宝坻区推广单片机结构设计

A. 单片机毕业设计，基于51单片机的电梯控制系统的设计

基于51单片机的电梯控制系统的设计
引 言
随着现代高科技的发展，住房和办公用楼都已经逐渐向高层发展。电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。1889年美国奥梯斯升降机公司推出的世界上第一部以电动机为动力的升降机，同年在纽约市马累特大厦安装成功。随着建筑物规模越来越大，楼层也越来越高，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性都提出了更高的要求。由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采用这种控制线路,存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术发展来看,这种系统将逐渐被淘汰。
目前，由可编程控制器（PLC）或微型计算机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。可编程控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机，它有良好的抗干扰性能，适应很多工业控制现场的恶劣环境，所以现在的电梯控制系统主要还是由可编程控制器控制。但是由于PLC的针对性较强，每一台PLC都是根据一个设备而设计的，所以价格较昂贵。而单片机价格相当便宜，如果在抗干扰功能上有所提高的话完全可以代替PLC实现对工控设备的控制。当然单片机并不象PLC那么有针对性，所以由单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善，更完美的实现设备的升级。
电梯控制系统是比较复杂的一个大型系统，在计算机诞生的几十年里，继电器控制系统为电梯控制的发展做了巨大的贡献，但在性能上和PLC还是有本质上的差距。在科技的不断发展下，我想单片机控制系统很快可以解决抗扰性，成为方便有效的电梯控制系统。
由于时间和能力有限，在设计过程中难免有很多疏漏和不足之处，恳请老师批评指正，我将努力改正，争取做出完美的毕业设计。

目录
目录 1
引 言 2
第1章 绪 论 3
1.1 电梯的发展 3
1.2电梯的分类 4
第2章 方案的比较和确定 6
2.1 方案的选择 6
2.1.1 电梯继电器控制系统的优缺点 6
2.1.2 PLC控制系统的特点 6
2.1.3 电梯变频调速控制的特点 7
2.2 单片机控制方案的选择 7
2.3 变频器的选型 8
第3章 硬件系统的设计 10
3.1 硬件结构图 10
3.2 系统硬件原理图 10
3.3 89C51单片机的原理及其外围电路的设计 10
3.3.1 89C51单片机的原理与结构 10
3.3.2 单片机外围电路的设计 14
3.4 输入模块的设计 18
3.4.1 锁存器74LS373及其扩展功能简介 20
3.4.2 光电传感器 20
3.4.3 KC778B红外传感器基本应用电路 21
3.4.4 输入信号的采集 22
3.5 输出模块设计 24
3.5.1 DAC0832的功能简介 25
3.5.2 变频器功能简介 26
3.5.3 LED驱动器功能简介 29
3.5.4 控制信号的输出 32
第4章 系统软件的设计 34
4.1 主程序流程图 34
4.2 读入信息并显示子程序的流程图 37
4.3 延时去抖动子程序 37
4.4 设置目标层子程序流程图 38
4.5 电机拖动子程序流程图 39
4.6 电梯载客子程序流程图 40
4.7 中断服务流程图 41
小结与展望 42
致谢 43
参考文献 44
附录部分： 45
附录A 电气原理图 45
附录B 外文文献及其译文 46
附录C 主要参考文献及其摘要 50

