基于C51单片机的交通灯控制系统

1、二、 设计概要 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、绿、黄交通灯。p1口和led灯之间要接限流保护电阻

2、。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

3、电平驱动方式。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：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

4、。具体电路如下：4、系统电路总图：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） :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：21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

5、开始定时。最后是等待中断。 装定时器初值，启动定时器循环动态显示开始开放总中断、定时器t0中断以及外部中断 设置中断优先级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

6、级） n外中断1入口数码管显示为0置r2的值为0r2的值为0？中断返回东西、南北方向红灯亮y 2.2.2外中断0处理程序（高优先级）外中断0入口使r2的值不为0中断返回1.3定时器中断处理流程yyn3、程序源代码： org 0000h ajmp start org 0003h ;外中断0入口 ajmp serv0 org 000bh ;外中断1入口 ajmp serv1 org 0013h ;定时器中断入口 ajmp serv2 org 0030hstart:mov ie,#87h mov ip,#01h ;设置中断优先级 mov tmod,#01h mov tcon,#05h mov th0

7、,#3ch mov tl0,#0b0h ;装定时器初值 mov dptr,#tab ;装表首地址 mov p1,#0f6h mov r0,#20 mov r5,#00h mov r6,#00h setb tr0 ;启动定时器loop1:mov p0,#02h ;循环动态显示,由10秒开始倒计时 mov a,r6 movc a,a+dptr mov p2,a acall d10ms mov p0,#01h mov a,r5 movc a,a+dptr mov p2,a acall d10ms ajmp loop1 serv0:mov r2,#0ffh ;正常状态恢复程序，使r0的值不为0 ret

8、iserv1:djnz r0,next ;未到1秒，则转到next cjne r5,#01,dhe0 ajmp dhe3dhe0: cjne r5,#00h,dhe1 cjne r6,#00h,dhe2 mov r5,#00h mov r6,#01h mov p1,#0f5h ajmp out0 dhe1: dec r5 ;减1秒 ajmp out0dhe2: mov r6,#00h mov r5,#09hout0: mov r0,#20 retidhe3: mov p0,#00h mov p2,#3fh ;显示为0 mov a,p1 mov r1,#05h jnb acc.0,che0 ;东

9、西方向红灯亮，则转到che0yell0:setb p1.0 setb p1.1 ;东西方向绿灯灭 clr p1.2 acall dms setb p1.2 acall dms djnz r1,yell0 ;东西方向黄灯闪烁5次 mov p1,#0eeh ;东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮 sjmp next1che0: jnb acc.3,che1yell1:setb p1.3 setb p1.4 ;南北方向绿灯灭 clr p1.5 acall dms setb p1.5 acall dms djnz r1,yell1 ;南北方向黄灯闪烁5次che1: mov p1,#0f5h ;南北方向红灯亮

10、，东西方向绿灯亮 next1:mov r0,#20 mov r5,#00h mov r6,#01h ;重置显示为10秒next: mov th0,#3ch ;重装定时器初值 mov tl0,#0b0h retiserv2:mov p0,#00h mov p2,#3fh ;显示为0 mov r5,#00h mov r6,#00h mov r2,#00h ;紧急状况服务程序，使r2的值为0 mov p1,#0f6hloop3:cjne r2,#00h,out1 ;r2的值为0，则无限循环，直到执行serv0状 mov r3,#02h ; 态恢复程序，使r0的值不为0才返回 djnz r3,loop

11、3out1: retidms: mov 32h,#4 ;延时子程序，延时0.4秒dl0: mov 31h,#200dl1: mov 30h,#250dl2: djnz 30h,dl2 djnz 31h,dl1 djnz 32h,dl0 retd10ms:mov 33h,#50 ;延时子程序，延时10毫秒dl3: mov 34h,#100dl4: djnz 34h,dl4 djnz 33h,dl3 rettab: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh end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合起来，提高分析和解决问