基于80C51单片机的交通灯设计

1、基于80C51单片机的交通灯设计班级:电信1101 姓名:XXXX 学号:0703110107一、设计说明及材料清单(一) 设计说明：本交通灯的设计简化了十字路交通灯，只将东西和南北两个路向的交通灯情况表示出来，但也做了很多改进，设计了针对不同时间段不同的控制方案，并且采用串口通讯可将不同的控制方案下载到芯片中，外接掉电保存程序的非易失性存储芯片和掉电仍可计时的时钟芯片，以保证计时的正确性。(二) 材料清单： 二、电路原理图设计本设计共用到四款主要芯片，分别为单片机芯片80C51、EEPROM芯片AT24C02、时钟芯片DS1302和转串口芯片MAX232。(一) 下图为80C51单片机芯片的

2、管脚图，80C51有两个16位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串行中断，并有4个8位并行输入口即I/O口。80C51内部有时钟电路，但需要石英晶体和微调电容外接，本系统中采用12MHz的晶振频率。 (二) 下图为AT24C02芯片的原理图，该芯片是一种带有I2C总线结构的EEPROM芯片，通过SDA和SCL端口与总线连接，具有非易失性，掉电仍可保存程序。其管脚功能如下：管脚名称 功能 说明A0、A1、A2 器件地址选择 本设计全部接地 SDA 串行数据、地址 与单片机的P1.6连接进行数据、地址的传输SCL 串行时钟 与单片机的P1.7相连，串行时钟信号输入WP 写保护 WP=

3、1，只能对其读，写禁止，所以令WP=0VCC +1.8V6.0V工作电压 电源输入GND 地 接地引脚 (三) 下图是时钟芯片的电路原理图，DS1307是一款低功耗，地址和数据通过两线双向的串行总线的传输，节省单片机资源，该芯片可以提供秒，分，小时等信息，芯片有一个内置的电源感应电路，具有掉电检测和电池切换功能，本设计中需要其停电后继续计时。其中的7引脚是方波的输出端，可接入单片机的可引起中断的端口，利用引脚7产生的方波引起中断，从而显示时间的变化。 (四) 下图是MAX232芯片的原理图，因为设计要求与电脑有串口通讯，就是将交通灯不同时间段程序控制方案通过串口下载到单片机里，单片机上有一个全

4、双工的串行通讯口，但电脑的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，所以采用了专用芯片MAX232进行转换，下图中的7、8端口分别和电脑上的RS232端口的2、3连接，芯片的9和10端口与单片机的串口相连，如下图所示： (五) 下图为交通灯的总体原理图（不包括上述芯片原理图），根据要求选择六只LED灯作为东西和南北方向的红绿黄交通灯，并且每个方向上有时间计数提示，每个方向有两位数码管动态显示，最大为99，采用共阴极7段数码管，单片机通过驱动器SN7404的放大电流驱动每位数码管。P1.0至P1.5控制六只LED灯，数码管由P0.0至P0.6控制进行段

5、选，P2.0至P2.3控制位选。三、程序设计(一) 系统框图： (二) 主程序如下： #include"reg51.h" #include<intrins.h>#define EW_H 0#define EW_L 1#define SN_H 2#define SN_L 3/函数声明void EW_NONE();void EW_RED();void EW_YELLOW();void EW_GREEN();void SN_NONE();void SN_RED();void SN_YELLOW();void SN_GREEN();void LED_INIT();voi

6、d LED_WRITE(int dat,int con);/根据原理图定义交通灯的引脚sbit EW_LED_RED = P10;sbit EW_LED_YELLOW = P11;sbit EW_LED_GREEN = P12;sbit SN_LED_RED = P13;sbit SN_LED_YELLOW = P14;sbit SN_LED_GREEN = P15;/定义P20-P23=LED数码管控制sbit EW_weixuan_H = P20;sbit EW_weixuan_L = P21;sbit SN_weixuan_H = P22;sbit SN_weixuan_L = P23;

7、/定义P00-P07=LED数码管段选引脚sbit LED_DATA_A = P00;sbit LED_DATA_B = P01;sbit LED_DATA_C = P02;sbit LED_DATA_D = P03;sbit LED_DATA_E = P04;sbit LED_DATA_F = P05;sbit LED_DATA_G = P06;sbit SCL = P16;sbit SDA = P17;/变量声明unsigned char counter,ew_sign,sn_sign,ew_time,sn_time,hour/定义段码code char LED_CODE10 = 0x3f

8、,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/*main函数开始*/main() counter = 3;/计数器，每3600s查询一次当前hour ew_sign = 0;/东西标志位，0代表红灯，1代表绿灯，2代表黄灯 sn_sign = 0;/南北标志位，0代表红灯，1代表绿灯，2代表黄灯 ew_time = 3;/东西时间 sn_time = 3;/南北时间 hour = 24;/当前hourunsigned ew_total_time24 = 1,1,1,1,1,30,30,30,30,30,30,30,60,60,60,60,30,3

