单片机实训--交通灯
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1 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
2 交通灯控制系统
一、 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：
东南西北次 干 道主干道
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
单
片
机 12只
发光
二极
管
（红、
黄、绿）
按键（设置、+、-、确定） 2位一体
共阴数码 3
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
一、 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： 4
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。 5
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
6
五、 交通灯C语言程序为：
#include
/*-----------------------------//【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*/
#define unint unsigned int
#define unchar unsigned char
/*定义管脚*/
#define SMG_SEG P1 //定义数码管段选口为：P0
#define SMG_BIT P2 //定义数码管位选口为：P2
#define LIGHT P0 //定义红绿灯口为：P1
#define KEY P3 //定义按键口为：P3
sbit BEEP = P2^7; //定义蜂鸣器管脚为P3.7
/*定义行为*/
#define LIGHT_RED (LIGHT = 0xDE)//红灯亮起//
#define LIGHT_YELLOW (LIGHT = 0xED)//黄灯亮起//
#define LIGHT_GREEN (LIGHT = 0xF3)//绿灯亮起//
#define LIGHT_OFF (LIGHT = 0xFF)//全部熄灭
#define KEY1 0xEF//KEY1按下
#define KEY2 0xDF//KEY2按下
#define KEY3 0xBF//KEY3按下
#define KEY4 0x7F//KEY4按下
/*定义数码管编码*/
//数码管段码////（共阳）
unchar code SMG_SEG_CODE[]={0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07,
0x7F, 0x6F};//数码管段码
//数码管位码////（共阴）
unchar code SMG_BIT_CODE[]={0xFD, 0xFE};//数码管位码
/*定义时间变量*/
unchar th, tl;//定时计数器初值变量
unchar t_10ms, stop_time, run_time, set_stop_time, set_run_time;//时间变 7 量
/*定义模式、状态标识符*/
unchar now_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)
unchar stop_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(unsigned int N);//N*1ms延时函数
void T0_INITIAL(void);//定时计数器T0初始化
void SMG(unchar x_seg, unchar x_bit);//数码管函数
void DISPLAY_TIME(unchar t);//显示时间函数
void MODE(void);//模式函数
/*****************************************************************************************/
//时间函数//
/*****************************************************************************************/
void _1ms()//1ms延时函数
{
unsigned char a,b,c;
for(c=1;c>0;c--)
for(b=142;b>0;b--)
for(a=2;a>0;a--);
}
void _Nms(unsigned int N)//N*1ms延时函数
{
while(N)
{
_1ms();
N--;
}
}
/********************************************************************** 8 *******************/
//定时计数器T0初始化//
/*****************************************************************************************/
void T0_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//
/*****************************************************************************************/
void T0_INTERRUPT(void) interrupt 1 using 1
{
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