B. 单片机开发与典型工程项目实例详解的目 录

1.1 单片机的应用和特点 1
1.1.1 单片机的应用 1
1.1.2 主流单片机的种类及特点 3
1.2 MCS-51系列单片机的内部结构 7
1.3 MCS-51单片机的引脚功能与时序 9
1.3.1 MCS-51系列单片机引脚说明 10
1.3.2 MCS-51单片机的时序 16
1.4 MCS-51单片机的存储器组织 17
1.4.1 程序存储器 18
1.4.2 数据存储器 19
1.4.3 特殊功能寄存器 21
1.5 单片机最小系统 24
1.5.1 单片机最小系统 24
1.5.2 彩灯控制器的设计 25
1.5.3 顺序控制器的设计 27
1.6 本章小结 29 2.1 单片机C语言宏配置介绍 30
2.1.1 处理器的配置 30
2.1.2 ID区域 31
2.1.3 EEPROM数据 31
2.2 单片机数据结构 31
2.2.1 类型限定词 32
2.2.2 常数 33
2.2.3 变量 34
2.2.4 构造数据类型 38
2.2.5 函数 46
2.2.6 中断 49
2.2.7 C语言和汇编语言的嵌套使用 53
2.2.8 伪指令 54
2.3 MPLAB IDE编译器简介 57
2.3.1 MPLAB工程管理器（MPLAB Project Manager） 57
2.3.2 MPLAB文本编辑器（MPLAB Editor） 57
2.3.3 MPLAB软件仿真器（MPLAB-SIM Simulator） 58
2.3.4 MPLAB在线仿真器（MPLAB-ICE Simulator） 58
2.4 MPLAB IDE的安装和使用 58
2.4.1 MPLAB IDE的安装要求 58
2.4.2 MPLAB IDE的使用 59
2.4.3 实例应用 59
2.4.4 MPLAB IDE中的工程 62
2.4.5 MPLAB IDE工程的编译 65
2.4.6 MPLAB IDE的软件仿真 66
2.5 MCC18基础 68
2.5.1 MCC18的安装目录浏览 68
2.5.2 MCC18的语言执行流程 70
2.5.3 MCC18举例 70
2.5.4 MCC18的编译环境 72
2.5.5 MCC18和单片机的比较 73
2.6 单片机的混合开发 74
2.6.1 C51和汇编语言的性能比较 74
2.6.2 C51和汇编语言的混合编程 74
2.7 本章小结 79 3.1 单片机应用系统设计的流程 80
3.2 单片机应用系统两设计原则 82
3.2.1 硬件系统设计原则 82
3.2.2 应用软件设计原则 83
3.3 单片机的选型 83
3.3.1 单片机选型的原则 83
3.3.2 单片机选型参考 85
3.3.3 开发工具的选择 86
3.4 系统常见故障与调试 87
3.5 本章小结 88 4.1 数字滤波算法 89
4.1.1 算术平均值滤波 90
4.1.2 滑动平均值滤波 92
4.1.3 防脉冲干扰平均值滤波 93
4.1.4 中值滤波 95
4.1.5 一阶滞后滤波 96
4.2 数字PID控制算法 97
4.2.1 位置式PID控制算法 98
4.2.2 增量式PID控制算法 100
4.2.3 积分分离的PID控制算法 102
4.2.4 变速积分PID控制算法 103
4.3 本章小结 104 5.1 键盘设计的组成和分类 105
5.1.1 键盘的物理结构 106
5.1.2 键盘的组成形式 106
5.2 键盘接口的工作过程和工作方式 111
5.2.1 键盘的抖动干扰和消除方法 111
5.2.2 盘接口的工作过程 112
5.2.3 键盘的工作方式 112
5.3 键位置的判别方法 113
5.4 键盘接口设计的储存芯片和
5.4 相关协议 114
5.4.1 键盘接口设计的储存芯片 114
5.4.2 AT24CXX系列的芯片及I2C协议 114
5.4.3 A93CXX系列的芯片及SPI协议 124
5.5 键盘接口实现的工程实例 132
5.5.1 矩阵键盘接口的工程实例 132
5.5.2 矩阵式中断扫描键盘的设计 137
5.5.3 二进制编码键盘接口的工程实例 139
5.6 重点与难点 141 6.1 交通灯顺序控制 143
6.1.1 硬件系统的设计 143
6.1.2 反向器74F06 145
6.1.3 控制字 145
6.1.4 程序设计 145
6.2 设计一种基于模糊理论的单片机控制交通路口调度系统 148
6.2.1 系统的总体设计 148
6.2.2 十字路口调度系统模糊控制器的设计 149
6.2.3 电路设计 151
6.2.4 车流量检测电路 154
6.2.5 系统主程序和模糊控制程序设计 155
6.2.6 系统显示程序设计 157
6.3 重点与难点 159 7.1 显示屏显示原理及串行通信基本概念 161
7.1.1 显示屏显示原理 161
7.1.2 串行通信 163
7.1.3 阵列式LED显示屏的实现 166
7.2 显示屏硬件电路设计 166
7.2.1 硬件电路介绍 168
7.2.2 外扩数据存储器电路 170
7.3 列式LED显示屏显示程序的171
7.3.1 汉字点阵数据的提取 171
7.3.2 显示主程序 174
7.3.3 串口中断处理程序 176
7.3.4 显示驱动函数 179
7.3.5 外部存储器读写程序 181
7.3.6 串口通信程序 181
7.3.7 文字显示特效程序 182
7.4 本章小结 191 8.1 IC卡基础 192
8.1.1 IC卡的分类 192
8.1.2 IC卡的标准 194
8.2 接触型IC卡读写系统的开发 194
8.2.1 IC卡读写系统的时序 195
8.2.2 IC卡读写系统的硬件连196
8.2.3 IC卡读写系统的软件系统 197
8.3 基于SLE4442加密卡读写系统的开发 201
8.3.1 SLE4442卡的介绍 201
8.3.2 SLE4442的模式 203
8.3.3 SLE4442的操作命令 205
8.3.4 SLE4442读/写系统的软硬件设计 208
8.4 重点与难点 215 9.1 无刷直流电机控制原理 216
9.1.1 无刷直流电机的组成 217
9.1.2 无刷直流电机的工作原理 217
9.1.3 无刷直流电机的控制方法 219
9.2 无刷直流电机的工作特性 220
9.3 直流无刷电机控制的应用实现 221
9.3.1 总体设计概述 221
9.3.2 直流无刷电机控制的硬件设计 222
9.3.3 直流无刷电机控制的软件设计 224
9.3.4 无刷直流电机速度闭环控制系统 227
9.4 本章小结 230 10.1 永磁同步电机的结构与分类 231
10.2 永磁同步电机的矢量控制 232
10.3 永磁同步电机控制 236
10.3.1 控制电路设计 237
10.3.2 光电隔离电路设计 238
10.3.3 功率电路设计 239
10.4 永磁同步电机控制的软件实现 239
10.4.1 电压SVPVM的DSPIC33f软件实现 241
10.4.2 转子位置检测 243
10.4.3 AD转换模块 245
10.5 本章小结 246 11.1 汽车行驶记录仪功能介绍 247
11.2 简易汽车行驶记录仪的设计 249
11.2.1 汽车行驶记录仪的考虑因素 250
11.2.1 MSP430 251
11.2.2 车模拟信号的采集 254
11.2.4 数字信号采集电路 255
11.2.5 SST39VF160芯片介绍 257
11.3 记录仪的软件设计 257
11.3.1 软件流程图 258
11.3.2 数据存储格式 259
11.3.3 SST39VF160存储器数据读写的实现 259
11.4 数据采集的程序实现 263
11.5 本章小结 264 12.1 USB-GPIB控制器简介 265
12.1.1 认识USB 266
12.1.2 GPIB 269
12.2 USB-GPIB控制器的硬件电路设计 271
12.2.1 器件的选择 272
12.2.2 USB-GPIB控制器电路设计 278
12.3 USB-GPIB控制器的软件程序的实现 287
12.3.1 USB单片机协议控制芯片与主机（计算机）的数据交互 288
12.3.2 USB协议控制芯片与GPIB控制器的数据交互 299
12.4 USB-GPIB控制器固件的调试与固化 300
12.4.1 USB-GPIB控制器固件的调试 301
12.4.2 USB-GPIB控制器固件程序的固化 302
12.5 本章小结 303 13.1 研究抗干扰技术的重要性 304
13.2 干扰的分类 305
13.2.1 按噪声产生的原因分类 306
13.2.2 按噪声传导模式分类 306
13.2.3 按噪声波形及性质分类 307
13.3 干扰的耦合方式 308
13.4 单片机系统可靠性的设计任务与方法 310
13.4.1 单片机系统可靠性设计的任务 310
13.4.2 可靠性设计一般方法 311
13.5 本章小结 313 14.1 无源滤波器抗干扰 314
14.1.1 电容滤波器 315
14.1.2 电感滤波器 316
14.1.3 RC低通滤波器 316
14.1.4 1LC低通滤波器 318
14.1.5 低通滤波器的结构选择 319
14.1.6 低通滤波器的平衡结构与串联形式 319
14.2 有源滤波器抗干扰 321
14.2.1 一级低通有源滤波器 321
14.2.2 二级低通有源滤波器 322
14.3 去耦电路 324
14.3.1 尖峰电流的形成原理 324
14.3.2 去耦电容的配置 325
14.3.3 光电隔离 326
14.3.4 继电器隔离 328
14.3.5 变压器隔离 328
14.3.6 布线隔离 329
14.4 接地技术 330
14.5 本章小结 334 15.1 概述 335
15.2 指令冗余技术 336
15.2.1 单字节指令冗余 337
15.2.2 重要指令冗余 337
15.3 软件陷阱技术 337
15.3.1 未使用的中断向量区设置陷阱 338
15.3.2 RAM数据区中设置陷阱 338
15.3.3 未使用的EPROM数据区设置陷阱 339
15.3.4 非EPROM单片机空间设置陷阱 339
15.3.5 运行程序区设置陷阱 339
15.4 看门狗技术 339
15.4.1 硬件看门狗技术 340
15.4.2 软件看门狗技术 342
15.5 本章小结 345

C. 帮忙：“单片机最小系统”用层次原理图设计出来

一 、层次原理图的概念
层次原理图主要包括两大部分：主电路图和子电路图。其中主电路图与子电路图的关系是父电路与子电路的关系，在子电路图中仍可包含下一级子电路。（如图1 图1
） 1．主电路图主电路图文件的扩展名是.prj。主电路图相当于整机电路图中的方框图，一个方块图相当于一个模块。图中的每一个模块都对应着一个具体的子电路图。 2．子电路图 子电路图文件的扩展名是.sch。 一般地子电路图都是一些具体的电路原理图。子电路图与主电路图的连接是通过方块图中的端口实现的。（如图2 图2
）

D. 怎样设计一个用ADE7755和用AT89S51的单片机设计出一个电能表

随着电力的需求越来越大，不同时间段用电量不均衡的现象日趋严重。为了合理地调控电力负荷和节约能源，电力公司已开始鼓励使用多费率电能表。传统的多费率电能表一般采用机械转盘式计量方式，计量精度随机械磨损而降低，时段设置单一，人工抄表劳动强度大，且偶有窃电情况发生等诸多弊端。本文给出基于AT89S52单片机一种新型多费率单相电能表设计，采用AD7755电能计量芯片，电能计量准确。该电能表具有分时段计量，液晶显示，自动回抄，时段设置灵活，时间校正及时，新颖的防窃电，功耗低的特点。并对该电能表实验测试数据进行性了误差分析，指出电能计量中减小与消除误差的方法。

