课程设计报告。
课程名称： 单片机课程设计。
系部： 专业班级：
学生姓名。指导教师。
完成时间： 2012.3.5—2012.3.9
报告成绩。题目：交通灯设计。
一、设计任务与要求。
1、设计任务：十字路口红绿交通灯。
（1）车辆通行繁忙的十字交叉路口，设计一交通灯控制器，设东西方向通行时间为40秒，当剩余3秒时黄灯亮，南北方向通行时间为25秒，当剩余3秒时黄灯亮。
（2）东西、南北方向各用三个（绿、黄、红）led表示，并用数码管显示东西、南北方向的剩余时间。
（3）可利用按键修改时间参数。
二、方案设计与论证。
本次实训单片机交通灯控制要求用单片机编写程序，并且自制电路板，最后要能实现东西方向通行时间为40秒，当剩余时间为3秒时黄灯亮，南北方向通行时间为25秒，当剩余3秒时黄灯亮的基本功能。东西方向通行，可用绿色的led显示通行信号，同时南北方向须禁行，可用红色的led显示禁行信号，并且用数码管显示禁行倒计时的数字显示，当倒计时为3秒时开始亮黄灯，作为警示信号，同时设计可以随时修改时间参数的按键。
方案一、stc89c52+点阵式led显示。
采用独立式的稳压电源。显示采用点阵式led显示。这种方案实现复杂，需完成大量的软件工作，但同时其功能强大，可以显示各种英文字符，汉字，图形等。
方案二、stc89c52+七段共阳极数码管。
电源供电可采用手机充电器提供的电源，不用的手机充电器可以改装成电源，其输出的电压稳定可靠，足以供给单片机及外围电路的正常工作，如果需要设计比较复杂的电路，或需多种电源，就需要其他电源电路的支持。显示采用led灯和数码管。用89c52的p2口直接控制交通灯，此方案硬件实现简单，软件实现也比较容易，它极大能力的节省了89c52i/o口的使用，为系统功能扩展提供了必要的条件。
采用这样的设计成本较低，易实现，系统可靠性高。
综上所述：方案二优势明显，采用方案二。
三、硬件电路设计。
3.1硬件框图：
如图所示。3.2元件介绍。
1、stc89c52芯片。
（1）、功能特性
stc89c52是一种低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系统可编程flash存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80c51产品指令和引脚完全兼容。片上flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8位cpu和**系统可编程flash，使得stc89c52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
stc89c52具有以下标准功能：8k字节flash，节ram，32位i/o口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，stc89c52可降至0hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，cpu停止工作，允许ram、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，ram内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器8k字节在系统可编程flash stc89c52。
stc89c52
主要功能特性：
与mcs-51单片机兼容
8k字节在系统可编程flash存储器1000次插写周期
全静态操作：0hz-33hz**加密程序存储器
32个可编程i/o口线
三个16为位定时器、计数器八个中断源全双工uart串行通道、低功耗空闲和掉电模式
掉电后中断可唤醒
看门狗定时器
双数据指针。
掉电标识符
（2）管脚说明。
p0口：p0口是一个8位漏极开路的双向i/o口。作为输出口，每位能驱动8个ttl逻辑电平。
对p0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，p0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，p0具有内部上拉电阻。
在flash编程时，p0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
p1口：p1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向i/o口，p1输出缓冲器能驱动4个ttl逻辑电平。对p1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（iil）。此外，p1.0和p1.
2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（p1.0/t2）和时器/计数器2的触发输入（p1.1/t2ex），具体如下表所示。
在flash编程和校验时，p1口接收低8位地址字节。引脚号第二功能 p1.0t2（定时器/计数器t2的外部计数输入），时钟输出 p1.
1t2ex（定时器/计数器t2的捕捉/重载触发信号和方向控制） p1.5mosi（**系统编程用） p1.6miso（**系统编程用） p1.
7sck（**系统编程用）
p2口：p2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2输出缓冲器能驱动4个ttl逻辑电平。对p2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（iil）。 在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行movx @dptr） 时，p2口送出高八位地址。在这种应用中，p2口使用很强的内部上拉发送1。
在使用8位地址（如movx @ri）访问外部数据存储器时，p2口输出p2锁存器的内容。在flash编程和校验时，p2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
p3口：p3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2输出缓冲器能驱动4个ttl逻辑电平。对p3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（iil）。p3口亦作为stc89c52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，p3口也接收一些控制信号。
端口引脚第二功能 p3.0rxd(串行输入口) p3.1txd(串行输出口) p3.
2into(外中断0) p3.3int1(外中断1) p3.4to(定时/计数器0) p3.
5t1(定时/计数器1) p3.6wr(外部数据存储器写选通) p3.7rd(外部数据存储器读选通) 此外，p3口还接收一些用于flash闪存编程和程序校验的控制信号。
rst——复位输入。当振荡器工作时，rst引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
ale/prog——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ale（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ale仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：
每当访问外部数据存储器时将跳过一个ale脉冲。 对flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（prog）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（sfr）区中的8eh单元的d0位置位，可禁止ale操作。
该位置位后，只有一条movx和movc指令才能将ale激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ale禁止位无效。
psen——程序储存允许（psen）输出是外部程序存储器的读选通信号，当stc89c52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次psen有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次psen信号。 ea/vpp——外部访问允许，欲使cpu仅访问外部程序存储器（地址为0000h-ffffh），ea端必须保持低电平（接地）。需注意的是：
如果加密位lb1被编程，复位时内部会锁存ea端状态。 如ea端为高电平（接vcc端），cpu则执行内部程序存储器的指令。 flash存储器编程时，该引脚加上+12v的编程允许电源vpp，当然这必须是该器件是使用12v编程电压vpp。
2、数码管。
数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；
按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(com)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极com接到+5v，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(com)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极com接到地线gnd上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
本次设计中使用的是七段共阳极数码管。
led数码管驱动方式：led数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据led数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。静态驱动也称直流驱动。
静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的i/o端口进行驱动，或者使用如bcd码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用i/o端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根i/o端口来驱动，要知道一个89s51单片机可用的i/o端口才32个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。
led数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极com增加位选通控制电路，位选通由各自独立的i/o线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通com端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的com端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的i/o端口，而且功耗更低。
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