9、0,30,30,30,30/东西各时间段绿灯亮总时间unsigned char sn_total_time24 = 1,1,1,1,1,30,30,60,60,60,60,60,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30/南北各时间段绿灯亮总时间LED_INTI();EW_RED();SN_RED();while(1)if(counter = 0)hour = GET_HOUR();counter = 3600;switch(hour)case 5:ew_time = 30;sn_time = 33;ew_sign = 1;sn_sign = 0;EW_GREEN();SN_R

10、ED();break;case 7:ew_time = 30;sn_time = 33;ew_sign = 1;sn_sign = 0;EW_GREEN();SN_RED();break;case 12:ew_time = 60;sn_time = 63;ew_sign = 1;sn_sign = 0;EW_GREEN();SN_RED();break;case 18:ew_time = 30;sn_time = 33;ew_sign = 1;sn_sign = 0;EW_GREEN();SN_RED();break;default:break;if(ew_time = 0)switch(ew

11、_sign)case 0:ew_sign = 1;ew_time = ew_total_timehour;EW_GREEN();break;case 1:ew_sign = 2;ew_time = 3;EW_YELLOW();break;case 2:ew_sign = 0;ew_time = sn_total_timehour + 3;EW_RED();break;if(sn_time = 0)switch(sn_sign)case 0:sn_sign = 1;sn_time = sn_total_timehour;SN_GREEN();break;case 1:sn_sign = 2;sn

12、_time = 3;SN_YELLOW();break;case 2:sn_sign = 0;sn_time = ew_total_timehour + 3;SN_RED();break;LED_WRITE(ew_time/10,EW_H);LED_WRITE(ew_time%10,EW_L);LED_WRITE(sn_time/10,SN_H);LED_WRITE(sn_time%10,SN_L);/main函数到此结束，以下是所用到函数的定义/*所用函数的定义*/ void LED_INIT()LED = 0x00;EW_weixuan_H = 1;EW_weixuan_L = 1;SN_

13、weixuan_H = 1;SN_weixuan_L = 1;void LED_WRITE(int dat,int con)EW_weixuan_H = 0;EW_weixuan_L = 0;SN_weixuan_H = 0;SN_weixuan_L = 0;if(dat < 10)LED = LED_CODEdat;switch(con)case EW_H:EW_weixuan_H = 1;break;case EW_L:EW_weixuan_L = 1;break;case SN_H:SN_weixuan_H = 1;break;case SN_L:SN_weixuan_L = 1;

14、break;void timer_int() interrupt 0EA = 0;counter-;switch(hour)case 0:case 1:case 2:case 3:case 4:EW_YELLOW();SN_YELLOW();EW_NONE();SN_NONE();break;default:ew_time-;sn_time-;if(ew_sign = 1 && ew_time <= 3 && ew_time > 0) EW_GREEN();EW_NONE();if(sn_sign = 1 && sn_time <

15、;= 3 && sn_time > 0)SN_GREEN();SN_NONE();break;EA = 1;/* 延迟函数定义*/ void DELAY2()_nop_();_nop_();/延迟2usvoid DELAY4()DELAY2();DELAY2();/延迟4usvoid DELAY8()DELAY4();DELAY4();/延迟8us/void IIC_WRITE( unsigned char dat)unsigned char temp;for(temp = 0; temp < 8; temp+) SCL=0; if(dat << tem

16、p) & 0x80) SDA=1; else SDA=0; DELAY2(); SCL=1;DELAY4(); SCL=0;DELAY4();SDA = 1;DELAY2();SCL = 1;DELAY4();SCL = 0;unsigned char GET_HOUR()/START hour = 0;unsigned char temp;SDA = 1;SCL = 1;DELAY8();SDA = 0;DELAY8();/WRITEIIC_WRITE(0XD0);/HOURADDRESSIIC_WRITE(0X02);/RESTARTSDA = 1;SCL = 1;DELAY8()

17、;SDA = 0;DELAY8();/READIIC_WRITE(0XD1);/READHOUR SDA = 1;for(temp = 0; temp < 8; temp+) hour = hour << 1; SCL=1; DELAY2(); if(SDA = 1) hour+; SCL=0; /SENDNOACKSDA = 1;SCL = 1;DELAY4();SCL = 0;/STOPSDA = 0;SCL = 1;DELAY8();SDA = 1;DELAY4();SCL = 0;return hour;四、心得体会 通过这次的实验设计，我深入了对单片机的了解，也明白了日常生活中处处有自动控制的例子，其中不乏有各种系列的单片机，同时我也认识到对单片机的学习应该更加深入才能得心应手，虽然