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沈阳理工大学课程设计专用纸1沈阳理工大学目录任务书……………………………………………………………………2一课程设计的目的和要求………………………………………………3二.总体设计……………………………………………………………32.1基本工作原理………………………………………………………32.2硬件总体设计………………………………………………………42.3软件总体设计………………………………………………………4三.硬件设计……………………………………………………………6四.软件设计……………………………………………………………71.程序流程图……………………………………………………………72.程序清单………………………………………………………………8五.结束语………………………………………………………………11六.参考文献……………………………………………………………11沈阳理工大学课程设计专用纸2沈阳理工大学机械系统单片机控制训练任务书设计题目：中断应用设计—有急救车的交通灯控制根据学号选择题目，每个人根据具体题目填写设计内容：1、总体方案设计2、选择可编程接口芯片3、设计硬件电路4、编写汇编语言程序5、程序调试及验证6、编写课程设计说明书（参考目录见第一部分）时间安排：1、总体设计1天2、选择芯片及设计硬件电路1天3、编写汇编语言程序1天4、程序调试及验证1天5、编写课程设计说明书0.5天6、答辩0.5天指导教师：教研室主任：主管院长：年月日沈阳理工大学课程设计专用纸3沈阳理工大学一．课程设计的目的和要求1.1、课程设计的目的1．掌握用定时器延时或软件延时进行定时控制的方法。2．掌握外部中断技术的基本使用方法。3．掌握中断处理程序的编程方法。1.2、课程设计的基本要求设计制作一个模拟的十字路口交通灯控制系统要求：1．正常情况下东西与南北两个方向轮流点亮红、绿灯信号，每次持续时间30S，中间有2S的黄灯过度。2．东西与南北两个方向各设一个紧急切换按钮。某个方向按下时，该方向紧急切换为绿灯，以便于特种车辆通过。3．扩展实验箱上的74LS273做为输出口，控制六个发光二极管亮灭，模拟交通灯管理。4．当有急救车到达时，两个方向上的红灯亮，以便让急救车通过，假定急救车通过路口的时间为10秒，急救车通过后，交通灯恢复中断前的状态。本题目以单脉冲为中断申请，表示有急救车通过。二．总体设计2.1、基本工作原理首先必须了解交通路灯的亮灭规律。本题目需要用到实验箱上八个发光二极管中的六个，即红、黄、绿各两个。不妨将L1(红)、L2（绿）、L3（黄）做为东西方向的指示灯，将L5（红）、L6（绿）、L7（黄）做为南北方向的指示灯。而交通灯的亮灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时30S沈阳理工大学课程设计专用纸4沈阳理工大学后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁2s。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时30S后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁2s。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。各发光二极管的阳极通过保护电阻接到+5V的电源上，阴极接到输入端上，因此使其点亮应使相应输入端为低电平。2.2、硬件总体设计2.2.1、系统组成方案计算机、键盘、LED显示、MCS-51系列单片、可编程接口芯片、触发器。2.2.2、扩展单元编址触发器74LS273的输出O0~O2、O4～O6接发光二极管L1~L3、L5～L7。触发器74LS273的片选CS273接片选信号CS2。单脉冲输出端P-接CPU板上的INT0。2.3、软件总体设计沈阳理工大学课程设计专用纸5沈阳理工大学电路原理逻辑框图沈阳理工大学课程设计专用纸6沈阳理工大学三．硬件设计MCS-51系列单片：芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel公司开发的8位单片机，又可以分为多个子系列。MCS-51系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。引脚说明：P0.0～P0.7：P0口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能先是用于传送外部存储器低8位地址，后是传送外部存储器的读写数据。P1.0～P1.7：P1口8位口线，通用I/O接口无第二功能。P2.0～P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为存储器扩展时传送外部存储器高8位地址。P3.0～P3.7：P3口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能是可发送串行数据，是作为输入引脚RXD来用的。ALE/PROG：地址锁存允许/编程脉冲输入信号线（输出信号）PSEN：片外程序存储器开发信号引脚（输出信号）EA/VPP：片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD：复位/备用电源引脚。可编程接口芯片8255A：芯片说明：8255A是Intel公司生产的可编程输入输出接口芯片,它具有3个8位的并行I/O口,具有三种工作方式,可通过程序改变其功能,因而使用灵活,通用性强,可作为单片机与多种外围设备连接时的中间接口电路。8255有三种基本工作方式，三种工作方式由工作方式控制字决定,方式控制字由CPU通过输入/输出指令来提供.三个端口中PC口被分为两个部分,上半部分随PA口称为A组,下半部分随PB口称为B组.其中PA口可工作与方式0、1和2，而PB口只能工作在方式0和1。