(完整word版)单片机实训-交通灯

(完整word版)单片机实训--交通灯(完整word版)单片机实训--交通灯PAGE5(完整word版)单片机实训--交通灯桂林电子科技大学信息科技学院《单片机交通灯》实训报告学号0951100231姓名贾小丹指导教师：韩剑易艺李德明2011年09月22日交通灯控制系统任务利用AT89S52单片机控制各个路口红绿灯及时间显示，设计一个交通灯控制系统.二、基本原理利用51单片机控制各个路口红绿灯及时间显示。模拟交通灯示意图：设计的重点：1、各个路口红绿灯亮灭的规则,暂不考虑左转方向;2、倒计时的实现,利用单片机的定时器进行计数得到秒信号;3、时间显示：东西南北四个方向的时间一致，当东西方向为60秒绿灯通行时间,同时南北方向为60秒红灯禁止时间,因此硬件连接时可考虑东西南北方向可采用同一接法；最后相当于2个数码管动态显示，具体见参考电路框图。4、按键设置（扩展要求）：设置键按一次，设置主干道通信时间（即次干道禁止时间），按第二次，设置主干道禁止时间（即次干道通信时间)，按第三次，可作为紧急通信键。设置时间需要确定,可通过确定键实现，也可通过延时确定,如10秒。当然也可根据需要增加相应的按键。参考电路框图2位一体共阴数码管12只2位一体共阴数码管12只发光二极管（红、黄、绿）单片机按键（设置、+、按键（设置、+、-、确定）三、性能指标要求1、各方向的红、绿色信号灯能按照设定规则运行;2、绿灯亮之前，黄灯闪烁5次;3、红灯和绿灯倒计时间能够正确显示；4、两干道的车辆不会会车冲突。5、可以扩展其他功能(如按键设置时间,按键模拟警车。四方案论证方案比较论证

方案一:纯数字电路方式

用数电器件设计：时钟分频模块，交通灯亮灭控制模块，交通灯显示模块，倒计时计数模块，倒计时显示模块,实现交通灯的控制和显示功能。优点是不需要软件编程控制，缺点是硬件规模庞大且不能实现延时可调。

方案二:FPGA/CPLD方式

FPGA/CPLD除了完成交通灯控制、存储和显示功能外,还可进行人机交互，实现定时器延时可调。这种方案系统结构紧凑，但调试过程繁琐。

方案三:单片机方式

利用单片机控制相应并口，模拟交通灯显示，利用其并口P2口实现数码管显示.利用外部中断功能,完成交通灯主干次道通行时间任意可调.此方案占用硬件资源少、功能齐全、调试过程简单.

