2022年单片机交通灯综合实验报告.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 河 北 工 业 大 学实 验 报 告学 院：专 业：班 级：姓 名：学 号：试验课程：单片机应用系统设计开发入门指导老师：试验名称：交通信号灯掌握试验试验时间： 2022 年 5 月 23 日2022 年 5 月 23 日名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一 试验要求1 试验目的及试验内容要求试验目的： 1. 熟识外部中断源的扩展方法； 2. 初步把握单片机综合应用系统设计； 3. 把握用 Proteus 调试汇编源程序的方法；试验内容要求：用发光二极管模拟交通信号

2、灯,灯掌握系统；设计要求如下：用规律电平开关模拟掌握开关,设计一个交通信号1 A 车道与 B 车道交叉组成十字路口, A 是主道, B 是支道；正常情形下, A、B 两车道轮番放行；详细放行时间和要求如下：2A 车道放行50s,其中绿灯常亮44s,绿灯闪耀3s用于警告 ,黄灯常亮3s用于警告 ；3B 车道放行30s,其中绿灯常亮24s,绿灯闪耀3s用于警告 ,黄灯常亮3s用于警告 ；在交通繁忙时,交通信号灯掌握系统应有手控开关,可人为地转变信号灯的状态,以缓解交通拥挤状况；掌握要求如下：1在 B 车道放行期间,如A 车道有车而B 车道无车,按下开关使A 车道放行 15s；2在 A 车道放行期间

3、,如B 车道有车而A 车道无车,按下开关使B 车道放行 15s；3有紧急车辆通过时,按下开关使A、B 车道均为红灯,禁行15s；2 试验设备或运行软件平台完成本试验需要使用到单片机仿真软件Proteus8,该软件是英国 Lab Center Electronics公司出版的 EDA 工具软件,是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具；从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB 设计,真正实现了从概念到产品的完整设计；是目前世界上唯独将电路仿真软件、PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计 平台；在编译方面, 它也支持 IAR 、Keil 、MATLAB 等多种编译

4、器； 其具有的基本功能特点为：1.原理布图； 2.PCB 自动或人工布线； 3.SPICE 电路仿真；革命性的特点是 1.互动的电路仿真；2.仿真处理器及其外围电路；二 试验内容及过程1 试验设计及分析（或者试验程序）试验原理图如下所示：名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 交通信号灯模拟掌握系统程序流程图如下图所示：主程序一道有车另一道无车时紧急车辆通过时开头的中断服务程序的中断服务程序中断响应中断响应初始化关中断爱护现场A绿灯、B红灯延时55s爱护现场A红灯、B红灯延时20 s 复原现场A绿灯闪、B红灯延时3 s

5、开中断N返回A 黄灯、 B 红灯延时2s A道有车YA红灯、B绿灯延时25sA 绿灯、 B 红灯延时 5sNB道有车5 s YA 红灯、 B 绿灯闪动延3 s 关中断A 红灯、 B 绿灯延时A红灯、B黄灯延时2s 复原现场开中断返回名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验程序及程序分析如下：ORG 0000H LJMP MAIN ；LJMP,转向主程序 ORG 0003H LJMP INT00 ；转向紧急车辆中断服务程序 ORG 0013H LJMP INT11 ；转向有车车道放行中断服务 ORG 0030H MAI

6、N : SETB PX0 ；置外部中断 0 为高优先级中断 MOV TCON,#00H ；置外部中断 0、1 为电平触发 MOV IE,#85H ；开 CPU中断、外部中断 0、1 中断 LOOP: ；A 道绿灯亮； B 红灯亮 MOV P1,#0F3H MOV R1,#88 ；44s 延时循环次数 AP1: ；调用 0.5s 延时子程序 DELAY LCALL DELAY DJNZ R1,AP1 ；44s不到,连续循环（ DJNZ RN,REL 是一条件转移指令,先将工作寄存器Rn 中的数减“1” ,判定结果是否为“0” ,不为“0” 程序就跳转到行标为REL的地方执行,否就,为“0” 就不

