基于51单片机的交通灯设计.docx
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基于51单片机的交通灯设计
目录
1.课设题目1
2.设计环境1
3.设计要求1
4.设计相关知识1
4.1硬件设计1
4.2软件应用2
5.主程序设计3
6.系统实现14
7.仿真运行14
8.设计心得16
9.参考文献16
1.设计题目：
基于51单片机的交通灯设计
2.设计环境
1.装有Windows系统、keilC51v6.12中文完全版和proteus7.5仿真环境的PC机一台。
2.AT89C51单片机最小实现电路及配套发光二极管电路。
3.设计要求
1.编程要求：
主程序利用C语言编写。
2.实现功能：
使用AT89C51单片机控制4个方向的交通灯（红﹑黄﹑绿）并用数码管显示其时间。
3.实验现象：
状态一：
主干道、支干道均亮红灯5秒；
状态二：
主干道亮绿灯30秒、支干道亮红灯；
状态三：
主干道绿灯闪3次转亮黄灯、支干道亮红灯3秒；
状态四：
主干道亮红灯、支干道亮绿灯25秒；
状态五：
主干道亮红灯、支干道绿灯闪3次转亮黄灯3秒；
返回到第二个状态。
4.设计相关知识
4.1硬件设计
1.AT89C51简介：
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器。
它是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2.2位8段数码管工作原理：
2位8段数码管电路采用“共阴”连接，阴极公共端（COM）由晶体管推动。
如图4-3所示：
段码和位码，段码即段选信号SEG，它负责数码管显示的内容，图中a~g、dp组成的数据（a为最低位，dp为最高位）就是段码。
位码即位选信号DIG，它决定哪个数码管工作，哪个数码管不工作。
当需要某一位数码管显示数字时，只需要先选中这位数码管的位信号，再给显示数字的段码。
4.2软件应用
1.Proteus7.5简介：
Proteus软件不仅具有EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件Proteus从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。
在编译方面，它支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
2.KeilC51开发系统简介：
KeilC51是51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。
KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面，生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码紧凑，容易理解。
在开发大型软件时更能体现其高级语言的优势。
5.主程序设计
/*********11.0952M晶振***********************************/
#include//头文件
#include//头文件
#defineucharunsignedchar//宏定义
#defineuintunsignedint//宏定义
sbitRED_ZHU=P1^0;
sbitYELLOW_ZHU=P1^1;
sbitGREEN_ZHU=P1^2;
sbitRED_ZHI=P1^3;
sbitYELLOW_ZHI=P1^4;
sbitGREEN_ZHI=P1^5;
uintaa,bai,shi,ge,bb;//定义变量
/*数码管显示0-9*/
uintcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
/*子函数声明*/
voiddelay（uintz）;
voiddelay0（uintz）;
//voidinit（uinta）;
voiddisplay（uintge,uintshi）;
voidxtimer0（）;
voidinit1（）;
voidinit2（）;
voidinit3（）;
voidinit4（）;
voidinit5（）;
voidxint1（）;
voidxint0（）;
voidLED_ON（）;
voidLED_OFF（）;
/**********************主函数************************/
voidmain（）
{
P0=0XFF;
P1=0xFF;
P2=0xFF;
EA=1;//打开外部中断
EX1=1;//允许外部中断1中断
IT1=0;//INT0为沿触发方式
init1（）;
while
（1）
{
init2（）;//第2个状态
init3（）;//第3个状态
init4（）;//第4个状态
init5（）;//第5个状态
}
}
voidinit1（）//第一个状态：
主干道、支干道均亮红灯5S
{
uinttemp;
temp=6;//变量赋初值
TMOD=0x01;//定时器0工作于方式1
TH0=0x4c;
TL0=0x00;//定时器赋初值
EA=1;//开外部中断
ET0=1;//开定时中断
TR0=1;//开定时器0
while
（1）
{
RED_ZHU=0;//第一个状态主干道、支干道均亮红灯5S
RED_ZHI=0;
GREEN_ZHU=1;
GREEN_ZHI=1;
YELLOW_ZHU=1;
YELLOW_ZHI=1;
if（aa==20）//定时20*50MS=1S
{
aa=0;//定时完成一次后清0
temp--;//变量自增
//delay（10）;
if（temp>250）//定时100S
{
temp=6;//变量清0
break;
}
shi=temp%100/10;//显示十位
ge=temp%10;//显示个位
}
display（ge,shi）;
}
}
voidinit2（）//第二个状态：
主干道亮绿灯30S、支干道亮红灯
{
uinttemp;
temp=31;//变量赋初值
TMOD=0x01;//定时器0工作于方式1
TH0=0x4c;
TL0=0x00;//定时器赋初值
EA=1;//开外部中断
ET0=1;//开定时中断