本设计采用方案三。二、原理图,交通灯原理图为下图所示：部分原理图分析：东西、南北方向的数码管对角线放置，发光二极管连一个1K的电阻，防止灯烧。这里的按键是实现复位清零的功能.这里的按键 P3.4按一下，进入倒计时时间设置，P3.5是实现显示时间减一功能，P3。6实现显示时间加一功能，P3.7实现确认功能.交通灯五、交通灯C语言程序为:#include<at89x51。h>/*--————--——--——-———-//【贾小丹(AdvancyYP)＠制作】//—————-————-—--—＊//＊名称：交通灯单片机型号:51系列单片机晶振：12MHz＊//*——————-—-—————-————————--—-—-//【贾小丹(AdvancyYP）＠制作】//-————-—-——-—-———-—--———*//＊定义名称＊/＃defineunintunsignedint＃defineuncharunsignedchar/*定义管脚*/#defineSMG_SEGP1//定义数码管段选口为:P0＃defineSMG_BITP2//定义数码管位选口为：P2#defineLIGHTP0//定义红绿灯口为：P1#defineKEYP3//定义按键口为：P3sbitBEEP=P2^7;//定义蜂鸣器管脚为P3。7/*定义行为*/#defineLIGHT_RED(LIGHT=0xDE）//红灯亮起//#defineLIGHT_YELLOW(LIGHT=0xED)//黄灯亮起//#defineLIGHT_GREEN（LIGHT=0xF3）//绿灯亮起//#defineLIGHT_OFF(LIGHT=0xFF)//全部熄灭＃defineKEY10xEF//KEY1按下＃defineKEY20xDF//KEY2按下＃defineKEY30xBF//KEY3按下＃defineKEY40x7F//KEY4按下/＊定义数码管编码*///数码管段码////（共阳）uncharcodeSMG_SEG_CODE[]={0x3F，0x06，0x5B，0x4F，0x66,0x6D，0x7D，0x07，0x7F，0x6F}；//数码管段码//数码管位码////(共阴）uncharcodeSMG_BIT_CODE［]={0xFD,0xFE}；//数码管位码/＊定义时间变量*/uncharth,tl；//定时计数器初值变量unchart_10ms，stop_time，run_time，set_stop_time,set_run_time；//时间变量/＊定义模式、状态标识符*/uncharnow_mode；//定义当前模式标识符//（注：0。系统运行模式1.系统设置主干道通行时间2.系统设置主干道禁止时间3.系统设置主干道紧急通行)uncharstop_run；//定义:禁止通行标识符//（注：0.禁止非0.通行)/***＊＊**＊*＊**＊＊＊＊＊＊＊＊＊**＊＊＊*＊＊**＊＊＊***＊＊*＊＊***＊＊＊**＊*＊＊*＊＊*＊＊***＊＊*＊*＊＊*＊**＊＊***＊**＊****＊*///函数声明///******＊＊＊＊***＊*＊＊＊＊*＊＊＊**＊*＊*＊*＊**＊*＊**＊＊＊*＊＊*＊**＊＊＊*＊*＊＊**＊**＊*＊＊*＊***＊＊**＊＊＊*＊*＊**＊****/void_1ms();//1ms延时函数void_Nms（unsignedintN）；//N＊1ms延时函数voidT0_INITIAL（void）；//定时计数器T0初始化voidSMG(uncharx_seg，uncharx_bit）；//数码管函数voidDISPLAY_TIME（unchart）;//显示时间函数voidMODE(void);//模式函数/**＊＊*＊*＊****＊＊***＊＊＊*＊＊＊*＊*＊＊*＊*＊**＊＊＊＊***＊＊**＊*＊**＊*＊**＊*＊＊＊＊＊**＊***＊*＊*＊***＊*＊＊*＊＊＊*＊*＊///时间函数///*＊＊*＊＊**＊＊＊＊＊*＊*＊*＊＊**＊＊＊**＊*＊******＊*＊＊＊＊＊＊*＊*＊＊*＊＊＊＊**＊＊＊＊＊＊＊*＊***＊＊**＊＊*＊******＊***＊*＊/void_1ms(）//1ms延时函数｛ unsignedchara,b，c； for（c=1；c〉0；c-—） for(b=142；b〉0；b--） for（a=2；a>0;a--)；｝void_Nms（unsignedintN)//N*1ms延时函数｛ while（N） ｛ _1ms(）； N—-； ｝｝/＊*＊*＊*＊＊＊***＊＊**＊*＊***＊**＊*＊＊*＊＊＊＊＊*＊＊＊＊＊＊***＊＊＊＊＊***＊**＊＊＊＊*＊＊***＊*＊＊**＊***＊**＊＊*****＊＊*///定时计数器T0初始化///****＊****＊＊＊*＊****＊＊***＊*＊＊＊＊＊***＊*＊＊*＊***＊＊***＊＊**＊＊＊*＊*＊*＊＊＊＊＊＊＊＊*＊*＊＊＊**＊＊**＊＊*＊*****＊/voidT0_INITIAL（void)｛ EA=0;//总中断关闭 ET0=0；//定时器0关闭 TR0=0；//关闭TR0 TMOD=0x01；//设置定时器工作方式为16位定时器自动重装（方式1） th=（65536-10000）/256；//定时计数器初值计算(定时10ms） tl=(65536—10000)％256;//定时计数器初值计算(定时10ms） TH0=th;//定时器0附初始值（定时10ms） TL0=tl;//定时器0附初始值（定时10ms） stop_time=set_stop_time；//获取设定好的禁止时间 run_time=set_run_time；//获取设定好的通行时间 t_10ms=0；//初始化10ms定时计数变量 TR0=1；//开启TR0 ET0=1;//定时器0开启 EA=1；//总中断开启}/*＊＊**＊*＊＊＊*＊***＊**＊*＊＊＊**＊*＊*＊＊*＊＊＊*＊＊＊＊＊***＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊*＊**＊＊***＊****＊＊＊***＊＊＊****＊＊＊*＊＊*///定时计数器T0中断///***＊＊**＊＊＊＊＊**＊＊＊*＊＊＊＊**＊**＊＊*＊＊＊**＊＊＊＊＊＊＊＊＊*****＊*＊***＊*＊＊＊＊*＊*＊****＊*＊＊**＊＊*＊＊＊****＊**＊/voidT0_INTERRUPT（void）interrupt1using1｛ if（stop_run==0)//如果当前状态为：禁止 { t_10ms++；//10ms变量自增 if(t_10ms==100)//如果定时计数到1s { t_10ms=0；//10ms定时计数变量清0 stop_time—-;//禁止时间自减 if（stop_time==0）//禁止时间等于0时 { run_time=set_run_time;//获取设定好的通行时间 stop_run=~stop_run；//转换到通行状态 ｝ ｝ if(（stop_time〈=5)&＆(stop_time〉0））//当禁止时间小于等于5秒并且大于0秒的时候 ｛ if（t_10ms〈50)//0.5秒内 { LIGHT_OFF;//所有灯灯灭 } else if（t_10ms〉=50）//0。5秒外 ｛ LIGHT_YELLOW;//黄灯亮 ｝ } else { LIGHT_RED;//红灯亮 ｝ TH0=th；//定时器0附初始值(定时10ms） TL0=tl；//定时器0附初始值(定时10ms） ｝ else if（stop_run!=0）//如果当前状态为:通行 { t_10ms++;//10ms变量自增 if(t_10ms==100）//如果定时计数到1s ｛ t_10ms=0;//10ms定时计数变量清0 run_time--;//通行时间自减 if（run_time==0）//通行时间等于0时 ｛ stop_time=set_stop_time；//获取设定好的禁止时间 stop_run=~stop_run；//转换到禁止状态 } } if(（run_time<=5)＆&(run_time〉0）)//当通行时间小于等于5秒并且大于0秒的时候 ｛ if(t_10ms〈50)//0。5秒内 { LIGHT_OFF;//所有灯灯灭 ｝ else if（t_10ms〉=50)//0。