基于单片机的交通指示控制器.doc

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1、基于单片机的交通指示控制器 摘要当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤等方面给予技术革新。本文主要介绍了一个基于STC89C52单片机的交通灯控制系统，详细描述了利用89C52开发交通灯控制系统的过程，重点对硬件设计、软件编程、调试分析以及各模块系统流程进行了详细分析，对各部分的电路也一一进行了介绍。本系统由STC89C52单片机、按键、交通灯演示组成。该系统可以方便的实现交通灯控制。该系统结构简单，可靠性高，修改程序简单（方便加入或改变功能），有较好的应用前景。关键词：交通控制；单片机；STC89C52关键词与摘要内

2、容隔行书写，词条用小四号宋体字，词条间用分号（；）隔开，3-5个关键词The traffic signal controller based on MCUAbstractThe present era is an era of automation,traffic light control equipment for many industries are closely related with the computer. Therefore, a good traffic light control system, will give the road congestion and so

3、 on to technical innovation.This paper mainly introduces a traffic light control system based on STC89C52 microcontroller,a detailed description of the use 89C52 development process of the traffic light control system,focuses on a detailed analysis of the hardware design,software programming,debuggi

4、ng and system flow of each module,for each part of the circuit is one one are introduced.The system consists of STC89C52 microcontroller.buttons,traffic lights demo.The system can achieve the control of traffic lights.The system has simple structure, high reliability, easy to modify the program (eas

5、y to add or change functions),has good application prospects.Keywords: traffic control;MCU;STC89C52小提示：当需要从网站或者文档复制到本文档时，先将文字复制到文本文档，然后再从文本文档复制到本文档的相应位置，这样就能够保证格式是正确的！此行不会被打印千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。(在word菜单-工具-选项-视图标签中，格式标记部分请全部打对号，这样就可以看到隐藏的分节符和空格等信息了)-II-目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 本设计的意义11.1.1 当前的研究现状

6、11.2 本设计的功能21.3 本设计的要求2第2章 本设计系统结构介绍42.1 系统结构框图及工作流程介绍42.1.1 交通灯循环模块作用介绍42.2 倒计时显示模块作用介绍42.3 本章小结5第3章 系统硬件电路设计63.1 单片机最小系统设计63.1.1 单片机介绍63.1.2 单片机的硬件结构73.1.3 单片机的引脚93.1.4 时钟电路介绍113.1.5 复位电路介绍113.2 程序下载电路介绍123.2.1 主要芯片功能介绍123.2.2 芯片引脚功能介绍123.2.3 芯片应用电路图133.3 动态数码管显示电路介绍133.3.1 主要芯片功能介绍143.3.2 芯片内部结构介

7、绍143.3.3 芯片引脚功能介绍143.3.4 芯片应用电路图153.4 本章小结15第4章 软件调试环境介绍164.1 KEIL51软件简介164.1.1 软件功能164.1.2 软件应用流程174.2 程序下载软件介绍194.2.1 软件功能194.2.2 软件应用流程204.3 本章小结22第5章 程序设计235.1 系统程序设计流程图235.2 数码管显示程序模块详细流程图235.3 延时程序模块详细流程图245.4 本章小结25结论26参考文献27附录28致谢37千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”基于单片机的交通指示控制器第1章

8、 绪论1.1 本设计的意义 随着经济的发展，城市现代化程度不断提高，交通需求和交通量迅速增长，城市交通网络中交通拥挤日益严重，道路运输所带来的交通拥堵、交通事故和环境污染等负面效应也日益突出，逐步成为经济和社会发展中的全球性共同问题。交通问题已经日益成为世界性的问题，城市交通事故、交通堵塞和交通污染问题愈加突出。为了解决车和路的矛盾，常用的有两种方法：一是控制需求，最直接的办法就是限制车辆的增加；二是增加供给，即大量修筑道路基础设施的办法，在资源、环境矛盾越来越突出的今天，面对越来越拥挤的交通，有限的资源和财力以及环境的压力，也将受到限制。这就需要依靠除限制需求和提供道路设施之外的其他办法来满

