C51单片机的交通灯控制系统

1、基于 C51 单片机的交通灯控制系统1、实验方案论证： 进行十字路口的交通信号灯控制电路设计，画出电路原理图及实验电路图， 进行软件编程、 以及使用说明文档的建立等一整套工作任务。 进行十字路口的交 通信号灯控制程序设计， 提交一个符合上述功能要求的十字路口的交通信号灯控 制系统设计。2、控制流程分析：对设计要求进行分析后可得出以下交通工作状态表：3、硬件设计概要：根据设计要求，可用 6个LED 灯分别模拟东西、南北的交通灯。具体接法 如下： AT89C51的 P1口接 LED 灯， P1.0、P1.1、P1.2分别接东西方向红、绿、 黄交通灯， P1.3、P1.4、P1.5分别接南北方向的红

2、、绿、黄交通灯。 P1 口和 LED 灯之间要接限流保护电阻。两位数码管段选接 P2 口，位选接 P0 口低两位， P0 口低两位接上拉电阻使其可以输出高电平。 紧急情况按钮一端接地， 另一端与外 中断 1 引脚相连；恢复正常按钮一端接地，另一端与外中断 0 引脚相连。三、原理图设计1、LED 显示部分电路设计：把单片机 AT89C51的P1口作为红黄绿灯显示部分，用 6个 LED灯分别模拟东西、南北的交通灯。 P1.0、P1.1、P1.2 各通过一个 300的限流保护电阻接东西方向的红、绿、黄 LED 灯； P1.3、P1.4、P1.5 各通过一个 300的限流保护电阻接南北方向的红、绿、黄

3、 LED 灯LED灯的一端接电源，另一端经电阻接P1口，因此当 P1 口引脚输出低电平时LED灯发光，即此方案采取低电平驱动- 5 -方式。具体电路如下：2、紧急情况处理电路设计：紧急情况按钮一端接地， 另一端与外中断 1 引脚相连；恢复正常按钮一端接 地，另一端与外中断 0引脚相连。在程序设计时， 我会将其设置为下降沿触发方 式。具体电路如下：3、数字显示电路设计：选用共阴极两位数码管。两位数码管 AG 引脚各通过一个 300的限流保 护电阻分别接 P2.0P2.6，位选 1 引脚和 2 引脚分别接 P0.0口低两位， P0 口低两 位接 5k的上拉电阻使其可以输出高电平。4、其他部分电路：

4、XTAL1 端和 XTAL2 端之间接一个 12M Hz 的晶振，再各接一个 30pF 的普 通电容后接地；RST复位端一端经 10uF的电解电容接 +5V 电源，一端经一个 10K的电阻接地。具体电路如下：CIDl- - LEDELLCmiC2SOpF TB<X1 .CRY7 HlEKTh1®UlD2l GREaJ.LED-ELIjM."TB<I .南北方向-SOpFI I < H B F I-.只的，IOUF"灯 Qrb *'2S'TrXAL1XAL2RSTPSEN 汕E 耳RNI4C7Iqd2.2耳.5b 7PPPP300,

5、¾"rreac5i<7lji r >'PD.DJKP0.11 PO.iJPD.3EM.和5P 0.5 JADC P D.AKP0J7P2.0XSP2.1XA9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2 A12 P2.5W13 P2.8A1 F2 7/A15P3.WRXrj P3.1D( 口 F13.2iW P3.5iTP3p4IP.5TiP3 JG 極F3.7/RDP ss.四、程序设计：1、定时器初值的计算：由于要求定时时间相当精确，我用定时器 T0 进行定时。根据公式可知若已知要求的定时时间为 t，则定时器的初值为 x（其中 fosc=12M Hz）

6、 :需要定时器的定时时间为 50ms，根据公式计算得出 X=15536，因此定时器 初值的低位 TL0= （0B0H），高位 TH0=（3CH）。2、程序流程图：2 1 主程序流程主程序主要是对单片机进行初始化。初始化首先要开放总中断、定时器 T0 中断以及外部中断 0 和外部中断 1。其次是设置中断优先级，把外中断 0 设置为 高优先级，外中断 1设置为低优先级。再次是给定时器 T0 装顶初值，然后后是 启动定时器，是使定时器开始定时。最后是等待中断。2.2 紧急情况中断处理流程 紧急情况中断处理包括两部分，第一部分是出现紧急情况可以手动使东西、 南北方向红灯全亮， 而且直到紧急状况解除后才