TR0=1;//开定时器0
while
（1）
{
RED_ZHU=1;
RED_ZHI=0;
GREEN_ZHU=0;
GREEN_ZHI=1;
YELLOW_ZHU=1;//第二个状态：
主干道亮绿灯30S、支干道亮红灯
YELLOW_ZHI=1;
if（aa==20）//定时20*50MS=1S
{
aa=0;//定时完成一次后清0
temp--;//变量自增
if（temp==3）//定时100S
{
temp=30;//变量清0
break;
}
shi=temp%100/10;//显示十位
ge=temp%10;//显示个位
}
display（ge,shi）;
}
}
voidinit3（）//第三个状态：
主干道绿灯闪3次转亮黄灯、支干道亮红灯3S
{
uinttemp;
temp=4;//变量赋初值
TMOD=0x01;//定时器0工作于方式1
TH0=0x4c;
TL0=0x00;//定时器赋初值
EA=1;//开外部中断
ET0=1;//开定时中断
TR0=1;//开定时器0
while
（1）
{
RED_ZHI=0;
GREEN_ZHU=1;
//YELLOW_ZHU=~YELLOW_ZHU;
if（aa==20）//定时20*50MS=1S
{
aa=0;//定时完成一次后清0
temp--;//变量自增
YELLOW_ZHU=~YELLOW_ZHU;
if（temp>200）//定时100S
{
temp=4;//变量清0
break;
}
shi=temp%100/10;//显示十位
ge=temp%10;//显示个位
}
display（ge,shi）;;
}
}
voidinit4（）//第四个状态：
主干道亮红灯、支干道亮绿灯25S
{
uinttemp;
temp=26;//变量赋初值
TMOD=0x01;//定时器0工作于方式1
TH0=0x4c;
TL0=0x00;//定时器赋初值
EA=1;//开外部中断
ET0=1;//开定时中断
TR0=1;//开定时器0
while
（1）
{
RED_ZHU=0;
RED_ZHI=1;
YELLOW_ZHU=1;//第一个状态主干道、支干道均亮红灯5S
GREEN_ZHI=0;
if（aa==20）//定时20*50MS=1S
{
aa=0;//定时完成一次后清0
temp--;//变量自增
if（temp==3）//定时100S
{
temp=25;//变量清0
break;
}
shi=temp%100/10;//显示十位
ge=temp%10;//显示个位
}
display（ge,shi）;
}
}
voidinit5（）//第五个状态：
主干道亮红灯、支干道绿灯闪3次转亮黄灯3S
{
uinttemp;
temp=4;//变量赋初值
TMOD=0x01;//定时器0工作于方式1
TH0=0x4c;
TL0=0x00;//定时器赋初值
EA=1;//开外部中断
ET0=1;//开定时中断
TR0=1;//开定时器0
while
（1）
{
RED_ZHI=1;
RED_ZHU=0;
GREEN_ZHU=1;
GREEN_ZHI=1;
//YELLOW_ZHI=~YELLOW_ZHI;
if（aa==20）//定时20*50MS=1S
{
aa=0;//定时完成一次后清0
temp--;//变量自增
YELLOW_ZHI=~YELLOW_ZHI;
if（temp>200）//定时100S
{
temp=4;//变量清0
break;
}
shi=temp%100/10;//显示十位
ge=temp%10;//显示个位
}
display（ge,shi）;
}
}
/*显示子函数*/
voiddisplay（uintge,uintshi）
{
P0=0xfd;
P2=table[shi];//显示十位
delay0（5）;
P0=0xfe;
P2=table[ge];//显示个位
delay0（5）;
}
voidxint0（）interrupt2//外部中断1,这里用2是INT1的优先级为0
{
LED_ON（）;
}
voidLED_ON（）//外部中断0显示子程序
{
RED_ZHI=0;
RED_ZHU=0;
GREEN_ZHI=1;
GREEN_ZHU=1;
YELLOW_ZHI=1;
YELLOW_ZHU=1;
delay0（1000）;
return;
}
/*定时中断子函数*/
voidxtimer0（）interrupt1
{
TH0=0x4c;
TL0=0x00;
aa++;
}
/*延时子函数*/
voiddelay0（uintz）
{
uinti,j;
for（i=0;ifor（j=0;j<110;j++）;
}
/********500ms延时函数晶振：
11.0592MHz*******/
voiddelay（unsignedcharj）
{
unsignedchark;
unsignedinti;
for（;j>0;j--）
{
for（i=1250;i>0;i--）
{
for（k=180;k>0;k--）;
}
}
}
6.系统实现
1.使用keilC51编写程序；
2.将编好的程序“.C”文件用KeilC51转换成“.hex”文件；
3.画出设计系统仿真图；
3.打开proteus7.5，将画好的仿真图载入，鼠标右击图中的51单片机选择“编辑属性”，在ProgramFile中载入之前的“.hex”文件，再点击“调试”中的“开始”或点击软件左下角的“
”，即仿真开始运行；
4.观察运行现象是否与设计结果相符；
5.确定设计后，按图焊接硬件电路；
6.测试硬件电路。
7.仿真运行
8.设计心得
用单片机实现交通灯控制，可以使我们的生活方便快捷。
这项看起来不需要多少技术的工作却是非常需要耐心和精力，几天的设计对我们来说的意义，不仅仅是让我们把所学的理论知识与实践相结合起来，还提高了我们的实际动手能力和独立思考的能力，更重要的是团队合作，虽然我们这次设计仓促，制作有些简单，但我们得到了很多远大于设计的东西！
9.参考文献
单片机原理及应用
51单片机原理及应用--基于KeilC与Proteus
Proteus7.5Professional51单片机入门教程
XX文库：
AT89C51中文资料
Proteus仿真论坛
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