1硬件电路设计

1.1总体结构

基于AT89S52单片机完成多费率单相电能表的设计，AT89S52有以下功能，8k字节Flash闪速存储器，三级加密程序存储器，256字节内部RAM，32个可编程I/O口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路，两种低功耗电工作方式。是一个比较适合于以开关量信号输入检测的性价比较高的8位单片机。电能表硬件设计主要包括六大模块，电压和电流检测电能计量电路AD7755模块，串行存储与看门狗X25045电路模块，HT1621液晶显示电路模块，串行时钟S3530A电路模块，

RS485总线通讯电路模块，防窃电检测电路模块，总体结构如图1所示。

图1：系统总体结构框图

1.2电能计量

单相电能计量采用美国ADI公司的AD7755低功耗芯片实现。AD7755内部除了ADC和滤波、相乘电路外都采用了数字电路，有效的消除了尖脉冲等干扰信号，使得它在恶劣的环境条件下仍能保持极高的正确度和稳定性。对单相回路中的电压、电流信号采样，计算出功率并积分将其转换为电能脉冲输出，CPU对来自AD7755输出端CF的脉冲进行计量，计算出电能表的累计用电量。电能与脉冲的关系为：W=M/C，式中的W为电能，单位为千瓦时，M为脉冲累计个数，C为电表脉冲常数，选取C=1600，每千瓦时为1600个脉冲。

1.3RS485通讯MAX487芯片实现多费率电能表的RS485通讯控制

MAX487芯片具有RS485通讯协议，可以带下位机128个、传输间隔大于1km、传输速率达250kb/s。电能表通过RS485总线与用电治理计算机相连，每只电能表都有一个确定的唯一的八位十六进制的表号，初次安装，电工需要把用户信息与表号记录后输进用电治理计算机中，完成用户与治理计算机的连接。治理计算机采用广播式通讯方式下传时段设置与校时信息，此时不带有地址信息，而电能表中断接收;上位机采用呼唤地址的方式上传信息，即呼唤谁的地址，那只电能表便把信息及其校验码打包向上传送给用电治理计算机，实现电能回抄。MAX487的DE为发送器使能端，DE为1时发送器可以工作，DI为输进端，A、B为输出端。当DE为0时，停止发送输出端为高阻。RE为输进使能端，RE为0时答应接收器工作，A、B为输进端，RO为输出端;RE为1时，接收器被禁止，RO为高阻状态。因此，采用半双工通讯方式，把DE和RE相连然后接AT89S52的P1.4，通过AT89S52的P1.4引脚来控制收发工作状态。

1.4串行存储器

串行存储器采用美国XICOR公司的X25045低功耗芯片，它具备看门狗定时器WTD、电源电压监控和具有512字节的串行E2PROM存储器三种功能。WTD可以设置为200ms、600ms、1400ms喂狗定时间隔，软件编程写进X25045中。在程序正常运行期间，WTD在定时间隔内收到触发信号，确保程序正常运行，一端WTD在定时间隔内没有收到触发信号，X25045便通过RESET引脚输出一个高电平信号，触发电能表复位来防止程序跑飞。X25045作为串行存储芯片，512字节分别用于存储电能表编码，多费率时段设置，上月和当月分时段的峰、平、谷电量和总累计电量等信息，存储次数可改写十万次，数据可保存一百年，它与AT89S52可采用SPI协议总线接口相连。

1.5时钟电路

时钟电路采用S3530A芯片完成，它是一种支持I2C总线的低功耗时钟芯片，它按照CPU经RS485通讯接收校时的数据来设置时钟和日历，靠自身的振荡继续走时。在S3530A的Xin和Xout引脚之间跨接32.768kHz的晶体器振荡器。它通过两线式与CPU连接，SDA脚和SCL脚分别接AT89S52的P2.0和P2.1，并有两个中断报警引脚可设置为输出秒或分同步脉冲，向AT89S52提供周期为1秒的中断信号，单片机系统将根据该信号通过I2C通讯接口读取当前的时间，计算出该时刻所属的时段，实现多费率电能表的分时段计量电能。该时钟电路带有备用锂电池，正常工作时有电源Vcc供电，同时给3.6V锂电池充电;当出现停电时，自动切换锂电池为时钟电路供电，即使停电时钟走时也正确。

1.6液晶显示

采用HOLTEK公司HT1621的LCD显示驱动芯片,实现十六位LCD数字显示。HT1621是具有128段(32×4)内置存储器的LCD驱动器，它片内包括控制与计时电路、显示RAM、LCD驱动及偏置、监视定时器等，采用了48脚SSOP封装,具有体积小和功耗低的优点,非常适合于应用电能表中，其接口电路和外围电路简单，它和AT89S52之间采用串行接口，只需三根线。AT89S52的P2.4、P2.5、P2.6分别接到它的CS片选、WR写答应、DATA串行数据三个引脚上，来控制刷新显示RAM缓冲区。另外应用中，在VDD、VLCD间接一个20kΩ可调电阻，用来调节LCD显示对比度，调节电阻，使得VDD=5V，VLCD=4V对比度较好。

1.7防窃电检测等

记录电能表接线端子盖被人为打开的次数而分析是否窃电。电能表被安装好后将表壳打上铅封，用户不能私自打开电能表接线的表盖破坏铅封，否则属于窃电行为。因此我们采用霍尔传感器，检测接线端子盖是否被打开。假如接线端子盖被打开，AT89S52的P1.6引脚的电平变化，就检测到开盖一次，记录表的接线端子盖被人为打开和破环的次数，判定是否有窃电发生，当发现有窃电现象时，给出报警、断电并及时上传到上位治理计算机。实践证实该新奇的防窃电技术有效的防止窃电情况发生，效果较好。检测电路框图如图2所示。

图2：防窃电检测框图

掉电保护电路，用AT89S52的P1.7输进引脚检测掉电信号，当系统正常工作是P1.7位高电平，当忽然发生断电时，P1.7变成低电平，采用查询方式检测到P1.7的变为低电平后，将进进掉电保护程序。电源电路中有个大滤波电容1000uf/25v，当掉电后能维持系统十多秒的工作时间，确保电能表存储好重要数据。光电隔离电路，在系统中AD775的脉冲输出端，继电器控制端，RS485通讯端分别使用了4N35光电隔离器。通过光的耦合作用传递电信号，把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，进步系统抗干扰的能力。

2软件程序设计

2.1软件程序资源分配

多费率单相电能表软件程序共包括初始化及主程序，X25045读写程序，RS485串行通讯处理程序，中断处理程序，定时器处理程序，HT1621显示控制程序，电能分时段计量与掉电处理程序，系统自检与软件抗干扰处理八大程序模块。系统的中断资源分配为INT0中断用于AD7755脉冲检测，INT1用于秒同步检测，定时器T0用于定时100ms，T1未使用，T2用于串行通讯程序波特率发生器，串行口中断设置为RS485异步通讯接收中断。

2.2程序模块的设计

电能表的工作过程主程序模块如图3所示，每次上电要进行初始化，初始化包括对AT89S52单片机定时器、串行口、中断等工作方式的设定，写进串行存储芯片X25045的控制字，串行时钟芯片S3530A控制字，串行液晶驱动芯片HT1621控制字。新电能表的初次工作要对X25045初始值设定，包括电能表表号的设置，时段的设置，时钟的设置，存储地址的分配等。本系统设置了三个时段，单片机每秒从时钟芯片S3530A中读取时钟值，然后根据串行存储芯片X25045中预先设置好的时段，分析该时刻属于哪个时段，根据相应的时段把电能存储AT89S52的RAM存储器中，然后电能每累计够1度便写进到X25045相应的地址中。16位液晶显示器轮流显示时段与电能信息。若有通讯请求将采用中断方式与上位机进行数据通讯。若停电，将执行掉电保护程序。其它程序模块流程图略。