7、转移,连续执行下一条指令； ）MOV R1,#6 ；3s 延时的循环次数（循环一次延时0.5 秒；）AP2: ；A 道绿灯闪耀CPL P1.2 LCALL DELAY ；参考程序中缺少此句,如缺失会导致无法延时；DJNZ R1,AP2 ；3s 未到,连续循环 MOV P1,#0F5H ；A 道黄灯亮, B 道红灯亮 MOV R1,#6 AP3: LCALL DELAY DJNZ R1,AP3 ； 3s未到,连续循环 MOV P1,#0DEH ； A 道红灯亮, B 道绿灯亮MOV R1,#48 ；延时循环 48 次BP1: LCALL DELAY 名师归纳总结 - - - - - - -第 4

8、 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - DJNZ R1,BP1 ；24s 未到连续循环 MOV R1,#6 BP2: CPL P1.5 ；B 道绿灯闪耀 LCALL DELAY DJNZ R1,BP2 ；3s 未到,连续循环 MOV P1,#0EEH;A道红灯亮, B 道黄灯亮 MOV R1,#6 BP3: LCALL DELAY DJNZ R1,BP3 ；3s 未到,连续循环 SJMP LOOP ORG 0200H INT00: 爱护 P1口数据 PUSH P1 ；PUSH 入栈指令 MOV P1,#0F6H ； A 道红灯亮； B 道红灯亮 MOV R2,#30

9、 ;15 秒延时的循环次数 DELAY0: LCALL DELAY DJNZ R2,DELAY0 POP P1 ；复原 P1口数据 POP是出栈指令 RETI ；返回主程序 ORG 0300H INT11: CLR EA ；关中断 EA为总中断 PUSH P1 ；爱护现场 PUSH 04H PUSH 05H PUSH 06H SETB EA ；开中断B 道（JNB比较转移指令；当P3.0 是 0 时就转移JNB P3.0,AP0 ；A 道无车,转向判定执行 AP0,否就就次序执行；）MOV P1,#0F3H；A 道绿灯亮, B 道红灯亮 SJMP DEL1 ；转向 15 秒延时程序 AP0:

10、JNB P3.1,EXIT ；B 道无车,退出中断名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - MOV P1,#0DEH；A 道红灯亮, B 道绿灯亮 DEL1 : MOV R3,#30 ；15s 延时的循环次数 NEXT : LCALL DELAY DJNZ R3,NEXT ；15 秒未到循环连续 EXIT : CLR EA POP 06H ；复原现场POP 05H POP 04H POP P1 SETB EA RETI ；返回原程序ORG 0350H DELAY : MOV R4,#20；0.5 秒延时子程序参考程序中为#

11、10,经试验发觉只能延时0.25s 故改为 #20,以达到试验目的；LP1 : MOV R5,#50 LP2 : MOV R6,#248 NOP LP3: DJNZ R6,LP3 DJNZ R5,LP2 DJNZ R4,LP1 RET END 交通信号灯与掌握管脚的对应关系如下：名师归纳总结 掌握状态P1 口掌握码P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 第 6 页,共 10 页B 道B 道B道A道A 道A 道A 绿灯亮、 B 红灯亮F3H 未用未用绿灯黄灯红灯绿灯黄灯红灯1 1 1 1 0 0 1 1 A 黄灯亮、 B 红灯亮F5H 1 1 1 1 0

12、1 0 1 A 红灯亮、 B 绿灯亮DEH 1 1 0 1 1 1 1 0 A 红灯亮、 B 黄灯亮EEH 1 1 1 0 1 1 1 0 A 红灯亮、 B 红灯亮F6H 1 1 1 1 0 1 1 0 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 试验步骤及试验数据记录1. 先接线按下表所示的管脚与LED或规律开关的对应关系接线；在Proteus8 中原理图绘制界面中将接线接好；管脚P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P3.0 P3.1 P3.3 P3.2 LED或规律L3 L1 L2 L7 L5 L6 K1 K2 K3 K8 开关掌

13、握对象A 红灯A 黄灯A 绿灯B 红灯B黄灯B绿灯A 道B 道使有车车道紧急车辆放高电平表示有车放行低电平行低电平有低电平表示无车有效效接线完成后如下列图：2.输入程序,在 Proteus8 中 SourceCode界面将程序输入完成后试运行保证程序正确；显现编译胜利后进行下一步；3 运行程序；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4.观看六只发光二极管的亮灭规律；试验中六只发光二极管亮灭规律： （0 代表灭, 1 代表亮, 2 代表闪）运行时间（ s）A 绿A 黄A 红B绿B黄B 红0 1 0 0 0 0 1 44

