引脚包括晶振输入输出端口XTAL1和XTAL2,复位输入端口RST/Vpd,供电端口VCC和VSS,以及可编程的I/O端口P0到P3,这些端口在设计中会被灵活配置以实现交通灯控制等功能。 交通灯控制作为设计的一个选做课题,是单片机编程设计的实践应用,它涉及到交通灯的智能化控制,通过编程实现不同信号灯的定时切换,满足交通管理的需求。这一设计不仅是单片机控制技术的运用,也是对软件编程能力的检验,为后续更复杂系统的设计奠定了基础。 这个课程设计涵盖了单片机应用系统设计的多个方面,包括硬件电路设计、软件编程、调试技巧以及文档撰写,旨在全面提高学生的工程实践能力和理论知识的应用水平。学生通过这样的实践活动,不仅可以深入理解单片机的工作原理,还能掌握实际工程中的问题解决策略,为未来的职业生涯做好准备。




















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- m0_620193012023-09-20资源内容总结的很到位,内容详实,很受用,学到了~

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