9、足日益增长的交通需求。在现有的道路交通条件下，实施交通控制和管理，充分发挥现有道路的通行能力正是解决这一矛盾的途径之一，大量事实已经证明这种方法的有效性。1.1.1 当前的研究现状路是交通的物质基础，有路才能通车，行人。我国是一个文明古国，许多城市已有上千年的历史，城市布局和道路结构是在漫长的历史进程中逐步形成的，近几年虽然作了些改建和扩建，但毕竟还难以冲破原来的基本格局。我国城市道路普遍存在的弊端是： a. 路网密度低；b. 交通干道少；c. 路口平面交叉。道路状况与车辆状况的综合作用形成了我国城市交通的特殊性，主要表现是： 城市路网稀，干道少，间距大，市区人口稠密，出行需求集中，迫使车辆集

10、中于少数干道上行驶。至于中小城市 ，干道特征更为明显，往往只有一两条干道贯穿全市，而其他支路上交通量极小。从流量变化情况来看，除外围过境干道外，都是有一定规律的，高峰小时基本上都集中在几个时段内。我国城市机动车车种繁杂，从50年代的老式车到80年代的新型车，从大货车到小轿车都在一个平面上行驶，不少城市拖拉机还是一种主要运输工具，前面一辆旧车挡道，尾随的新型车只能跟着爬行，过交叉口时经常出现启动慢的车挡住启动快的车，使交通工程师精心设计的交通配时方案不能很好发挥效益。1.2 本设计的功能本设计主要工作是利用89C52单片机设计一个交通灯控制系统。在一个主要十字路口，纵向为主干道，横向为支干道。主

11、、支干道交替通行，主干道每次放行25秒，支干道每次放行25秒；每次绿灯变红灯前，黄灯先亮3秒，此时另一干道上的红灯亮并闪烁。1.3 本设计的要求本次课程设计主要是实现基于单片机的交通灯控制系统，通过数码管实现交通灯倒计时的显示，红、黄、绿三色LED小灯实现十字路口四个方位的交通指示。它们的工作方式，有些必须是同时进行的，总共分为8个状态：状态1：红绿灯亮灭及数码管倒计时状态为1S，1L，1-2P，3R，4R通行，路口1（J1）倒计时显示24（表示直行和左拐通行时间），路口2（J2）倒计时显示24（表示直行和左拐等待时间），路口3（J3）倒计时显示49（表示直行和左拐等待时间），路口4（J4）倒

12、计时显示74（表示直行和左拐等待时间）。所有数码管开始倒计时，当路口2的数码管显示3时，进入状态2。（1表示J1、2表示J2、3表示J3、4表示J4，S表示直行，L表示左拐，R表示右拐，P表示人行）状态2：路口1倒计时显示03，路口2倒计时显示03，路口3倒计时显示28，路口4倒计时显示53。此时1S，1L，1-2P，3R由绿灯变黄灯，2S，2L，2-2P，1R由红灯变黄灯闪烁。继续倒计时，路口1倒计时到00后，从74开始倒计时；路口2倒计时到00后从24开始倒计时，进入状态3。状态3：红绿灯亮灭及数码管倒计时状态为2S，2L，2-3P，4R，1R通行，路口1倒计时显示74，路口2倒计时显示2

13、4，路口3倒计时显示24，路口4倒计时显示49。状态4：路口2倒计时显示02，路口3倒计时显示02，路口4倒计时显示27，路口1倒计时显示52。此时2S，2L，2-3P，4R由绿灯变黄灯，3S，3L，3-4P，2R由红灯变黄灯。继续倒计时，路口2倒计时到00后，从74开始倒计时；路口3倒计时到00后从24开始倒计时，进入状态5。状态5：红绿灯亮灭及数码管倒计时状态为3S，3L，3-4P，1R，2R通行，路口2倒计时显示74，路口3倒计时显示24，路口4倒计时显示24，路口1倒计时显示49。状态6：路口3倒计时显示02，路口4倒计时显示02，路口1倒计时显示27，路口2倒计时显示52。此时3S，

