基于单片机的交通灯系统设计

1、基于 51 单片机的交通灯设计/、八1 前言近年来随着科技的飞速发展， 单片机的应用正在不断深入， 同时带动传统控 制检测技术日益更新。 在实时检测和自动控制的单片机应用系统中， 单片机往往 作为一个核心部件来使用， 仅单片机方面知识是不够的， 还应根据具体硬件结构 软硬件结合，加以完善。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什 么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。 交通信号灯控制 方式很多， 在学习了单片机的有关知识之后， 运用相关知识来设计完成交通信号 灯。2 功能概述2.1 设计任务 ： 通灯的硬件和软件设计2.2 设计目的1. 进一步熟悉和

2、掌握单片机的结构和工作原理。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， 掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术， 了解有关 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， 为我们今后从事相应工作 打下基础。3 设计思路按照常规我们假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态为状态1，南北方向绿灯通车，东西方向红灯。经过过一段时间（55S）转换状态2,南北方向 由绿灯转亮黄灯，延时5S,东西方向仍然红灯。再转换到状态 3,东西方向绿灯 通车，南北方向红灯。过一段时

3、间（55S）转换到状态4,东西方向由绿灯转亮 黄灯，延时5S,南北方向仍然红灯。最后循环至南北绿灯，东西红灯。在这些 状态下，有时钟倒数计时。当按下 S1键时，进入绿灯时间设置模式，第二次按 下 S1 键，进入黄灯设置模式，第三次按下 S1 键，设置时间结束。4芯片介绍AT89S52是一个低电压，高性能 CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可 反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）， 器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指 令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的 AT89S5

4、2 单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89S52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时 计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89S52可以按照常规方法进行 编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。主要功能特性：?兼容MCS51指令系统? 8k可反复擦写（1000次）Flash ROM? 32个双向I/O 口? 256x8bit 内部 RAM? 3个16位可编程定时/计数器中断?时钟频率0-24MHZ? 2个串行中断?可编程UA

5、RT串行通道? 2个外部中断源?共6个中断源? 2个读写中断口线? 3级加密位?低功耗空闲和掉电模式?软件设置睡眠和唤醒功能vcc GK3RESEEKi110 ilNii刊11M.1Tk iQ*Nii：y105硬件设计pg iHQrnnrt: *laEh 口 2AD7 PIIMD) 口 LniH msrtiK FDSAH-PniJ4D7. J D I ? s I .K.I：；：；：；：；：；：巴:KTW2 -XT,M116软件程序设计6.1定时器初始化定时器/计数器是单片机中最常用、最重要的功能模块之一，本次实训通过 交通灯控制器实例来演示定时器的使用。首先介绍交通灯以及定时器/计数器的 基础

6、知识，接着介绍本实例的硬件电路构成，然后逐步分析定时器的编程以及程 序的全貌。定时器/计数器的4种工作方式下的逻辑结构如表所示M1M2工作方式00方式0,为13位定时器/计数器01方式1,为16位定时器/计数器10方式2,为初值自动重装的8位定时器/计数器11方式3,仅T0有效，将T0分为两个8位定时器/计数器定时器工作在工作方式1,是初值自动重装的16位定时器/计数器，在12MHz 晶振条件下，16位定时器的最长定时时间是 65.535ms,为了方便计算取定时时 间为1ms所以，定时1s需要定时器中断100次。下面计算定时器的初值。定时器初值 TC=M-T/t=65535-1000/仁645

7、35，因此 TH0=d8H,TL0=f0H.定时器初始化程序如下，定时器TO设定为工作方式1初始值为d8fOH,自 动重装入值为d8fOH。TMOD|=0x01;定时器 TO 设置 10ms in 12M crystalTH0=0xd8;设定时器T0的初始值，并自动重载TL0=0xf0;ET0=1; /打开中断TR0=1; /启动定时器EA=1; /中断允许总控制位使能6.2程序流程图流程图如下:程序初始化-6.3 程序设计（见附件）7 总结本次单片机的实训，回顾起整个过程， 我们仍感慨颇多，学到了很多的东西。 同时不仅巩固了以前所学过的知识， 而且还学到了很多在书本上所没有学到过的 知识。在

8、实际设计中才发现， 书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定 的出入的，所以有些问题不但要深入地理解， 而且要不断地更正以前的错误思维。 一切问题必须要靠自己一点一滴的解决， 而在解决的过程当中你会发现自己在飞 速的提升。 对于单片机设计， 其硬件电路是比较简单的， 主要是解决程序设计中 的问题，而程序设计是一个很灵活的东西， 它反映了你解决问题的逻辑思维和创 新能力，它才是一个设计的灵魂所在。 因此可以说单片机的设计是软件和硬件的 结合，二者是密不可分的。通过这次课程设计我发现单片机原理应用行很强， 只有老师的讲解不行， 只 看也不中，只有自己动手去做才会发现自己确实有太多的不足， 许多