14、2 0 0 0 0 1 47 0 1 0 0 0 1 50 0 0 1 1 0 0 74 0 0 1 2 0 0 77 0 0 1 0 1 0 80 1 0 0 0 0 1 八十秒后开头重复0-80 秒内的亮灭规律；5. 部分连接图如下列图；1） 在 A 红灯、B 绿灯亮时, 先将 K1 拨至高电平 （表示 A 道有车）、K2 拨至低电平 （表示 B 道无车）,再将 K3 拨至低电平使有车车道（A 道）放行, A 绿灯、 B 红灯同时亮 5s 后返回原先状态；对规律开关 K1、K2、K3 的操作对应于 SW2 开关,闭合 SW2 后,A 红灯灭,绿灯亮, B 绿灯灭,红灯亮； 15s 后复原回

15、闭合开关前的的亮灯状态；2） 在 A 绿灯、B 红灯亮时,先将 K1 拨至低电平（表示 A 道无车）、K2 拨至高电平（表示 B 道有车）,再将 K3 拨至低电平使有车车道（B 道）放行, A 红灯、 B 绿灯同时亮 5s 后返名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 回原先状态；对规律开关 K1、K2、K3 的操作对应于 SW1 开关,闭合 SW1 后,A 绿灯灭,红灯亮, B 红灯灭,绿灯亮； 15s 后复原回闭合开关前的的亮灯状态；（提示： K3 拨至低电平后,应在5s 内改为高电平,否就,单片机可能将再一次响应中断

16、；）6.不论 A 道、 B 道的信号灯处于什么状态,将K8 拨至低电平后, A 红灯、 B 红灯同时亮 20s后返回原先状态；（提示： K8 拨至低电平后,应在 20s 内改为高电平,否就,单片机可能将再一次响应中断；） 对规律开关 K8 的操作对应于 JINJI 开关,闭合 JINJI 后, A 只有红灯亮, B也只有红灯亮； 20s 后复原回闭合开关前的的亮灯状态；3 试验数据分析1. 一道有车而另一道无车时,K3 拨至低电平即向单片机发出中断恳求（低优先级别）；如此时单片机正在执行主程序,会响应中断转入到相应的中断服务程序,先依次查询 A、B 车道的闲暇状态,再去掌握 A、B 车道的信号

17、灯；如此时单片机正在执行紧急车辆通过时中断服务程序,单片机不会响应中断；2. 紧急车辆通过时, K8 拨至低电平即向单片机发出中断恳求（高优先级别）,不论单片机正在执行主程序仍是一道有车而另一道无车时的中断服务程序,会响应中断转入到相应的中断服务程序；3.在进行步骤 5 1）或 2）操作时,如在闭合开关后没有在 法按时复原回闭合开关时的亮灯状态；5s 内断开开关,就在 15 秒时无4.操作过程中发觉,如操作SW1开关后亮灯状态已经发生转变,就在15 秒内再操作 SW2开关就无法连续使亮灯状态转变；三 总结与体会1 试验任务完成情形本试验完成情形良好；通过老师的细心指导、本人的不懈努力和同学的热

18、心帮忙,能够基本上完成全部试验内容, 且在试验过程中对单片机的明白更加深化了；但也无法防止地遇到一些问题,比如对试验程序代码的懂得不够深化,只停留在表面,且对 51 单片机的 111 条指令仍比较生疏,只能记住一些特殊常用的；对于此我的做法是,在分析试验程序的过程中,一遇到不熟识的指令就百度搜寻一下加深印象；在反复的搜寻过程中我也记住了不少指令；通过课程的学习,目前达到的水平是能够基本看懂试验程序,能够绘制简洁原理图,但仍无法做到独 立编写试验程序；2 试验体会、收成、建议回答疑题名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 通过对该试验的学习,本人也有了很多不小的收成；对于一位非电技专业的同学来说,我在学习单片机的过程中的确存在很多问题；老师讲的东西很多在课堂上都无法准时弄明白,必必要靠课余时间的学习； 所以起初在做该试验的时候也是感觉苦难重重,觉得自己确定是无法 完成的,但我不想轻易舍弃,将老师上用的课件反复查看,发觉很多上课没有留意到的重要知 识点,这让我的试验变得更加简洁完成了很多；我觉得通过本次试验我的最大收成是学会了如 何解决难题；第一要做的就是对自己有信心,信任自己肯定能够完成；其次才是去仔细解决问 题；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页