14、3L，3-4P，1R由绿灯变黄灯，4S，4L，4-1P，3R由红灯变黄灯。继续倒计时，路口3倒计时到00后，从74开始倒计时；路口4倒计时到00后从24开始倒计时，进入状态7。状态7：红绿灯亮灭及数码管倒计时状态为4S，4L，4-1P，2R，3R通行，路口3倒计时显示74，路口4倒计时显示24，路口1倒计时显示24，路口2倒计时显示49。状态8：路口4倒计时显示77，路口1倒计时显示02，路口2倒计时显示27，路口3倒计时显示52。此时4S，4L，4-1P，2R由绿灯变黄灯，1S，1L，1-2P，4R由红灯变黄灯。继续倒计时，路口4倒计时到00后，从74开始倒计时；路口1倒计时到00后从24开

15、始倒计时，进入状态1，如此循环1。第2章 本设计系统结构介绍2.1 系统结构框图及工作流程介绍本系统是针对一个大型十字路口设计的交通信号灯控制系统。东西方向和南北方向各设有红灯、黄灯、绿灯各一组。状态一为主干道绿灯亮，支干道红灯亮20秒，状态二为主干道黄灯亮，支干道红灯闪烁4秒状态三为主干道红灯亮，支干道绿灯亮12秒，状态四为主干道红灯闪烁，支干道黄灯亮4秒。四个状态一直循环，并有数码管显示时间2。 复位电路电源电路单片机LED小灯控制电路时钟电路动态数码管显示电路 图 2-1 系统结构框图2.1.1 交通灯循环模块作用介绍交通灯循环模块主要是完成红、黄、绿灯按照规定时间完成亮灭，及闪烁功能。

16、以实现相应的交通指示功能。其中在一个主干十字路口处，主干道绿灯亮、支干道红灯亮；主干道黄灯亮、支干道红灯亮并闪烁；主干道红灯亮、支干道绿灯亮；主干道红灯亮并闪烁、支干道黄灯亮。2.2 倒计时显示模块作用介绍倒计时显示模块主要是完成对LED小灯的时间控制的显示。其中一个主要十字路口，纵向为主干道，横向为支干道。主、支干道交替通行，主干道每次放行20秒，支干道每次放行12秒；每次绿灯变红灯前，黄灯先亮4秒，此时另一干道上的红灯亮并闪烁。2.3 本章小结本章主要介绍了道路交通灯的总体系统的设计方案。设计出系统机构的总框架，并且对交通管理的方案进行了论证，在发现现有交通灯控制系统存在不足的基础上，在本

17、系统中对其进行了改善，设计出了能实现本次设计要求的方案。设计出本系统的控制电路框图，并对其工作原理进行了进一步说明。注意：除第一章绪论外，其他每一章都应该有一个本章小结第3章 系统硬件电路设计3.1 单片机最小系统设计单片机工作的最小系统包括复位电路、电源电路、时钟电路以及输入输出电路。具体结构如下图3： 图 3-1 单片机最小系统电路原理图3.1.1 单片机介绍单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛。它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步，自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器以来，它的发展到目前为止大致可分为5个阶段：第1阶段（19711976）：单片机发展的初级阶段。1

18、971年11月Intel公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel4004，并配有RAM、ROM和移位寄存器，构成了第一台MCS4微处理器，而后又推出了8位微处理器。它们虽然说还不是单片机，但从此拉开了研制单片机的序幕。第2阶段（19761980）：低性能单片机阶段。以1976年Intel公司推出的MCS48系列为代表，采用将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构，虽然其寻址范围有限（不大于4KB），也没有串行I/O，RAM、ROM容量小，中断系统也比较简单，但功能却可以满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。这