7、能恢复正常通车。 这就要求紧急 状况解除前不能退出外中断 1 处理程序，因此要在外中断 1 处理程序处设置一无 限循环。第二部分是紧急状况解除。 为了使外中断 1 处理程序退出无限循环， 可 用中断嵌套使机器转去执行外中断 0 处理程序，而外中断 0 处理程序修改了寄存 器 R2 的值，中断返回后由于寄存器 R2 的值的改变使外中断 1 处理程序跳循环。2.2.1外中断 1 处理程序（低优先级）外中断 1 入口数码管显示为 0置 R2 的值为 0东西、南北方向红灯亮中断返回2.2.2外中断 0 处理程序（高优先级）- 11 -1.3 定时器中断处理流程3、程序源代码：ORG 0000H AJM

8、P STARTORG 0003H AJMP SERV0ORG 000BH AJMP SERV1ORG 0013H AJMP SERV2ORG 0030HSTART:MOV IE,#87HMOV IP,#01HMOV TMOD,#01HMOV TCON,#05HMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HMOV DPTR,#TABMOV P1,#0F6HMOV R0,#20MOV R5,#00HMOV R6,#00HSETB TR0LOOP1:MOV P0,#02HMOV A,R6MOVC A,A+DPTRMOV P2,A ACALL D10MS MOV P0,#01HMOV A,R5MO

9、VC A,A+DPTRMOV P2,A ACALL D10MS AJMP LOOP1;外中断 0 入口;外中断 1 入口;定时器中断入口;设置中断优先级;装定时器初值;装表首地址;启动定时器;循环动态显示 ,由 10 秒开始倒计时- 22 -;正常状态恢复程序，使 R0 的值不为 0;未到 1 秒，则转到 NEXT;显示为 0;东西方向红灯亮，则转到 CHE0;东西方向绿灯灭;东西方向黄灯闪烁 5 次;东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮;南北方向绿灯灭SERV0:MOV R2,#0FFHRETISERV1:DJNZ R0,NEXTCJNE R5,#01,DHE0AJMP DHE3DHE0: CJN

10、E R5,#00H,DHE1CJNE R6,#00H,DHE2MOV R5,#00HMOV R6,#01HMOV P1,#0F5HAJMP OUT0DHE1: DEC R5AJMP OUT0DHE2: MOV R6,#00HMOV R5,#09HOUT0: MOV R0,#20RETIDHE3: MOV P0,#00HMOV P2,#3FHMOV A,P1MOV R1,#05HJNB ACC.0,CHE0YELL0:SETB P1.0SETB P1.1CLR P1.2 ACALL DMSSETB P1.2ACALL DMSDJNZ R1,YELL0 MOV P1,#0EEHSJMP NEXT1

11、CHE0: JNB ACC.3,CHE1 YELL1:SETB P1.3SETB P1.4CLR P1.5ACALL DMSSETB P1.5ACALL DMSDJNZ R1,YELL1 CHE1: MOV P1,#0F5H NEXT1:MOV R0,#20MOV R5,#00HMOV R6,#01HNEXT: MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HRETI;南北方向黄灯闪烁 5 次;南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮;重置显示为 10 秒;重装定时器初值SERV2:MOV P0,#00HMOV P2,#3FH;显示为 0MOV R5,#00HMOV R6,#00HMOV R2,#00

12、HMOV P1,#0F6HLOOP3:CJNE R2,#00H,OUT1;紧急状况服务程序，使 R2 的值为 0;R2 的值为 0，则无限循环，直到执行 SERV0 状MOV R3,#02HDJNZ R3,LOOP3 OUT1: RETI DMS: MOV 32H,#4 DL0: MOV 31H,#200 DL1: MOV 30H,#250 DL2: DJNZ 30H,DL2DJNZ 31H,DL1DJNZ 32H,DL0RET态恢复程序，使 R0 的值不为 0 才返回;延时子程序，延时 0.4 秒D10MS:MOV 33H,#50DL3: MOV 34H,#100DL4: DJNZ 34H,

13、DL4DJNZ 33H,DL3;延时子程序，延时 10 毫秒TAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHENDRET五、仿真结果与分析在 PROTEUS 软件仿真中的结果如下：1、初始状态2、东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮3、东西路口绿灯灭，黄灯闪烁4、东西路口红灯亮，南北路口的绿灯亮5、南北路口绿灯灭，黄灯闪烁由以上仿真结果可以看出，电路图和源程序设计完全满足设计要求。六、课程设计总结与体会通过这次课程设计我巩固和加深课堂所学知识； 掌握一般软硬件的设计方法 和查询、运用资料的能力； 掌握通过定时器进行定时的基本方法、 中断控制的原 理和方法以及 LED 控制的方法。这次课程设计， 我将课本上的理论知识和实际的应用有机的结