图3：主程序流程图

测试结果

该电能表在淄博贝林电子有限公司进行了误差测试和运行试验，上位计算机完成用电治理时段设置，设置三个费率时段，第一时段00点00分点到06点30分，为谷电量时段，第二时段06点30点到22点30分，为峰电量时段，第三时段22点30点到24点00分，为平电量时段。费率时段设置由电力供电公司根据国家政策规定设定到计算机治理系统中，通过RS485串行通讯传送到电能表中，并存储于X25045中。每月峰、平、谷、累计电量存进电能表中，并打包传送到上位计算机治理系统，通讯波特率设为9600bit/s。用0.1级标准电子式电能表校验台作为标准表，该多费率电能表为被测表，贝林电子有限公司针对不同负荷的情况下进行测试，限于篇幅仅列出负荷为5KW时的实测数据如表1所示。测试结果表明该复费率电能表误差小于1%，属于1.0级标准。经实验得知减小电能计量误差方法，一是通过调节AD7755的匹配电阻调整到精确值;二是该匹配电阻阻值要求随温度变化阻值变化较小;三是在电能计量过程中，在时间段的切换时，计量电能的尾数部分不足0.01度的电能计进下一个时间段中，避免了不足0.01度的电能丢失而造成累计电量有误差。

表1：标准表与被测表丈量值符合5KW

结束语

多费率电能表根据不同的时段设置，实现电能分时计量，采用RS485串行通讯，实现电量自动回抄，实时校时。该电能表经淄博贝林电子有限公司生产表明，设计技术新奇，计量正确，走时精确，时段设置灵活，防窃电设计新奇，各项技术指标均达到国家多费率电能表的技术标准，具有广阔的应用远景。

本文作者创新点在于采用AD7755电能计量芯片计量正确;串行X25045存储灵活可靠，串行时钟S3530A走时精确，RS485总线传输可靠性高，防窃电新奇设计。采用I2C总线结构多费率单相电能表设计更加公道，具有性价比高的特点

E. 求单片机课程设计 用汇编语言设计计数器（要求从0~9999，在数码管上显示）！！！！！！！！！！！！！

单片机课程设计报告

题 目 计时器设计
班 级 电 信 093
学 号 090301334
姓 名 周 剑
时 间 2010.12.20
成 绩
指导教师 石巧云

目录
一、 前言………………………………………………………………1
单片机的应用介绍…………………………………………………1
二、 课程设计的目的和要求…………………………………………2
（一）课程设计的目的…………………………………………… 2
（二）课程设计的基本要求……………………………………… 3
三、 总体设计…………………………………………………………3
（一）工作原理…………………………………………………… 3
（二）硬件总体设计……………………………………………… 4
（三）软件总体设计……………………………………………… 5
四、综合调试………………………………………………………… 7
（一）keil调试 …………………………………………………… 8
（二）Proteus调试………………………………………………… 9
五、结束语…………………………………………………………… 9
六、参考文献 …………………………………………………………10

前言
单片机的应用介绍
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用单片机的应用介绍
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应
智能化控制的科学家、工程师。
与智能化控制的科学家、工程师。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：
（1.在智能仪器仪表上的应用
（2.在工业控制中的应用
（3.在家用电器中的应用
（4.在计算机网络和通信领域中的应用
（5.单片机在医用设备领域中的应用
（6.在各种大型电器中的模块化应用
此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。

二、 课程设计的目的和要求
（一）课程设计的目的
1． 进一步熟悉和掌握8051单片机的结构及工作原理。
2． 掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法
3． 通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。
4． 通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
5． 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。

（二）课程设计的基本要求
用AT89C51 单片机的定时/计数器T0产生一秒的定时时间，作为秒计数时间，但一秒产生时，秒计数加1，秒计数加到60时，自动从0开始。单片机晶振频率为12MHz。

二、 总体设计
（一） 工作原理
LED显示器的结构与原理
1、结构种类
七段LED显示器（数码管）系发光器件的一种。常用的LED发光器件有两类：数码管和点阵。数码管内部有七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的亮暗组成字符。常见数码管有10根管脚。管脚排列如下图（a）所示。其中COM为公共端，根据内部发光二极管的接线形式可分为共阴极和共阳极两种。如下图（b）（c）所示，使用时，共阴极数码管公共端接地，共阳极数码管公共端接电源。发光二极管需5~10mA的驱动电流才能正常发光，一般需加限流电阻控制电流的大小。

2、显示原理
LED数码管的a~g七个发光二极管。加正电压的发光加零电压的不能发光，不同亮暗的组合能形成不同的字符，这种组合称为字型码。共阳极和共阴极的字型码是不同的，如下图所示。

LED字符显示代码表

显示 段符号 十六进制代码
dp g f e d c b a 共阴极 共阳极
0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH C0H
1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H F9H
2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH A4H
3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH B0H
4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 99H
5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 92H
6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 82H
7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H F8H
8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 80H
9 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH 90H

（二） 硬件总体设计
1、主要元器件选择
主要元器件选用型号和数量如下：
1个AT89C51(单片机) 1个CRYSTAL(晶振) 2个CAP(电容)
3个RES（电阻） 2个7SEG-COM-CATHOD(共阴极数码管)
1个CAP-ELEC(电解电容)
2、系统板上硬件连线
（1． 把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0－P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a－h端口上；要求：P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1对应着b，……，P0.7/AD7对应着h。
（2． 把“单片机系统”区域中的P2.0/A8－P2.7/A15端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a－h端口上；要求：P2.0/A8对应着a，P2.1/A9对应着b，……，P2.7/A15对应着h。
3、计时器电原理图

（三）软件总体设计
1、程序设计内容
（1.在设计过程中我们用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒钟到来时，就让秒计数单元加1，当秒计数达到60时，就自动返回到0，从新秒计数。
（2.对于秒计数单元中的数据要把它十位数和个数分开，方法仍采用对10整除和对10求余。

（3.在数码上显示，仍通过查表的方式完成。
（4.一秒时间的产生在这里我们采用软件精确延时的方法来完成，经过精确计算得到1秒时间为1.002秒。

2、延时1秒子程序
DELY1S: MOV R5,#100
D2: MOV R6,#20
D1: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
DJNZ R5,D2
RET
3、程序流程图

4、汇编源程序设计
Second EQU 30H
ORG 0
START: MOV Second,#00H ；设置显示初值为00
NEXT: MOV A,Second
MOV B,#10
DIV AB ；十位数存于A中，个位数存于B中
MOV DPTR,#TABLE ；字型码地址送DPTR
MOVC A,@A+DPTR ；查十位字型码
MOV P1,A ；送P1口显示
MOV A,B
MOVC A,@A+DPTR ；查个位字型码
MOV P2,A ；送P2口显示
LCALL DELY1S ；调用延时1秒子程序DELY1S
INC Second ；显示值加1
MOV A,Second
CJNE A,#90,NEXT ；显示值不为90转到NEXT执行
LJMP START ；返回到主程序
DELY1S: MOV R5,#100 ；1S延时子程序
D2: MOV R6,#20
D1: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
DJNZ R5,D2
RET
TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ；共阴数码管字型码
END
四、综合调试
（一）Keil调试
程序调试完成图