19、种采用将CPU与计算机外围电路集成到一块芯片上的技术，标志着单片机与通用CPU的分道扬镳，在构成新型工业微控制器方面取得了成功，为进一步发展单片机开辟了成功之路。第3阶段（19801983）：高性能单片机阶段。这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串口，多级中断处理系统，且有多个16位定时器/计数器。片内RAM、ROM的容量加大，且寻址范围可达64KB，个别片内还带有A/D转换接口。其最典型为1980年Intel公司推出的MCS51系列单片机，其它代表产品有Motorola公司的6810和Zilog公司的Z8等。这类单片机拓宽了单片机的应用领域，使之能用于智能终端、局部网络接口等。因而，它是目

20、前国内外产品的主流，各制造公司还在不断地改进和发展它。第4阶段（198380年代末）：16位单片机阶段。1983年Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS96系列，由于其采用了最新的制造工艺，使芯片集成度高达12万只晶体管/片。CPU为16位，支持16位算术逻辑运算，并具有32位除16位的除法功能；片内RAM和ROM容量更进一步增大；除两个16位定时/计数器外，还可以设定4个软件定时器；具有8个中断源；片内带有多通道高精度A/D转换和高速输入、输出部件（HSIO）；运算速度和控制功能也大幅度的提高，具有很强的实时处理能力。第5阶段（90年代）：单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领

21、域等全方位的向更高水平发展。如：CPU的位数有8位、16位、32位，而结构上更进一步采用双CPU结构或内部流水线结构，以提高处理能力和运算速度；时钟频率高达20MHz，使指令执行速度相对加快；提供新型的串行总线结构，为系统的扩展与配置打下了良好的基础；增加了新的特殊功能部件（例如：PWM输出、监视定时器WDT、可编程计数器阵列PCA、DMA传输、调制解调器、通信控制器、浮点运算单元等）；由于半导体制造工艺的不断改进，使芯片向高集成化、低功耗方向发展等等。以上这些方面的发展，使单片机在大量数据的实时处理、高级通信系统、数字信号处理、复杂工业过程控制、高级机器人以及居于局域网等方面得到大量应用。3

22、.1.2 单片机的硬件结构MCS-51系列的单片机有多种型号芯片，基本芯片有8031，8051，8751和89C51。它们的基本组成、性能和指令系统都是相同的，其主要差别反映在存储器的配置上。8031片内无ROM，8051内部有4KB的掩膜ROM，8751是将8051片内的ROM替换成EPROM，89C51是用4KB的闪速EEPROM替换8051片内的ROM。MCS51系列单片机的内部结构框图如图3-2所示。MCS-51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本功能部件都集中在一个尺寸有限的集成电路芯片上。随着大规模集成电路技术的发展，其控制系统已能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系

23、统，还可以软件控制来实现，并能够实现智能化。它由如下功能部件组成：1.CPU（微处理器）8051单片机中有一个8位的CPU，与通用的CPU基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的位处理功能。2.数据存储器（RAM）片内为128byte，片外最多可外扩64Kbyte。片内128byteRAM，以高速RAM的形式集成在单片机内，可以加快单片机运行的速度，而且这种结构的RAM还可以降低功耗。图 3-2 MCS-51系列单片机内部结构框图3.程序存储器（ROM/EPROM）用来存储程序，8031无此部件；8051为4Kbyte的ROM；8751则为4Kbyte的EPROM。如果

24、片内只读存储器的容量不够，片外最多可外扩只读存储器的容量至64Kbyte。4.中断系统具有五个中断源，2级中断优先权。5.定时器/计数器片内有两个16位的定时器/计数器，具有四种工作方式。6.串行口一个全双工的串行口，具有四种工作方式。可以进行串行通信，扩展并行I/O口，甚至与多个单片机相连构成多机系统，使单片机的功能更强，且应用更广。7.P1口、P2口、P3口、P0口为四个并行8位I/O口。8.特殊功能寄存器（SFR）特殊功能寄存器共有21个，用于CPU对片内各功能部件进行管理、控制、监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个具有特殊功能的RAM区。由上可见，8051单片机的硬件结构具

