基于at89s51单片机的交通灯设计

基于at89s51单片机的交通灯设计内容摘要：

态扫描：需要使用 4 个数码管分别显示东西、南北的倒计时数字，将暂存各状态剩余时间的数字从变量中提取出 “十位 ”和 “个位 ”，用动态扫描的方式在数码管中显示。 整个程序依据定时器的溢出数来计时，每计时 1S 则相应状态的剩余时间减 1，一直减到 0 时触发下一个状态的开始。 （ 2）单片机型号及所需外围器件型号，单片机硬件电路原理图 图 35 交通灯硬件电路原理图 选用 MCS51 系列 AT89S51 单片机作为微控制器，选择两个四联的共阴极数码管组成 8 位显示模块，由于 AT89S51 单片机驱动能力有限，采用两片 74HC244 实现总线的驱动，一个 74HC244 完成共阴极数码管位控线的控制和驱动，另一个 74HC244 完成数码管的 7 段码输出，在 7 段码输出口上各串联一个 100 欧姆的电阻对 7 段数码管限流。 用 P3 口的 完成发光二极管的控制，实现交通灯信号的显 示，每个发光二极管串联 500 欧姆电阻起限流作用。 硬 件电路原理图如图 35 所示。 （ 3）程序设计思路，单片机资源分配以及程序流程 ① 单片机资源分配 单片机 P3 口的 引脚用作输出，控制发光二极管的显示。 在计时模块中，需要定义两个数组变量（ init_sn[3]， init_ew[3])来存储东西、南北两个方向在不同状态中倒计时的初始值，题目中每个方向的交通灯共有 3 种显示状态，因此数组元素个数为 3。 还需要定义两个变量 ( t_ sn, t_ ew)暂存东西、南北两个方向的倒计时剩余时间。 在状态的切换中，为了明确当前处于哪种状态，东西、 南北方向各设置一个状态变量 (state_val_sn, state_val_ew),当倒计时的剩余时间到零时，状态变量增 1，表示启动下一个状态，当该变量增到 3 时变为 0，回到序号为 1 的状态。 ② 程序设计思路 在设计中，由于没有键盘功能，因此只涉及定时计数和动态扫描功能。 主程序将变量初始化之 后，设置单片机定时器和中断特殊功能寄存器的初始值，将定时器 T1 的工作方式设置为 8 位自动 装载模式，定时器每隔 250us 产生一次溢出。 在初始化变量与寄存器后，主程序进入一个循环结构，在循环中只做动态扫描的工作，根据东西、 南北两向的剩余时时间进行动态扫描显示。 计时以及状态的切换通过定时器的中断服务程序来实现，在中断服务程序中，每计时到一秒时，则各方向当前状态的剩余时间减 1，一直减到 0 时触发下一个状态的开始，改变交通灯的指示。 ③ 程序流程 （ 4）软硬件调试方案 软件调试方案：伟福软件中，在 “文件 \新建文件 ”中，新建 C 语言源程序文件，编写相应的程序。 在 “文件 \新建项目 ”的菜单中，新建项目并将 C 语言源程序文件包括在项目文件中。 在 “项目 \编译 ”菜单中将 C 源文件编译，检查语法错误及逻辑错误。 在编译成功后，产生以 “*.hex”和 “*.bin” 后缀的目标文件。 硬件调试方案：在设计平台中，将单片机的 分别与独立式键盘的相应位通过插线连接起来。 在伟福中将程序文件编译成目标文件后，运行 “MCU下载程序 ”，选择相应的 flash 数据文件，点击 “编程 ”按钮，将程序文件下载到单片机的 Flash 中。 然后，上电重新启动单片机，检查所编写的程序是否达到题目的要求，是否全面完整地完成试题的内容。 程序设计（仅供参考的 C 语言源程序） //晶振： T1250 微秒溢出一次 /*变量的定义 : show_val_sn,show_val_ew: 显示的值 059 state_val_sn,state_val_ew: 状态值 南北方向 0绿灯亮。 1黄灯亮。 2红灯亮 T1_t: 定时器计数溢出数 t_sn,t_ew: 倒计时的数值 init_sn[3],init_ew[3] 倒计时 led_seg_code：数码管 7 段码 */ include sbit SN_green=P3^2。 //南北方向绿灯 sbit SN_yellow=P3^1。 //南北方向黄灯 sbit SN_red=P3^0。 //南北方向红灯 sbit EW_green=P3^5。 //东西方向绿灯 sbit EW_yellow=P3^4。 //东西方向黄灯 sbit EW_red=P3^3。 //东西方向红灯 unsigned char data t_sn,t_ew。 unsigned int data T1_t。 unsigned char data state_val_sn,state_val_ew。 char code led_seg_code[10]={0x3f,0x06,0x05b,0x04f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 char code init_sn[3]={24,4,29}。 char code init_ew[3]={29,24,4}。 // void delay(unsigned int i)//延时 { while(i)。 } // void led_show(unsigned int u,unsigned int v) { unsigned char i。 i=u%10。 //暂存个位 P0=led_seg_code[i]。 