基于51單片機的簡易交通燈仿真代碼講解

仿真圖proteus 7.8

程序編譯器：keil 4/keil 5

編程語言：C語言

工作狀態(tài)

狀態(tài)1：南北方向綠燈通行12秒，東西紅燈禁止通行15秒，分別倒計時；

狀態(tài)2：南北方向黃燈提醒3秒，東西繼續(xù)紅燈倒計時；

狀態(tài)3：東西方向綠燈通行9秒，南北方向禁止通行12秒；

狀態(tài)4：東西方向黃燈提醒3秒，南北繼續(xù)紅燈倒計時；

狀態(tài)5：執(zhí)行狀態(tài)1，反復循環(huán)。

仿真圖

1.南北方向綠燈通行，東西方向紅燈

2.南北方向黃燈通行，東西方向紅燈

3.東西方向綠燈通行，南北方向紅燈

4.東西方向黃燈通行，南北方向紅燈

南北方向綠燈通行

南北方向黃燈通行

東西方向綠燈通行

東西方向黃燈通行

程序

程序講解

主要的核心點是倒計時,和LED燈亮滅控制

倒計時的產(chǎn)生

記住這個點就可以設計軟件了。首先要有時間基礎，倒計時從哪來呢？

一般兩個來源：

1，延時

delay(1000ms);

通過死循環(huán)卡主軟件的運行來達到延時效果，程序執(zhí)行效率極低，不可取。

2，定時

通過定時器產(chǎn)生時基。軟件設置50ms產(chǎn)生一次定時中斷，在中斷執(zhí)行函數(shù)中做計數(shù)。

	EA=1;	//開總中斷
//	EX1=1;//外部中斷1
//	IT1=1;//設置下降沿觸發(fā)中斷1
	TMOD|= 0X01;
	TH0=(65536-50000)/256;
	TL0=(65536-50000)%256;//12M晶振 50ms定時初值
	ET0=1; //允許定時器0中斷
	TR0=1;//啟動定時器0  
	state=0;

50ms執(zhí)行一次中斷函數(shù)，通過one_sec_flag累加到20判斷時間過去了一秒。設置一秒標志位scan_flag置一。

void Timer0() interrupt 1
{
	TH0=(65536-50000)/256;
	TL0=(65536-50000)%256;//12M晶振 50ms定時初值

	if(++half_sec_flag>10){
		half_sec_flag=0;
		half_flag1s=1;

	}
	if(++one_sec_flag<20){
		return;//提前結束函數(shù)
		}
	
	one_sec_flag=0;
	if(run_mode==0){//不是正常運行時，不紅綠燈數(shù)值不減一 
		flag1s=1;	
	}
}

在主函數(shù)while循環(huán)里判斷標志位，如果是1，則倒計時計數(shù)值減一，即完成了倒計時的軟件設計思路

//LED和數(shù)碼管顯示，時刻刷新
		if(flag1s)//一秒執(zhí)行一次
		{
			flag1s=0;
			main_road_time--;			//紅綠燈倒計時時間減
			secondary_road_time--;
		}

紅黃綠燈狀態(tài)處理

正常紅綠燈運行分有四個模式

1.南北方向綠燈通行，東西方向紅燈

2.南北方向黃燈通行，東西方向紅燈

3.東西方向綠燈通行，南北方向紅燈

4.東西方向黃燈通行，南北方向紅燈

5.執(zhí)行第一步

		if(main_road_time==0 || secondary_road_time==0)//當主干道或者次干道倒數(shù)到0，切換狀態(tài)。
   	//這一段程序只有倒計時為0才執(zhí)行一次，執(zhí)行完一次等下一次倒計時為0才再執(zhí)行一次
   	{
   		switch(state)//改變紅綠燈的狀態(tài)
   		{
   			case 0:
   			{
   				state=1;//下次切換到下一個模式
   				main_road_time=ns_green_cnt;//主干道綠燈通行時間
   				secondary_road_time=ns_green_cnt+yellow_cnt; 
   				 we_red    = ON;
   				 we_yellow = OFF;
   				 we_green  = OFF;
   				 ns_red    = OFF;
   				 ns_yellow = OFF;
   				 ns_green  = ON;
   			}break;
   			case 1:
   			{
   				state=2;
   				main_road_time = yellow_cnt;//主干道直行黃燈時間
   				we_red	  = ON;
   				we_yellow = OFF;
   				we_green  = OFF;
   				ns_red	  = OFF;
   				ns_yellow = ON;
   				ns_green  = OFF;	
   			}break;
   			case 2:
   			{
   				state=3;
   				main_road_time=we_green_cnt+yellow_cnt;
   				secondary_road_time = we_green_cnt;
   				we_red	  = OFF;
   				we_yellow = OFF;
   				we_green  = ON;
   				ns_red	  = ON;
   				ns_yellow = OFF;
   				ns_green  = OFF;	
   			}break;
   			case 3:
   			{
   				state=0;
   				secondary_road_time = yellow_cnt;
   				we_red	  = OFF;
   				we_yellow = ON;
   				we_green  = OFF;
   				ns_red	  = ON;
   				ns_yellow = OFF;
   				ns_green  = OFF;	
   			}break;
   			
   			default:break;
   		}
   	}

倒計時顯示處理

實際上倒計時顯示就是顯示ns_road_time–; we_road_time–;設計函數(shù)通過數(shù)碼管分別顯示A方向的ns_road_time和B方向的we_road_time即可