25、有功能部件种类全、功能强等特点4。3.1.3 单片机的引脚80C9S51单片机芯片为40个引脚，HMOS工艺制造的芯片采用双列（DIP）方式封装，其引脚示意图如图3-3所示。图 3-3 8051单片机引脚示意图AT89S51为40个引脚中有电源引脚，时钟引脚，控制引脚以及I/O口引脚。 下面结合图3-3来介绍各引脚的功能。1.电源引脚电源引脚接入单片机的工作电源。VCC（40脚）：接+5V电源正端；VSS（20脚）：接地端。2.时钟引脚两个时钟引脚XTAL1、XTAL2外接晶片与片内的反相放大器构成了一个振荡器，它为单片机提供了时钟控制信号。2个时钟引脚也可外接独立的晶体振荡器。XTAL1（1

26、9脚）：接外部石英晶体的一端。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。接外部晶体的另一端。在单片机内部，接至片内振荡器的反相放大器的输出端。来自反向振荡器的输出。XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端。在单片机内部，接至片内振荡器的反相放大器的输出端。来自反向振荡器的输出。3.I/O口引脚P0口（39脚32脚）：P0.0P0.7统称为P0口。当不接外部存储器与不扩展I/O接口时，它可作为准双向8位输入/输出接口。当接有外部存储器或扩展I/O接口时，P0口为地址/数据分时复用口。它分时提供8位地址总线和8位双向数据总线。P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每脚可

27、吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻态。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0将输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口（1脚8脚）：P1.0P1.7统称为P1口，可作为准双向I/O接口使用。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。对EPROM编程和进行程序验证时，P1口接收输入的低8位地址。FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口（21脚28脚）：P2.0P2.7统称为P2口，P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，可以输出

28、4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。当P2口用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它可以利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口（10脚17脚）：P3.0P3.7统称为P3口。它为双功能口，可以作为一般的准双向I/O接口，也可以将每1位用于第2功能，而且P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入/

29、输出或第二功能5。3.1.4 时钟电路介绍时钟是时序的基础，8052片内由一个反向放大器构成振荡器，可以由它产生时钟。但是虽然89C52有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外接元件，所以实际构成的是振荡时钟电路。外接晶体以及电容Cl和C2构成并联谐振电路接在放大器的反馈回路中。对接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。晶体频率可在1.2MHz-12MHz之间任选，电容Cl和C2的典型值在20pF-100pF之间选择，考虑到本系统对于外接晶体的频率稳定性要求不高，所以采取比较廉价的陶瓷谐振器。由于本系统应用的机器周期为lms，所

30、以晶振选择为12MHz，根据调试电容选择30pF。电路如下图：图 3-4 时钟电路原理图3.1.5 复位电路介绍在单片机系统中，为了保证在上电时进行可靠的初始化，同时为了保证对电源的监控，需要采用复位电路。常用的复位电路有RC复位电路和复位芯片，在此我们采用RC复位电路。按下复位按钮即可达到复位目的。如图3-5：图3-5 复位电路原理图3.2 程序下载电路介绍单片机在控制本地的外围器件时信息的交互是通过8位并行数据线进行的，在电路的硬件设计上，主要采用串口和MAX232方便的实现单片机PC机之间的串行通信。3.2.1 主要芯片功能介绍图 3-6 MAX232芯片引脚分布图MAX232芯片是美信

31、公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电6。3.2.2 芯片引脚功能介绍引脚介绍： 第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。 第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。 8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。 TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成R

32、S-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出7。 第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5v）。 主要特点： 1、符合所有的RS-232C技术标准 2、只需要单一 +5V电源供电 3、片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压V+、V- 4、功耗低，典型供电电流5mA 5、内部集成2个RS-232C驱动器 6、内部集成两个RS-232C接收器下图为MX232双串口的连接图，可以分别接单片机的串行通信口或者实验板的其它串行通信接口3.2.3