（二）Proteus调试

五、结束语
完成情况：经过两个星期的努力，我们一组成员终于完成了秒表控制方案的设计，主要是用AT89C51单片机实现0-99秒计时器控制方案。本设计还包含数码管显示部分，可直接显示时间可方便观察。通过这次课程设计，使我得到了一次用专业知识和专业技能去分析问题、解决问题全面系统的锻炼。使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及用汇编语言设计程序的思路技巧等方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。

六、参考文献
[1]. 江力主编，单片机原理与应用技术，清华大学出版社，2008年4月第6次印刷
[2].蔡骏主编，单片机实验指导教程，安徽大学出版社，2008年7月第一次印刷
[3]. http://www.51c51.com/51test/cc411.htm

F. 跪求单片机课程设计 要完全呦

题 目：单片机课程设计报告
目 录
一、设计目的
二、程设计具体要求
三、单片机发展简史
四、8051单片机系统简介
五、8051单片机内部定时器/计数器简介
六、程序电路
七、程序流程
八、程序代码
九实验总结-要求写出完整的论文以及心得体会
十参考资料及小结
原 文 : 一．目的
1． 进一步熟悉和掌握8051单片机的结构及工作原理。
2． 掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。
3． 通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。
4． 通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
5． 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。
二．课程设计的体要求
a) 原理图设计。
1． 原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确，端了要不得有标号。
2． 图中所使用的元器件要合理选用，电阻，电容等器件的参数要正确标明。
3． 原理图要完整，CPU，外围器件，扩器接口，输入/输出装置要一应俱全。
b) 程序调计
1． 根据要求，将总体项能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。
2． 根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设直出完整的程序流程图。
c) 程序调试将设计完的程序输入，汇编，排除语法错误，生成*OBJ文件。
1． 按所设计的原理图，在实验平台上连线，检查无误。
2． 将汇编后生成的*OBJ文件传送到实验装置的，执行该程序，检查该程序、是否达到设计要求，若未达到，修改程序，直到达到要求为止，
d) 说明书
1． 原理图设计说明
简要说明设计目的，原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用，各器件的工作过程及顺序。
2． 程序设计说明
对程序设计总体功能及结构进行说明，对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。
3． 画出工作原理图，程序流程图并给出程序清单。
目前，单片机已广泛应用到图民经济建设和日常生活的许多领域，成为测控技术现代化必不可少的重要工具。下面介绍一本单片机课程设计的好书，介绍了很多实例有兴趣者可以去买哦，价格不贵【图书目录】 - 8051单片机课程设计实训教材
第1章 绪论
1.1 课程设计所需硬件工具
1.2 专题制作所需软件使用工具
1.3 8051程序开发测试平台
1.4 使用免费汇编编译器
1.5 89CXX烧录模拟器操作实例
1.6 自制8051微电脑单板IO51
1.7 IO51操作实例
1.8 以Windows98 工作模式结合DOS模式来执行
第2章 8051单片机课程设计中的基本软硬件设计
2.1 8051各种基本的硬件设计
2.2 工作指示灯LED
2.3 8051延迟时间计算
2.4 基本按键设计
2.5 建立8051通信接口
2.6 简易8051调试界面
2.7 压电喇叭测试
2.8 键盘扫描
2.9 扫描控制七段显示器
2.10 LCD接口控制
2.11 8051定时器模式的工作
2.12 定时器模式0测试
2.13 定时器模式1测试
2.14 定时器模式2测试
2.15 以定时器产生各种频率的声音
2.16 以定时器演奏—段旋律
第3章 带单片机的LCD时钟
第4章 定时闹铃
第5章 定时闹铃LCD
第6章 音乐倒数定时器
第7章 密码锁控制
第8章 可存储式电子琴
第9章 8051八音盒
第10章 红外线遥控器研究
10.1 红外线遥控器动作原理
10.2 如何观察红外线遥控器信号
10.3 红外线遥控器译码功能说明
第11章 红外线家电遥控
第12章 8051伺服机控制
12.1 伺服机工作原理及改装
第1.3章 8051伺服车控制
13.1 功能说明
13.2 伺服车组装及实验
第14章 红外线遥控伺服车
14.1 功能说明
14.2 遥控伺服车组装及实验
14.3 控制电路
14.4 控制程序
第15章 无线电家电遥控
15.1 功能说明
15.2 遥控编码解码控制
第16章 8051声控设计
16.1 声控基本知识介绍
16.2 系统组成
16.3 声控模块介绍
16.4 基本控制电路
16.5 基本控制程序
16.6 声控课题设计

附录H 如何使用KEIL 8051开发系统汇编和编译程序及调试
附录I EPM89 890XX烧录模拟器特性
附录J 1051 8051 10控制板特性
附录K VCMM声控模块特性
附录L IO51控制板完整电路图
附录M 需要从网站下载的相关资料的使用说明
附录N 硬件接口板版权声明及如何订购
附录A 简易稳压电源制作
附录B 本书实验所需软硬件工具及零件
附录C 8051内部控制寄存器介绍
附录D 8051指令集
附录E 如何自制8051单板
附录F 课程设计报告参考内容
附录G IO51控制板窗口版驱动程序使用说明

G. 基于单片机的毕业设计题目哪些简单点

基于单片机的毕业设计简单点的题目如下：

一、智能家居控制系统

在单片机、传感器、通讯技术和家电控制等方面进行设计，实现智能家居的自动化管理，如温度控制、照明控制、窗帘控制等功能，实现智能家居系统的智能化、舒适化。

二、智能绿植养护系统

基于单片机、传感器、液晶屏和控制器等硬件设计，将温度、湿度光照等环境参数进行检测和记录，并通过控制器实现水肥自动喂养.光照调控、温湿度自动调节等功能，保证绿植的正常生长。

五、智能医疗诊断系统

基于单片机、传感器、采样电路、信号处理算法、人工智能等硬件及软件技术，构建一个智能医疗诊断系统，能够检测患者的生理指标，并根据患者的身体状况和历史病例，提供医携袜学诊断结果和治疗建议。

六、智能家庭安防系统

该系统可以通过单片机、配合传感器、通晌隐卜讯模块等硬件，实现对家庭室内和室外环境的实时监测，防盗报警、行程化控制、视频监控等多个功能，提高家庭的安全系数。

H. 8051单片机的内部硬件结构包括哪五大部分

8051单片机的内部硬件结构包括：

1、中央处理器CPU：它是单片机内部的核心部件，决定了单片机的主要功能特性，由运算器和控制器两大部分组成。

2、存储器：8051单片机在系统结构上采用了哈佛型，将程序和数据分别存放在两个存储器内，一个称为程序存储器，另一个为数据存储器在物理结构上分程序存储器和数据存储器，有四个物理上相互独立的存储空间，即片内ROM和片外ROM，片内RAM和片外RAM。

3、定时器／计数器（T／C）：8051单片机内有两个16位的定时器／计数器，每个T／C既可以设置成计数方式，也可以设置成定时方式，并以其定时计数结果对计算机进行控制。

4、并行I／O口：8051有四个8位并行I／O接口（P0～P3），以实现数据的并行输入输出。

5、串行口：8051单片机有一个全双工的串行口，可实现单片机和单片机或其他设备间的串行通信。

6、中断控制系统：8051共有5个中断源，非为高级和低级两个级别它可以接收外部中断申请、定时器／计数器申请和串行口申请，常用于实时控制、故障自动处理、计算机与外设间传送数据及人机对话等。

