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(fù)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(shè)計軟件了。首先要有時間基礎(chǔ)，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(dá)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(shè)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(shè)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(shè)置一秒標(biāo)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(jié)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(biāo)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(shè)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(dāng)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(shè)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(diào)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(shè)計報告

隨著時代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研、各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。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(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、實時性好、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點，有廣泛的應(yīng)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(dāng)今，紅綠燈安裝在個個道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。但這個技術(shù)在19世紀(jì)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(lán)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(zhuǎn)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(dǎo)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(biāo)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(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非兩一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛必需讓合法的正在路口內(nèi)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(jìn)入交叉路口。

課題背景

隨著時代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研、各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。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(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、實時性好、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點，有廣泛的應(yīng)用前景。

設(shè)計內(nèi)容

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

資料下載鏈接