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.进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。2.掌握单片机的接口技

2、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

3、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AT89S52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

4、（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UART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

5、醒功能5 硬件设计6 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

6、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=65535-1000/1=64535，因此TH0=d8H,TL0=f0H.定时器初始化程序如下，定时器T0设定为工作方式1，初始值为d8f0H，自动重装入值为d8f0H。TMOD|=0x01;/定时器T0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：6.3程序设计（见附件）

7、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

8、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 <reg52.h>bit red_green=

9、0,red_yellow=1,green_red=0,yellow_red=0;sbit KEY1=P30;sbit KEY2=P31;sbit KEY3=P32;unsigned char second=55,counts=0,green_time=55,yellow_time=5;/红灯55s，黄灯5scode unsigned char tab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /共阴数码管 0-9 unsigned char StrTab4; /定义缓冲区void Delay(unsigned int cnt) whi

10、le(-cnt);void time(void) interrupt 1 using 1static 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1if(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

11、;P1=0xed;/车道绿灯，人行道红灯，55selse if(yellow_red)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_gree

12、n=0,red_yellow=1,green_red=0,yellow_red=0;/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) gre

13、en_time=55;if(counts=2 && !KEY2)/黄灯时间+Delay(10000);if(counts=2 && !KEY2)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_

14、yellow)StrTab0=tab(second+yellow_time)/10; StrTab1=tab(second+yellow_time)%10;StrTab2=tab(second)/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=t

15、ab(second+yellow_time)/10;StrTab3=tab(second+yellow_time)%10;if(!(counts=0)StrTab0=tabgreen_time/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

16、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: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; /分别调用缓冲区的值进行扫描 case 1:P2=4;break; case 2:P2=2;P0=StrTab2;br