8255共有40个引脚,采用双列直插式封装,各引脚功能如下：D0--D7：三态双向数据线,与单片机数据总线连接,用来传送数据信息。CS：片选信号线，低电平有效，表示芯片被选中。12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSSVCCP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7EA/VPPALE/PROGPSENP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8803180518751沈阳理工大学课程设计专用纸7沈阳理工大学RD：读出信号线，低电平有效，控制数据的读出。WR：写入信号线，低电平有效，控制数据的写入。VCC：+5V电源。PA0--PA7：A口输入/输出线。PB0--PB7：B口输入/输出线。PC0--PC7：C口输入/输出线。RESET：复位信号线。A1、A0：地址线，用来选择8255内部端口。GND：地线。触发器74LS273：芯片介绍：74LS273是带有清除端的8D触发器，只有在清除端保持高电平时，才具有锁存功能，锁存控制端为11脚CLK，采用上升沿锁存。CPU的ALE信号必须经过反相器反相之后才能与74LS273的控制端CLK端相连。74LS273是一种带清除功能的8D触发器，1D～8D为数据输入端，1Q～8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位地址锁存器。四．软件设计1．程序流程图：主程序：定时器中断程序：沈阳理工大学课程设计专用纸8沈阳理工大学计数器中断程序急救车中断子程序开始初始化中断程序初始化8255开始定时记数状态0等待结束中断入口存储器入栈取反P1.1口重置定时器存储器出栈中断返回沈阳理工大学课程设计专用纸9沈阳理工大学2．程序清单：NAMET5;中断控制实验OUTPORTEQU0CFA0H;端口地址SAVEEQU55H;保存从端口CFA0输出的数据CSEGAT0000HLJMPSTARTCSEGAT0003H;中断向量为0003HLJMPINTCSEGAT4100HSTART:SETBIT0SETBEX0SETBEAMOVA,#11H;置首显示码MOVSAVE,A;保存ACALLDISP;显示输出ACALLDE3S;延时3秒中断入口保护现场状态1状态3状态2中断返回恢复现场状态标号归0状态4中断入口保护现场存储器入栈全部红灯亮延时10s返回中断前状态恢复现场中断返回沈阳理工大学课程设计专用纸10沈阳理工大学LLL:MOVA,#12H;东西路口绿灯亮，南北路口红灯亮MOVSAVE,AACALLDISPACALLDE10S;延时10秒MOVA,#10H;东西路口绿灯灭MOVSAVE,AACALLDISPMOVR2,#05H;东西路口黄灯闪烁5次TTT:MOVA,#14HMOVSAVE,AACALLDISPACALLDE02S;延时0.2秒MOVA,#10HMOVSAVE,AACALLDISPACALLDE02S;延时0.2秒DJNZR2,TTTMOVA,#11H;红灯全亮MOVSAVE,AACALLDISPACALLDE02S;延时0.2秒MOVA,#21H;东西路口红灯亮，南北路口绿灯亮MOVSAVE,AACALLDISPACALLDE10S;延时10秒MOVA,#01H;南北路口绿灯灭MOVSAVE,AACALLDISPMOVR2,#05H;南北路口黄灯闪烁5次GGG:MOVA,#41HMOVSAVE,AACALLDISPACALLDE02SMOVA,#01HMOVSAVE,AACALLDISPACALLDE02SDJNZR2,GGGMOVA,#11H;红灯全亮MOVSAVE,AACALLDISPACALLDE02S;延时0.2秒JMPLLL;转LLL循环DE10S:MOVR5,#100;延时10秒沈阳理工大学课程设计专用纸11沈阳理工大学JMPDE1DE3S:MOVR5,#30;延时3秒JMPDE1DE02S:MOVR5,#02;延时0.2秒DE1:MOVR6,#200DE2:MOVR7,#126DE3:DJNZR7,DE3DJNZR6,DE2DJNZR5,DE1RETINT:CLREAPUSHACC;中断服务程序，保护APUSHPSW;保护PSWMOVA,R5PUSHACCMOVA,R2PUSHACCMOVA,#11H;红灯全亮，绿、黄灯全灭ACALLDISPDEL10S:MOVR3,#100;延时10秒DEL1:MOVR2,#200DEL2:MOVR5,#126DEL3:DJNZR5,DEL3DJNZR2,DEL2DJNZR3,DEL1MOVA,SAVE;取SAVE中保存数据输出到CFA0端口ACALLDISPPOPACC;出栈MOVR2,APOPACCMOVR5,APOPPSWPOPACCSETBEA;允许外部中断RETIDISP:MOVDPTR,#OUTPORTCPLAMOVX@DPTR,ARETEND沈阳理工大学课程设计专用纸12沈阳理工大学五．结束语通过本次带急救车通过的交通灯的课程设计，我熟悉了一个实际项目的设计过程，更锻炼了自己的动手实践能力，在设计的过程中，我对8051单片机外围电路的设计有了更深刻的认识，掌握了并行口如何输入输出数据，定时器、计数器的工作过程，以及中断子程序的使用方法等，也清楚了自己在实践过程中应该注意的问题。在设计电路时，充分利用了接口芯片8051单片机，8255并行接口芯片，发光二极管等，也就是对这些器件的使用和功能有了更进一步的了解，同时把学到的知识运用到了实际当中去，使知识掌握的更加稳固。另外，对团对合作有了更进一步的了解。在编程的过程中，我参考了几本书籍，还有上百度查找资料，发现用EQU这个指令，我当时不明白什么意思，翻书查找伪指令内容，发现EQU伪指令格式为symbolEQUexpression，EQU伪指令为常数符号symbol指定一个数值，及表达式expression的结果。表达式必须符合前面所述的规则，并且使用EQU定义的符号不允许重新定义。沈阳理工大学课程设计专用纸13沈阳理工大学六．参考文献《单片机原理及其接口技术》胡