33、芯片应用电路图 图3-7 MAX232芯片应用电路原理图3.3 动态数码管显示电路介绍数码管通过ULN2803来控制位选状态以实现动态显示交通灯倒计时时间。3.3.1 主要芯片功能介绍ULN2803 是由8个NPN达林顿晶体管，连接在阵列非常适合逻辑接口电平数字电路（例如TTL，CMOS或PMOS上/ NMOS）和较高的电流/电压，如电灯，电磁阀，继电器，打印锤或其他类似的负载，广泛的使用范围：计算机，工业和消费应用。所有设备功能由集电极输出和钳位二极管瞬态抑制。 该ULN2803是专为符合标准TTL，而制造ULN2804适合6至15V的高级别CMOS或PMOS上。该电路为反向输出型，即输入低

34、电平电压，输出端才能导通工作8。3.3.2 芯片内部结构介绍图3-8 ULN2803内部结构图3.3.3 芯片引脚功能介绍1-8引脚：输入端9引脚：地端11-18引脚：输出端10引脚：电源+图3-9引脚功能图3.3.4 芯片应用电路图图 3-10 ULN2803芯片应用电路原理图3.4 本章小结本章主要是关于本系统用到的硬件设计的介绍。文中对MCS-51单片机进行了介绍，系统阐述了本设计用到的89C52芯片各管脚功能，并且对时钟脉冲电路、复位电路和电源电路进行了一一解释。重点介绍了本系统的硬件原理图，对其进行了较为细致的说明。第4章 软件调试环境介绍4.1 KEIL51软件简介单片机开发中除必

35、要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（mVision）将

36、这些部份组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选（目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件），即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍9。4.1.1 软件功能Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功

37、能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。C51工具包的整体结构，其中mVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进

38、行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。Keil51的编译环境如图4-1所示。图中：标题栏：显示当前编译的文件菜单条：有十项菜单可供选择，相应的所有操作命令均可在此菜单中查找；工具栏：常用命令的快捷图标按钮；管理窗口：显示工程文件的项目、各个寄存器值的变化、参考资料等；信息窗口：显示当前文件编译、运行等相关信息；工作窗口：各种文件的显示窗口10。图4-1 Keil51的编译环境Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成

39、的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍Keil C51开发系统各部分功能和使用。4.1.2 软件应用流程Keil 51 编译指南：第1步： 打开Keil51软件，首先弹出一个开机启动画面。第2步： 然后进入Keil51的开发界面。下面简要介绍一下Keil51开发环境中各个区域的功能。Keil51开发环境可以分为四个区域，分别为：菜单条、项目文件管理窗口、代码编译窗口和代码编译信息窗口四个部分。菜单条分为十项，所有的命令都可以在这里找到。下面的命令是一些常用的菜单命令，如文件的打开、关闭及保存。其中编译命令最为常用。中

40、间靠左是项目文件管理窗口，这里可以看到当前项目中所包含的所有带编译的文件。项目文件管理窗口的右侧是代码编译窗口，这事我们最主要的工作区域。最底层显示了代码编译的信息。当代码有语法错误时，可以在这里轻松的找到问题的所在。第3步：下面以建立一个简单的项目为例，来说明Keil51开发项目的一般方法。单击Project菜单项，选择New Project项。第4步：此时弹出Create New Project对话框，选择合适的路径口，在文件名一栏中填入新工程的名字，单击保存。第5步：根据所用的器件，选择CPU的型号，单击确定。第6步：Keil51询问是否生成默认的配置文件，这个可选可不选，这里选定。单击

41、Yes，观察项目文件管理窗口的变化。第7步：在File菜单下单击New选项，新建文件。此时在代码窗口出现一“Text1”空白文档。第8步：在“Text1”中编辑完代码后，单击File菜单中的保存项，弹出保存对话框。保存名写为text.c。单击保存。注意在对文件命名时必须加扩展名。第9步：在项目导航栏中Source Group 上单击右键，选Add File to Group Source Group 1。第10步：此时弹出Add File 对话框。选中刚才保存的text.c文件，单击Add。此时在项目文件管理窗口中就会出现刚才所添加的文件text.c。第11步：单击快捷菜单栏中的编译按钮，可以