(8)宝坻区推广单片机结构设计扩展阅读：

单片机不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I／O设备。

概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。

I. 用单片机设计制作一个模拟的十字路口交通信号灯控制系统。

摘 要

在日常生活中，交通信号灯的使用，使交通得以有效管理，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。交通灯控制系统由80C51单片机、键盘、LED显示、交通灯延时组成。系统除具有基本交通灯功能外，还具有时间设置、LED信息显示功能，市交通实现有效控制。

关键字：交通灯；单片机；自动控制；LED

Abstract

In daily life, the use of traffic lights, so traffic can be managed effectively in smoothing traffic flow, increase road capacity and rece traffic accidents have remarkable results. Traffic light control system consists of 80C51 microcontroller, keypad, LED display, traffic light delay component. In addition to the traffic light system has the basic functions, but also with time settings, LED information display function, achieving effective control of city traffic

Key Words：traffic lights; SCM; control; LED

目 录

1 交通灯任务、功能要求说明及总体方案介绍 …………………………………1
1.1 交通灯任务…………………………………………………………………1
1.2 功能要求说明………………………………………………………………1
1.3 设计总体方案介绍及工作原理说明………………………………………2
2 交通灯硬件系统的设计 …………………………………………………………4
2.1 硬件系统各模块功能介绍…………………………………………………4
2.2 电路原理图 ………………………………………………………………5
2.3 电路PCB图 ………………………………………………………………5
2.4 元器件布局图 ……………………………………………………………5
2.5 元器件清单 ………………………………………………………………5
3 交通灯软件系统的设计 …………………………………………………………7
3.1 单片机的使用资源情况 …………………………………………………7
3.2 软件模块功能介绍 ………………………………………………………8
3.3 程序流程图 ………………………………………………………………8
3.4 程序清单 …………………………………………………………………10
4 设计总结…………………………………………………………………………11
4.1 使用说明 …………………………………………………………………11
4.2 误差分析 …………………………………………………………………11
4.3 设计体会 …………………………………………………………………11
4.4 教学建议 …………………………………………………………………12
参考文献 ……………………………………………………………………………13
致 谢 ………………………………………………………………………………14
附录一 电路原理图 ………………………………………………………………15
附录二 电路PCB顶层图 …………………………………………………………16
附录三 电路PCB底层图 …………………………………………………………17
附录四 元器件布局图 ……………………………………………………………18
附录五 元器件清单 ………………………………………………………………19
附录六 程序清单…………………………………………………………………20
1 交通灯任务、功能要求说明及总体方案介绍

1.1 交通灯任务
设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”， 进入准备工作状态。按开始键则开始工作，按结束键则返回“P.”状态。要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道，每次通车时间为60秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30秒，要求黄灯亮3秒，并且1秒闪烁一次。有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间10秒，同时禁止其他车辆通过。
1.2 功能要求说明
本次课程设计在硬件方面的接法如下：P2口接二极管，P2.0、P2.1、P2.2口线分别来控制东西方向的绿灯、黄灯和红灯;P2.3、P2.4、P2.5口线分别控制南北方向的红灯、黄灯和绿灯。P0口作为数码管的位控（这里只用到了P0.0、和P0.1两根口线），P1口作为数码管的段控，P3口作为输入部分（这里用到了P3.0、P3.1、P3.2口线），控制数码管的显示情况和二极管的亮灭情况。
当交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。
当按下启动按钮K1并释放后，数码管显示将会从“60”开始倒计时，每隔一秒减1，此时南北方向开始一直亮绿灯，东西方向一直亮红灯，直到显示为“00”时，数码管将会从“03”开始倒计时，每隔一秒减1，此时南北方向每隔一秒黄灯就闪烁一次，东西方向亮一直红灯，直到显示为“00”时，数码管将会从“30”开始倒计时，此时南北方向一直亮红灯，东西方向一直亮绿灯，直到显示为“00”时，数码管又将从“03”开始倒计时，此时南北方向一直亮红灯，东西方向每隔一秒黄灯就闪烁一次；当没有其他键按下时，交通灯将这样一直循环下去。
当按下结束键K2并释放后，数码管将显示“P.”,东西南北方向无灯亮。
当按下紧急键K3并释放后，数码管将显示“09”，并且每隔一秒就减1，
东西南北方向全部红灯亮。
单片机采用AT89S52，fosc=12MHZ。其按键功能如表1.1所示。

表1.1 按键功能
按键 键名 功能
P3.4 K1键 启动键
P3.7 K2键 结束键
P3.6 K3键 紧急键
1.3 设计总体方案介绍及工作原理说明
1.3.1 总体方案介绍
该交通灯电路由单片机AT98S52、键盘接口电路、显示接口电路、发光二极管控制电路、时钟电路和复位电路构成，原理框图如图1.1所示。
图1.1 原理框图
（1） 电源提供方面
采用独立的稳压电源，此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供使用。
（2） 显示方面
完全采用数码管显示，用来显示有限符号和数码字符。
（3） 键盘输入方面
直接在I/O口线上接按键开关，因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的口资源还比较多。我们共用到了4个按键，分别为：K0、K1、K2、K3。
1.3.2 工作原理
首先时钟电路产生单片机工作时所需要的时钟信号，这是单片机能够正常工作的前提，而单片机有无定时的基础以及定多长的时间，这些还需要我们人为的确定。我是采用10ms延时程序来反复调用来定时，在我们的硬件电路中，按键的键功能程序在中断服务中，在正常情况下会不断运行主程序，当有键按下时，CPU去转去执行中断程序，而中断程序可以执行三种键功能：第一个是十秒倒计时紧急红灯亮；第二个是结束倒计时，显示P.；第三个是重新开始倒计时。其原理是INTO=P3.4&P3.6&P3.7，当有键按下时，外部中断0口线就会变成低电平，通过键扫程序来具体判断到底是哪个键按下，CPU才会去执行中断里面的某个键功能。12个发光二极管是由P0口控制的，P0口与二极管之间串接一个限流电阻使二极管不易烧坏，采用送低电平有效。