/*
調用該函數(shù)顯示4位數(shù)碼管
*/
		seg_disp(main_road_time/10,0);//顯示W(wǎng)0控制的數(shù)碼管 時刻刷新
		seg_disp(main_road_time%10,1);//顯示W(wǎng)1控制的數(shù)碼管
		seg_disp(secondary_road_time/10,2);//顯示W(wǎng)2控制的數(shù)碼管
		seg_disp(secondary_road_time%10,3);//顯示W(wǎng)3控制的數(shù)碼管
/*
數(shù)碼管動態(tài)顯示程序
wei代表數(shù)碼管SEG0 1 2 3的位選
選擇位選，賦值給P0，數(shù)字就顯示在選中的SEG位置上
*/
void seg_disp(uchar number,uchar wei)	//數(shù)碼管動態(tài)顯示程序 wei代表數(shù)碼管W0 W1 W2 W3的位選
{
#if LEDSEG_CC	
	P0=0;//清零，防止重影
	W0=W1=W2=W3=0;
	if(wei == 0){//顯示第一位
		W0=1;
		P0=seg_du[number];
		delay_ms(2);
		W0=0;
	}
	if(wei == 1){//顯示第二位
		W1=1;
		P0=seg_du[number];
		delay_ms(2);
		W1=0;
	}
	if(wei == 2){//顯示第三位
		W2=1;
		P0=seg_du[number];
		delay_ms(2);
		W2=0;
	}
	if(wei == 3){//顯示第四位
		W3=1;	
		P0=seg_du[number];
		delay_ms(2);
		W3=0;
	}
#else
	P0=0;//清零，防止重影
	W0=W1=W2=W3=1;
	if(wei == 0){//顯示第一位
		W0=0;
		P0=seg_du[number];
		delay_ms(2);
		W0=1;
	}
	if(wei == 1){//顯示第二位
		W1=0;
		P0=seg_du[number];
		delay_ms(2);
		W1=1;
	}
	if(wei == 2){//顯示第三位
		W2=0;
		P0=seg_du[number];
		delay_ms(2);
		W2=1;
	}
	if(wei == 3){//顯示第四位
		W3=0;	
		P0=seg_du[number];
		delay_ms(2);
		W3=1;
	}
#endif

}

系統(tǒng)硬件框圖

設計報告

隨著時代的進步和發(fā)展，單片機技術已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研、各個領域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術。本模擬交通燈系統(tǒng)利用單片機AT89C51作為核心元件，實現(xiàn)了通過信號燈對路面狀況的智能控制。從一定程度上解決了交通路口堵塞、車輛停車等待時間不合理、急車強通等問題。系統(tǒng)具有結構簡單、可靠性高、成本低、實時性好、安裝維護方便等優(yōu)點，有廣泛的應用前景。

本模擬系統(tǒng)由單片機硬/軟件系統(tǒng)，四位8段數(shù)碼管和LED燈顯示系統(tǒng)等組成，較好的模擬了交通路面的控制。

當今，紅綠燈安裝在個個道口上，已經(jīng)成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。但這個技術在19世紀就已經(jīng)出現(xiàn)了。

1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅、藍兩色的機械般手勢信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的會議大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉方式玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，是警察受傷，遂被取消。

電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅黃綠三色圓形的投光器組成，1914年始裝于紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。

信號燈的出現(xiàn)，使得交通得以有效的管理，對于疏導交通流量、提高道路通行能力、減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈時通行信號燈，面對綠燈的車輛可以直行，左轉彎和右轉彎，除非兩一種標志禁止某一種轉向。左右轉彎車輛必需讓合法的正在路口內行駛的車輛和過人行橫線的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號燈，面對紅燈的車輛必需在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已經(jīng)十分接近停車線而不能安全停車的可以進入交叉路口。

課題背景

隨著時代的進步和發(fā)展，單片機技術已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研、各個領域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術。本交通燈控制系統(tǒng)利用單片機AT89C51作為核心元件，實現(xiàn)了通過信號燈對路面狀況的智能控制。從一定程度上解決了交通路口堵塞、車輛停車等待時間不合理、急車強通等問題。系統(tǒng)具有結構簡單、可靠性高、成本低、實時性好、安裝維護方便等優(yōu)點，有廣泛的應用前景。

設計內容

本設計主要是介紹了單片機控制下的交通燈控制系統(tǒng)，詳細介紹了其硬件和軟件設計，并對其各功能模塊做了詳細介紹，其主要功能和指標如下：

東西、南北兩干道交于十字路口，各干道有一組紅、綠、黃三個指示燈，指揮車輛和行人安全通行。南北方向為主干道，通行時間為12秒；東西方向為支干道，通行時間為9秒。通行時間最后3秒，綠燈滅，黃燈閃爍，黃燈閃爍完畢變更通行車道。通行時間由數(shù)字顯示器顯示。

資料清單

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