9、的原理， 程 序看似简单， 真正去做才知道知识并没有自己想象的那样扎实。 从而懂得了理论 与实际相结合是很重要的， 只有理论知识是远远不够的， 只有把所学的理论知识 与实践相结合起来， 从理论中得出结论， 才能真正为社会服务， 从而提高自己的 实际动手能力和独立思考的能力。 树立了对自己工作能力的信心， 相信会对今后 的学习工作生活有非常重要的影响。 而且大大提高了动手的能力， 使我充分体会 到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。附件#include bit red_green=0,red_yellow=1,green_red=0,yellow_red=0;sbit KEY1=P3A0;s

10、bit KEY2=P3A1;sbit KEY3=P3A2;un sig ned char sec on d=55,co un ts=O,gree n_time=55,yellow_time=5; 红灯 55s，黄灯 5s code unsigned char tab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; / 共阴数 码管 0-9unsigned char StrTab4; /定义缓冲区void Delay(unsigned int cnt)while(-cnt);void time(void) interrupt 1 using

11、1 static unsigned char count=0;TH0=0xd8;重新赋值，10ms中断一次 TL0=0xf0;count+;if (count=100)count=0;second-;/秒减 1 if(second=0)if(red_yellow)red_yellow=0;green_red=1; second=yellow_time;P1=0xf6;车道红灯，人行道黄灯，5selse if(green_red)green_red=0;yellow_red=1; second=green_time;P仁Oxed;/车道绿灯，人行道红灯，55selse if(yellow_red

12、)yellow_red=0;red_green=1; second=yellow_time;P1=0xf9;车道黄灯5s,人行道红灯，5selse if(red_green)red_green=0;red_yellow=1;second=green_time;P1=0xde;车道红灯，人行道绿灯，55svoid Settime(void)if(!KEY1) / 按键去抖以及动作Delay(10000);if(!KEY1)counts+;if(counts=3) / 设置完成 counts=0;red_green=0,red_yellow=1,green_red=0,yellow_red=0;/

13、 second=green_time;P1=0xde; if(counts=1 & !KEY2)/ 绿灯时间 +Delay(10000); if(counts=1 & !KEY2)green_time+;if(green_time=100) green_time=55; if(counts=1 & !KEY3)/ 绿灯时间 -Delay(10000);if(counts=1 & !KEY3)green_time-;if(green_time=0) green_time=55;if(counts=2 & !KEY2)/ 黄灯时间 +Delay(10000);if(counts=2 & !KEY2

14、) yellow_time+; if(yellow_time=100) yellow_time=5;if(counts=2 & !KEY3)/ 黄灯时间 -Delay(10000);if(counts=2 & !KEY3)yellow_time-; if(yellow_time=0) yellow_time=5;void Display (void)/ 显示函数if(counts=0)if(red_yellow)StrTab0=tab(second+yellow_time)/10; StrTab1=tab(second+yellow_time)%10; StrTab2=tab(second)/

15、10;StrTab3=tab(second)%10;if(green_red | red_green)StrTab0=tabsecond/10; StrTab1=tabsecond%10; StrTab2=tabsecond/10;StrTab3=tabsecond%10;if(yellow_red) StrTab0=tabsecond/10; StrTab1=tabsecond%10;StrTab2=tab(second+yellow_time)/10; StrTab3=tab(second+yellow_time)%10; if(!(counts=0)StrTab0=tabgreen_ti

16、me/10; StrTab1=tabgreen_time%10;StrTab2=tabyellow_time/10; StrTab3=tabyellow_time%10;void time1(void) interrupt 3 using 0/ 定时器 1 用来动态扫描static unsigned char num;TH1=0xF8;/ 重入初值TL1=0xf0;num+;if(num=4) num=0;/ 扫描 4 次，使用 4 个数码管 if(counts=0)switch (num)case 0:P2=0;P0=StrTab0;break; / 分别调用缓冲区的值进行扫描 case 1

17、:P2=1;P0=StrTab1;break;case 2:P2=2;P0=StrTab2;break;case 3:P2=3;P0=StrTab3;break; default:break; if(counts=1)switch (num)case 0:P2=0;P0=StrTab0;break; / 分别调用缓冲区的值进行扫描 case 1:P2=1;P0=StrTab1;break;case 2:P2=4;break;case 3:P2=4;break; default:break; if(counts=2)switch (num)case 0:P2=4;break; /分别调用缓冲区的

18、值进行扫描case 1:P2=4;break;case 2:P2=2;P0=StrTab2;break;case 3:P2=3;P0=StrTab3;break; default:break;void main (void) TMOD|=0x01;/ 定时器 T0 设置 10ms in 12M crystal TH0=0xd8;TL0=0xf0;ET0=1; /打开中断TR0=1; /启动定时器TMOD |=0x10; / 定时器 1 用于动态扫描TH1=0xF8;TL1=0xf0;ET1=1;TR1=1;EA =1;P1=0xde;/ 车道红灯，人行道绿灯， 55swhile (1)Settime();Display();. . . . . . .012345678901201234 567 8901234 5678901234 567 8901234 5678901