2 交通灯硬件系统的设计

2.1 硬件系统各模块功能介绍
2.1.1 显示电路
在本次课程设计中，我们采用的是四位一体共阳数码管。本设计的显示驱动是采用三极管作为驱动。并且，无论是位控线上还是段控线上都串接一个电阻，以提高其输出功率，在这里采用220欧母电阻。
2.1.2 指示灯控制电路
本次课程设计采用P3口控制二极管的发光情况，口线送低电平有效，具体设计如下:P3.2控制东西方向的绿灯，P3.4口控制东西方向的黄灯，P3.5控制东西方向的红灯，P3.1控制南北方向的红灯，P3.7控制南北方向的黄灯，P3.0控制南北方向的绿灯。
2.1.3 键盘控制电路
键盘是最常用的输入设备，是实现人机对话的纽带。按其结构形式可分为非编码键盘和编码键盘。
编码键盘采用硬件方法产生键码。每按下一个键，键盘能自动生成键盘代码，键数较多，且具有去抖动功能。这种键盘使用方便，但硬件较复杂。非编码键盘仅提供按键开关工作状态，其键码由软件确定，这种键盘键数较少，硬件简单，广泛应用于各种单片机应用系统，在单片机控制电路中，可把单片机使用的键盘分为独立式和矩阵式两种。独立式实际上就是一组独立的按键，这些按键可直接与单片机的I/O口连接，即每个按键独占一条口线，这种接法简单。矩阵式键盘也称行列式键盘，因为键的数目较多，所以键按行列组成矩阵。本设计中键盘数目较少，且为安装方便，因此在本设计中采用独立式接法。
按从一个键到键的功能被执行主要应包括两项工作：一是键的识别，即在键盘中找出被按的是哪个键，另一项是键功能的实现。第一项工作是使用接口电路实现的，而第二项工作则是通过执行中断服务程序来完成。具体来说，键盘接口应完成以下操作功能：
(1) 键盘扫描，以判定是否有键被按下（称之为“闭合键”）。
(2) 键识别，以确定闭合键的行列位置。
(3) 产生闭合键的键码。
(4) 排除多键、串键（复键）及去抖动。
以上这些内容通常是以软硬件结合的方式来完成的，即在软件的配合下由接口电路来完成。但具体哪些由硬件哪些由软件完成，要看接口电路的情况。总的原则是，硬件复杂软件就简单，硬件简单软件就得复杂一些。
2.1.4 时钟电路
时钟电路用来产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。通过在芯片的外部XTAL1和XTAL2两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡电路。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列，本设计中采用的晶振频率为12MHz，电容为33pF。
2.1.5 复位电路
复位电路用于产生复位信号，通过RST引脚送入单片机，复位是单片机的初始操作，其主要功能是:为一些专用寄存器设置初始状态、程序状态字PSW清0、程序计数器PC被赋值为0000H等，除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需安装复位键以重新启动。RST引脚是复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，完成复位操作共需要24个状态周期，复位结束后，单片机从地址0000H单元开始执行程序，SP为07H,其它寄存器大多数被置为00H,本设计使用频率为12MHz的晶振，所以复位信号持续时间应超过2μs才能完成复位操作。复位电路分为上电复位、按键复位、按键脉冲复位三种，本次课程设计采用的是按键复位。
2.1.6 单片机最小系统
它采用单片机AT89S52芯片，能实现基本I/O口实验，定时计数器实验等等。具有单片机并口的输入、输出的功能特点。
2.2 电路原理图
电路原理图见附录一所示。
2.3 电路PCB图
电路PCB顶层图见附录二所示；
电路PCB顶层图见附录三所示。
2.4 元器件布局图
元器件布局图见附录四所示。
2.5 元器件清单
元器件清单见附录五所示。

3 交通灯软件系统的设计

3.1 单片机的使用资源情况
3.1.1 硬件资源使用说明
 P0口为二极管的控制端
 P1口用作地址/数据总线
 P2口用作地址/数据总线
 P3.4、P3.6、P3.7口线作为键盘输入端
 采用了INTO外部中断
既在AT89S52的P0口用来接十二个发光二极管的阴极，控制其亮与灭，P1口和P2口外接由2个LED数码管(LED1、LED0)构成的显示器，用P2口作LED的段码输出口（P2.0～P2.7对应于LED的a～dp），P1口作LED的位控输出线（P1.1、P1.0分别对应于LED1、LED0），其中在P1的串行口外接2个三极管作为显示驱动，显示为2个数码管（LED0～LED1）进行动态显示。P3口外接三个个按键K1、K2、K3（分别对应于P3.4、P3.7、P3.6口）用于调整显示接口电路。
3.1.2 交通灯的分配表
交通灯的口线分配如表3.1所示，“1”表示送高电平，“0”表示送低电平。
表3.1 交通灯分配表
P0.2 东西绿灯 1 1 0 1
P0.3 东西黄灯 1 1 1 0
P0.4 东西红灯 0 0 1 1
P0.5 南北红灯 1 1 0 0
P0.6 南北黄灯 1 0 1 1
P0.7 南北绿灯 0 1 1 1
控制码 6FH AFH DBH D7H

状态说明 南北放行，东西禁止 南北警告，东西禁止 南北禁止，东西放行 南北禁止，东西放行
3.2 软件模块功能介绍
主程序模块的主要任务是程序的初始化显示“P.P.”，当没任何键按下时，显示模块将一直不变，交通灯全部是熄灭的，当K0键按下并松开后开始倒计时，
其中在时间显示的过程中判断是否有K0、K1和K2键按下，当再次按下K0时，显示将重新开始倒计时，如果是K1按下，将显示“P.”，并且发光二极管全部熄灭，如果是K2按下，数码管将开始十秒倒计时，并且东西南北全部亮起红灯。
3.3 程序流程图
主程序的流程图如图3.1所示，按键判断程序流程图如图3.2所示

图3.1 主程序流程图

图3.2 判断按键程序流程图

3.4 程序清单
程序清单详见附录六 。

4 设计总结

4.1 使用说明
本实验主要是利用单片机AT89S52、数码管和发光二极管组成，整个电路结构比较简单，它能实现以下几个功能：
 时间的显示。
 红黄绿灯的发光与熄灭。
具体操作说明如下： 当交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。当按下启动按钮K1并释放后，数码管显示将会从“60”开始倒计时，每隔一秒减1，此时南北方向开始一直亮绿灯，东西方向一直亮红灯，直到显示为“00”时，数码管将会从“03”开始倒计时，每隔一秒减1，此时南北方向没隔一秒黄灯就闪烁一次，东西方向亮一直红灯，直到显示为“00”时，数码管将会从“30”开始倒计时，此时南北方向一直亮红灯，东西方向一直亮绿灯，直到显示为“00”时，数码管又将从“03”开始倒计时，此时南北方向一直亮红灯，东西方向每隔一秒黄灯就闪烁一次；当没有其他键按下时，交通灯将这样一直循环下去。当按下结束键K2并释放后，数码管将显示“P.”,东西南北方向无灯亮，当有其它键按下时，就退出，去执行该键的键功能。当按下紧急键K3并释放后，数码管将显示“10”，并且每隔一秒就减1，东西南北方向全部红灯亮，当没亮到显示“00”就有其它键按下时，就退出，执行该键的键功能，当显示到“00”时，就会自动退出中断继续完成主程序。
4.2 误差分析
本次课程设计的误差就在于显示时间，我采用的是调用延时程序来让显示器上数字共显示一秒钟，而循环一次的时间并不仅仅只是2次调用延时程序的时间，其间CPU还执行其它指令，例如说将缓存区的内容送给累加器A、查表指令、将段控码送给P2口等等，因为它们都是微秒级的，而延时程序是毫秒级的，因此在计算的过程中就可以省略了，每次循环除两次调用延时程序外，所用时间为22微秒，而显示一秒钟共循环了50次，因此在显示器上只需要显示1秒数字，事实上多显示了1100微秒，误差率=1.1%。
4.3 设计体会
经过一个多星期的时间，终于完成了这次的课程设计。在这期间，其他同学提出了许多宝贵的意见，使这次设计终于完满成功了。
我觉得作为一名自动化专业的学生，单片机的课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着这一个多礼拜的“学习”，在同学的帮助和讲解下，渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。我认为这个收获应该说是相当大的。
经过这次课程设计，也让我更加深刻的认识到学好单片机的重要意义。当今单片机渗透到我们生活的各个领域比如从导弹的导航装置、飞机上各种仪表的控制、计算机的网络通讯与数据传输、自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械、工业自动化过程的实时控制和数据处理等等到我们生活中接触到的各种智能IC卡、民用豪华轿车的安全保障系统、录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。它主要是作为控制部分的核心部件。因此，单片机的学习、开发在各行各业异常重要。在今后的学习中，我会更加努力的学习巩固单片机，为以后的工作打下坚固的基础。
4.4 教学建议
在王韧老师的严格要求与耐心指导下，经过一个学期对单片机技术这门课程的学习，使我对单片机这一技术的应用有了一定的了解，并对单片机的学习产生了浓厚的兴趣。
通过本次单片机控制交通灯的设计，结合本人的学习过程与切身感受向老师提出以下几点教学意见：希望老师以后能够在一开始教这门课的时候就让整个班分好小组，让那些对单片机比较熟悉的同学帮助基础较差的同学，那样可以提高学习的效率与热情；另外，王老师可以多介绍些与单片机相关的资料书给学生，培养学生查阅资料书的能力；最后一点，就是王老师在单片机扩展方面不必讲解的过细，重点在于引导思路，形成单片机的整体框架结构。