42、编译程序。第12步：单击Project菜单项，选择Option for Target Target 1选项。在弹出的对话框中可以对Project进行总体配置。第13步：选择Output 选项卡，单击Create HEX File ,代码输出格式应为HEX-80 。第14步：单击确定后，并重新编译。可以看到编译成功之后，Build选项卡里又多了一项。这是生成的HEX 文件。第15步：单击Debug 菜单项中的Start/Stop Debug Session 命令或工具栏中的进入调试界面。第16步：单击调试界面Debug 菜单项中的Go命令或工具栏中的运行程序，单击Stop Running命令或来

43、结束程序。观察运行结果，若结果正确，便可通过下载软件将它烧写到目标板上去。这样，一个简单的Keil 51下的项目就完成了。注：Keil 51 对汇编语言文件的编译调试步骤和对C语言的编译调试基本上是一样的，只是在第八步中用汇编语言进行代码的编写，并在保存文件时将扩展名加成 . Asm11。本系统中，最初采用把9个状态分别设置成一个子函数的方法。在每个子函数中对在此状态中需要点亮的LED单独赋值，延时程序采用定时器延时，在主函数中设置调用子函数。但是在调试过程中遇到很多问题，比如，LED并未按照理想的方式点亮或熄灭，也没有状态变化。在经过分析后，采用了另一种更为简单的方法，即给P1口和P2口整体

44、赋值，如P1=0xff、P2=0xff即表示所有LED不点亮。每个状态只需赋一个或两个值，需要延时时只需调用延时程序。此外，对延时程序也进行了修改，把原有方案改为用CPU延时，这样，程序变得较为简单易行。4.2 程序下载软件介绍STC89C52单片机采用STC_ISP_V4.80向内部烧写程序。4.2.1 软件功能STC_ISP_V4.80是由STC公司研发，可以向STC89C51、STC89C52等系列单片机内烧写程序。可以设置波特率，串口等参数。同时STC_ISP_V4.80还可以作为串口调试工具，用于串口收发数据的调试软件。4.2.2 软件应用流程第一：打开STC_ISP_V4.80软件

45、，分别设置最高，最低波特率，并选择相应的串口等参数12。如图4-2：图4-2 串口参数设置图第二：打开所要下载的.hex文件，如图4-3所示：图4-3 hex文件生成图第三：点击DownLoad，程序就开始烧写了。如图4-4：图4-4 程序下载图第四：当你看到：Chinese:正在尝试与 MCU/单片机握手连接 .请将板上的开关电源关闭在打开。STC 单片机需要内部复位。如图4-5：图4-5 握手连接显示图第五：你看到下面的提示表示你成功下载了，恭喜你！如图4-6：图4-6 成功下载显示图4.3 本章小结本章着重介绍了此次课程设计所用到的软件开发环境以及程序下载烧写软件。并对相应的软件作出了简

46、要的介绍和功能简介，还将操作步骤进行了详细的图文说明，让读者一目了然。注意：除第一章绪论外，其他每一章都应该有一个本章小结第5章 程序设计5.1 系统程序设计流程图系统程序设计流程图如图5-1所示13。程序开始LED开中断赋初值程序结束时间是否大于3？跳出while，相应黄灯亮数码管显示开始P2/P0位选P1段选延时2ms清除数码管显示主程序调用 图5-1 软件程序流程图 图5-2 数码管显示模块程序流程图5.2 数码管显示程序模块详细流程图8个数码管显示分别用两个2803控制位选，通过单片机P0端口以及二极管控制段选。流程图如图5-214。程序流程图对应程序代码/*P0控制*/void digp0(uchar wei01,uchar duan01,uchar wei02,uchar duan02) P0=wei01;P1=duan01;delay(1);P0=wei02;P1=duan02;delay(1); P1=0x00; P0=0x00; /