P2=0xbf。 delay(100)。 //延时 i=u%100/10。 //暂存十位 P0=led_seg_code[i]。 P2=0x7f。 delay(100)。 //延时 i=v%10。 //暂存个位 P0=led_seg_code[i]。 P2=0xfe。 delay(100)。 //延时 i=v%100/10。 //暂存十位 P0=led_seg_code[i]。 P2=0xfd。 delay(100)。 //延时 } // void timer1() interrupt 3 //T1 中断 { T1_t++。 if(T1_t3999) //如果计数 3999, 计时 1s { T1_t=0。 if (t_sn!=0) //南北方向计时 { t_sn。 } else { state_val_sn++。 if (state_val_sn2) state_val_sn=0。 t_sn=init_sn[state_val_sn]。 switch (state_val_sn) //根据状态值，刷新各信号灯的状态 { case 0: SN_green=0。 //南北方向绿灯 SN_yellow=1。 //南北方向黄灯 SN_red=1。 //南北方向红灯 break。 case 1: SN_green=1。 //南北方向绿灯 SN_yellow=0。 //南北方向黄灯 SN_red=1。 //南北方向红灯 break。 case 2:SN_green=1。 //南北方向绿灯 SN_yellow=1。 //南北方向黄灯 SN_red=0。 //南北方向红灯 break。 } } if (t_ew!=0) //东西方向计时 { t_ew。 } else { state_val_ew++。 if (state_val_ew2) state_val_ew=0。 t_ew=init_ew[state_val_ew]。 switch (state_val_ew) //根据状态值，刷新各信号灯的状态 { case 0: EW_green=1。 //东西方向绿灯 EW_yellow=1。 //东西方向黄灯 EW_red=0。 //东西方向红灯 break。 case 1: EW_green=0。 //东西方向绿灯 EW_yellow=1。 //东西方向黄灯 EW_red=1。 //东西方向红灯 break。 case 2: EW_green=1。 //东西方向绿灯 EW_yellow=0。 //东西方向黄灯 EW_red=1。 //东西方向红灯 break。 } } } } // main() {//初始化各变量 t_sn=init_sn[0]。 t_ew=init_ew[0]。 T1_t=0。 state_val_sn=0。 //启动后，默认工作在序号为 1 的状态 state_val_ew=0。 //初始化各灯的状态 SN_green=0。 //南北方向绿灯亮 SN_yellow=1。 //南北方向黄灯灭 SN_red=1。 //南北方向红灯灭 EW_green=1。 //东西方向绿灯灭 EW_yellow=1。 //东西方向黄灯灭 EW_red=0。 //东西方向红灯亮 //初始化 51 的寄存器 TMOD=0x20。 //用 T1 计时 8 位自动装载定时模式 TH1=0x19。 //0x4b。 //500 微秒溢出一次。 250=(256x)*12/ x= TL1=0x19。 EA=1。 //开中断 ET1=1。 TR1=1。 //开定时器 T1 while(1) { led_show(t_sn,t_ew)。 }} 实训四 交通灯控制系统 当今 ，社会上的汽车越来越多，并且交通事故愈演愈烈，为了要减少此类的事情的发生，必须加强道路的管理。 因此、合理设计交通灯控制系统可以大大减少此类事情发生。 一、 系统功能要求： 1. 设计任务在一十字路口设置交通灯，并用单片机对其进行合理的控制。 时间方向 控制要求 白天 东西 绿灯 黄灯 红灯 南北 红灯 绿灯 黄灯 晚上 东西 黄灯 南北 红灯。 本设计采用一主干道（南北方向），一从干道（东西方向）的路口，即主干道的通行时间为从干道的 2倍。 在正常情况下，两干道的交通灯按图 1进行转换，并以倒计数的方式将剩余时间显示在每个干道对应的两位 LED 上；另发挥部分为当出现紧急情况时，路口的交通灯全为红灯，紧急情况解除时，恢复到原来的状态。 二、 总体设计方案提示：。 初始状态 0 为东西红灯，南北红灯。 然后转状态 1 东 西绿灯通车，南北红灯。 过一段时间转状态。 ，黄灯闪烁几次，南北仍然红灯。 再转状态。 ，东西红灯。 过一段时间转状态。 ，闪几次黄灯，延时几秒，东西仍然红灯。 最后循环至状态 1。 三．硬件设计 电路原理图如下： G1F2C O M3A4B5E6D7C O M8C9DP10U38L E D10111213141516G1F2C O M3A4B5E6D7C O M8C9DP10U48L E D10111213141516G1F2C O M3A4B5E6D7C O M8C9DP10U78L E D10111213141516G1F2C O M3A4B5E6D7C O M8C9DP10U88L E D10111213141516G1F2C O M3A4B5E6D7C O M8C9DP。