附录一 电路原理图

附录二 PCB顶层图

附录三 PCB底层图

附录四 元器件布局图

附录五 交通灯元器件清单

元器件及材料名称 规格 数目 备注
AT89S52加底座 1
四位一体共阳数码管加底座 2 0.5寸
晶振 12MHz 1 三晶
发光二极管 大个的 9
单排插 40脚 1
三极管 9012 9
蜂鸣器 1 5V
小按键 9 6*6*4.3mm
下载口座子 十芯 1 FC-10P
18b20温度传感器 1
六脚按键开关 1 6*6*4.3mm
Usb电源线加接口 1 USB线加USB接口
电阻 200 1
电阻 4.7K 1
电阻 1K 3
电阻 470 24
电解电容 22uf 1
瓷片电容 33pf 2
排阻 10k 2
短路帽 3
杜邦线8P 1
PCB板子 150mm*200mm 1
电源白色插座 1

附录六 程序清单

ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 001BH
LJMP LOOP1
ORG 0030H
MAIN: MOV PSW, #00H; 初始化
MOV SP, #7FH
MOV TMOD, #10H;
MOV TH1, #3CH;
MOV TL1, #0B0H;
MOV TH0, #0FCH;
MOV TL0, #18H;
MOV 78H, #11H;
MOV 79H, #10H;
MOV 7AH, #10H;
MOV 7BH, #10H;
MOV 7CH, #10H;
MOV 7DH, #10H;
MOV 7EH, #10H;
MOV 7FH, #10H;
MOV R7, #0FAH;
MOV R6, #32H;
MOV R5, #05H;
MOV R4, #39H;
MOV R1, #20;
SETB EA;
SETB ET1;
PP: LCALL DIR;
START: LCALL KEY;
JB 20H.0, K0;
LJMP PP;
K0: MOV R4, #39H;
MOV R1, #20;
SETB TR1;
MOV 78H, #07H;
MOV 79H, #05H;
MOV 7AH, #10H;
MOV 7BH, #10H;
MOV 7CH, #10H;
MOV 7DH, #10H;
MOV 7EH, #10H;
MOV 7FH, #10H;
LCALL DIR;
CYCLE0: MOV P3, #0DEH;主绿副红
JB 20H.2, OUT;
KK0: JB 20H.1, JINJI;

CJNE R4, #00, CYCLE0;延时60秒
MOV R4, #03H;

MOV 78H, #03H;
MOV 79H, #00H;
CYCLE1: MOV P3, #0DFH;
JB 20H.2, OUT;
JB 20H.1, JINJI;
CJNE R1, #10, CYCLE1;
CYCLE2: MOV P3, #0DDH;
JB 20H.2, OUT;
JB 20H.1, JINJI;
CJNE R1, #20, CYCLE2;
CJNE R4, #00H, CYCLE1;
MOV R4, #1EH;

MOV 78H, #07H;
MOV 79H, #02H;
CYCLE3: MOV P3, #0F3H;主红副绿
JB 20H.2, OUT;
JB 20H.1, JINJI;
CJNE R4, #00, CYCLE3;延时30秒
MOV R4, #03H;

MOV 78H, #03H;
MOV 79H, #00H;
CYCLE4: MOV P3, #0DFH;
JB 20H.2, OUT;
JB 20H.1, JINJI;
CJNE R1, #10, CYCLE4;
CYCLE5: MOV P3, #0DDH;
JB 20H.2, OUT;
JB 20H.1, JINJI;
CJNE R1, #20, CYCLE5;
CJNE R4, #00H, CYCLE4;
MOV R4, #39H;
LJMP K0;

JINJI: MOV R4, #10;紧急车辆按键
CYCLE6: MOV P3, #0DBH
CJNE R4, #00, CYCLE6;
LJMP K0;

OUT: MOV P3, #0FFH;
MOV 78H, #11H;
MOV 79H, #10H;
MOV 7AH, #10H;
MOV 7BH, #10H;
MOV 7CH, #10H;
MOV 7DH, #10H;
MOV 7EH, #10H;
MOV 7FH, #10H;
MOV R7, #0FAH;
LJMP PP;

DIR: PUSH DPH; 显示子程序
PUSH DPL;
PUSH ACC;
PUSH PSW;
SETB RS0;
CLR RS1;
MOV R0, #78H;
MOV R3, #0FEH;
MOV A, R3;
LD0: MOV P2, A;
MOV DPTR, #TABLE;
MOV A, @R0;
MOVC A, @A+DPTR;
MOV P0, A;
LCALL DELAY;
INC R0;
MOV A, R3;
JB ACC.7, LD1;
RL A;
MOV R3, A;
LJMP LD0;
LD1: CLR RS0; 恢复当前通用寄存器组组号
CLR RS1;
POP PSW;
POP ACC; 恢复现场
POP DPL;
POP DPH;
RET;

TABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H; 0--6
DB 0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H; 7--D
DB 86H,8EH,0FFH,0CH; E--F,灭，P.

KEY: LCALL KEYCHULI;键扫程序
JZ EXIT;
LCALL XX0;
LCALL KEYCHULI
JZ EXIT;
MOV B, 20H;
KEYSF: LCALL KEYCHULI;
JZ KEY1;
LCALL XX0;
LJMP KEYSF;
KEY1: MOV 20H, B;
EXIT: RET;

KEYCHULI: MOV P1, #0FFH;
MOV A, P1;
CPL A;
ANL A, #0FH;
MOV 20H, A;
RET;

DELAY: DJNZ R7, DELAY;显示延时子程序
MOV R7, #0FAH;
DJNZ R5, DELAY;
MOV R5, #05H;
RET;

; 定时1秒中断程序：
LOOP1:
MOV TH1, #3CH;定时器0赋初值，定时50ms
MOV TL1, #0B0H;
LCALL DIR;
LCALL KEY;
DJNZ R1, RETURN;
DEC R4;
MOV R1, #20;
MOV R0, #79H;
LCALL DADD1;
RETURN: RETI;

; 去抖延时子程序：
XX0: DJNZ R7, XX0;
MOV R7, #0FAH;
DJNZ R6, XX0;
MOV R6, #32H;
RET;

减一子程序：
DADD1: MOV A, @R0;
DEC R0;
SWAP A;
ORL A, @R0;
SUBB A, #01H;
DA A;
MOV R2, A;
ANL A, #0FH;
MOV @R0, A;
MOV A, R2;
INC R0;
ANL A, #0F0H;
SWAP A;
MOV @R0, A;
RET;

END