5秒外 ｛ LIGHT_YELLOW；//黄灯亮 } ｝ else { LIGHT_GREEN;//绿灯亮 ｝ TH0=th;//定时器0附初始值（定时10ms） TL0=tl;//定时器0附初始值（定时10ms) ｝ }/*******＊*＊*＊＊＊*＊**＊*＊**＊*＊＊＊＊＊＊＊＊*＊＊＊*＊*＊＊***＊＊*＊*****＊＊*＊*＊**＊＊＊＊＊*******＊*＊＊＊＊***＊＊＊＊＊*///数码管函数///＊**＊＊****＊＊*＊＊*＊＊*＊**＊*＊***＊＊*＊＊*＊＊*＊＊＊＊＊*＊＊＊*＊＊＊＊**＊＊*＊＊*＊****＊**＊*＊**＊*＊***＊＊*＊＊＊**＊**＊/voidSMG（uncharx_seg，uncharx_bit）｛ SMG_SEG=SMG_SEG_CODE［x_seg］；//数码管段选 SMG_BIT=SMG_BIT_CODE［x_bit］;//数码管位选}/＊**＊****＊**＊＊*＊*****＊＊＊*＊*＊***＊**＊**＊＊*＊＊＊*＊＊**＊＊＊*＊*＊*＊***＊＊＊＊＊＊**＊*＊**＊＊**＊*****＊＊****＊///显示时间函数///＊＊**＊＊＊＊**＊**＊*＊＊＊*＊＊＊*＊＊*＊＊＊＊＊＊＊＊*＊＊＊＊*＊**＊**＊＊*＊＊＊＊***＊＊***＊*＊＊＊*＊＊＊＊＊＊*＊**＊*＊＊*＊**＊＊＊＊/voidDISPLAY_TIME（unchart）｛ SMG（（t/10）,1);//时间的十位 _Nms（1）;//1ms延时函数 SMG（（t%10），0）；//时间的个位 _Nms(1)；//1ms延时函数}/*＊＊＊*＊＊＊＊**＊**＊*＊*＊**＊*＊＊*＊＊*＊＊＊＊*＊***＊*＊＊*＊*＊****＊*＊＊＊＊＊***＊＊**＊＊**＊*＊＊*＊＊＊**＊＊＊＊＊***＊**///模式函数///＊*＊***＊＊**＊*＊*＊＊****＊*＊**＊**＊＊＊＊*＊＊＊**＊*＊＊＊＊＊*＊****＊*＊＊**＊＊**＊*＊***＊**＊*****＊*＊**＊**＊＊***/voidMODE（void）{ if(now_mode==0）//0.系统运行模式 { while（now_mode==0)//0。系统运行模式 { if(stop_run==0)//当前状态:禁止 ｛ DISPLAY_TIME（stop_time）;//禁止时时间显示函数 ｝ else if(stop_run！=0）//当前状态：通行 { DISPLAY_TIME（run_time）；//通行时时间显示函数 ｝ if(KEY==KEY1)//如果按键1被按下 { _Nms(10)；//10ms延时去抖 if（KEY==KEY1）//如果按键1被按下 { now_mode++；//移动到下一模式 if(now_mode==4)//如果增到模式4 ｛ now_mode=1;//回到模式1（注:只有模式0、1、2、3可选） } } while（KEY==KEY1)；//等待按键1释放 _Nms(10）；//10ms延时去抖 } ｝ } else if（now_mode==1）//1。系统设置主干道通行时间 ｛ ET0=0;//定时器0关闭 LIGHT_GREEN;//绿灯亮起 while(now_mode==1）//1。系统设置主干道通行时间 { DISPLAY_TIME（set_run_time);//显示设定的通行时间 if(KEY!=0xFF)//有按键按下 { _Nms（10)；//10ms延时函数 if(KEY！=0xFF）//有按键按下 { switch（KEY）//获取键值 ｛ caseKEY1：//如果按键1被按下 { now_mode++；//移动到下一模式 if（now_mode==4)//如果增到模式4 ｛ now_mode=1;//回到模式1 ｝ }break；//退出 caseKEY2：//如果按键2被按下 ｛ if(set_run_time>6)//如果通行时间大于6秒 { set_run_time-—；//设置的通行时间减小 } }break;//退出 caseKEY3://如果按键3被按下 { if(set_run_time〈60）//如果通行时间小于60秒 { set_run_time++；//设置的通行时间增大 } }break；//退出 caseKEY4：//如果按键4被按下 ｛ now_mode=0；//确定键按下，回到模式//0。系统运行模式 T0_INITIAL（);//定时计数器T0初始化 }break;//退出 default：break;//其它 ｝ } while(KEY！=0xFF)；//等待按键释放 _Nms(10）;//10ms延时函数 } ｝ } else if(now_mode==2）//2。系统设置主干道禁止时间 ｛ ET0=0;//定时器0关闭 LIGHT_RED;//红灯亮起 while(now_mode==2）//2.系统设置主干道禁止时间 ｛ DISPLAY_TIME(set_stop_time）；//显示设定的禁止时间 if(KEY！=0xFF）//有按键按下 { _Nms(10）；//10ms延时函数 if（KEY!=0xFF）//有按键按下 { switch（KEY)//获取键值 ｛ caseKEY1://如果按键1被按下 { now_mode++;//移动到下一模式 if（now_mode==4)//如果增到模式4 ｛ now_mode=1;//回到模式1 ｝ ｝break；//退出 caseKEY2://如果按键2被按下 ｛ if（set_stop_time>6）//如果禁止时间大于6秒 { set_stop_time-—;//设置的禁止时间减小 ｝ ｝break;//退出 caseKEY3://如果按键3被按下 { if(set_stop_time<60)//如果禁止时间小于60秒 ｛ set_stop_time++;//设置的通行时间增大 ｝ ｝break;//退出 caseKEY4：//如果按键4被按下 ｛ now_mode=0;//确定键按下，回到模式//0.系统运行模式 T0_INITIAL（）；//定时计数器T0初始化 }break；//退出 default:break；//其它 } } while(KEY!=0xFF)；//等待按键释放 _Nms(10)；//10ms延时函数 ｝ } } else if（now_mode==3）//3.系统设置主干道紧急通行 ｛ ET0=0;//定时器0关闭 LIGHT_GREEN；//绿灯亮起 while(now_mode==3)//3。系统设置主干道紧急通行 ｛ DISPLAY_TIME（0)；//显示0 if（KEY!=0xFF)//有按键按下 ｛ _Nms（10);//10ms延时函数 if（KEY！=0xFF）//有按键按下 { switch（KEY）//获取键值 { caseKEY1：//如果按键1被按下 ｛ now_mode++；//移动到下一模式 if(now_mode==4）//如果增到模式4 ｛ now_mode=1；//回到模式1 ｝ ｝break;//退出 caseKEY2://如果按键2被按下：主干道紧急通行 { LIGHT_GREEN；//绿灯亮起 }break；//退出 caseKEY3://如果按键3被按下：次干道紧急通行 ｛ LIGHT_RED;//红灯亮起 ｝break;//退出 caseKEY4://如果按键4被按下 { now_mode=0；//确定键按下，回到模式//0.系统运行模式 ET0=1；//定时器0开启 ｝break;//退出 default:break;//其它 } } while（KEY!=0xFF）;//等待按键释放 _Nms(10）；//10ms延时函数 ｝ } ｝｝/＊*＊＊＊＊＊＊***＊＊*＊＊***＊＊＊**＊*******＊*＊**＊**＊*＊*＊**＊＊＊****＊*＊＊****＊＊***＊＊＊*＊*＊*＊****＊*＊＊*＊＊*＊///主函数///*＊**＊＊******＊***＊*＊***＊***＊*＊*＊*＊＊＊＊*＊＊＊**＊****＊＊*＊*＊＊＊＊＊*＊＊＊*＊**＊*＊*＊*＊＊*****＊＊＊*＊＊＊＊***/voidmain（void）{ set_stop_time=60;//禁止时间：60s set_run_time=60；//通行时间：60s stop_run=0;//当前状态：禁止 T0_INITIAL（)；//定时计数器T0初始化 while（1) { MODE（）;//模式函数 }}制作与调试过程1。状态灯显示测试

由于在刚焊接好电路板的时候，没有下载程序,而且有虚焊的线路,所以，状态指示灯都没有亮.然后,我仔细的检查电路板，终于，接上电源以后，状态指示灯都可以亮。2．数码管的测试

测试数码管的时候，我将下好的程序下载到电路板上检测。由于，我焊的板子下载口有虚焊的地方。所以，导致下载不了。于是，我又重新检测板子，