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仿真：proteus 7.8
程序編譯器：keil 4/keil 5
編程語言：C語言
設(shè)計編號：J004
基本功能
1. 設(shè)計一個十字路口交通燈控制器；
2. 用單片機控制LED燈模擬指示，設(shè)置人行道；
3. 東西通行時間為8s，南北通行時間為6s，緩沖時間為3s黃燈閃爍；
4. 設(shè)置緊急按鍵，可強制使東西通行，或南北通行；
5. 設(shè)置清除按鍵，如遇特殊清除，按下按鍵，所有燈滅；
6. 具體秒數(shù)可在程序改數(shù)字實現(xiàn)。
仿真圖
正常顯示
1.正常倒計時和紅黃綠燈顯示
強制南北方向通行
設(shè)置緊急按鍵，強制南北方向綠燈通行
強制東西方向通行
設(shè)置緊急按鍵，強制東西方向綠燈通行
總開關(guān)
設(shè)置清除按鍵，如遇特殊清除，按下按鍵，所有燈滅；
程序
關(guān)鍵程序代碼
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
//數(shù)據(jù)類型定義
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
#define ON 1//給led燈引腳高電平，亮燈
#define OFF 0//給led燈引腳低電平，滅燈
void led_sacn();
void delay_ms(ms);
void seg_disp(uchar number,uchar wei);
void KeyAction(uchar key);
void KeyScan();
void KeyDriver();
//通用IO引腳分配 位選引腳P00-p07
sbit W0=P3^4; //段選引腳0
sbit W1=P3^5; //段選引腳1
sbit W2=P3^6; //段選引腳2
sbit W3=P3^7; //段選引腳3
//按鍵選擇
sbit KEY1=P1^0; //按鍵1
sbit KEY2=P1^1; //按鍵2
sbit KEY3=P1^2; //按鍵3
sbit KEY4=P1^3; //按鍵4
//紅綠燈選擇
sbit ns_green = P2^0;//南北方向綠燈
sbit ns_yellow = P2^1;//南北方向黃燈
sbit ns_red = P2^2;//南北方向紅燈
sbit we_green = P2^3;//東西方向綠燈
sbit we_yellow = P2^4;//東西方向黃燈
sbit we_red = P2^5;//東西方向紅燈
sbit ns_p_green= P2^6;//南北方向人行綠燈
sbit ns_p_red = P2^7;//南北方向人行紅燈
bit flag1s;
uchar one_sec_flag,half_sec_flag,main_road_time,secondary_road_time;
//1秒標(biāo)志位 _0.5標(biāo)志位_南北方向倒計時_東西方向倒計時
uchar state=0;//正常模式不同的狀態(tài) 0123
uchar run_mode = 0;//0是正常模式，1是緊急模式 2東西通行 3南北通行
uchar code seg_du[]={0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};
uchar ns_green_cnt=6,yellow_cnt =3,we_green_cnt=8;
//紅燈時間 _黃燈時間 _綠燈時間
uchar half_flag1s;//0.5秒標(biāo)志位
void main()
{
EA=1; //開總中斷
TMOD|= 0X01;
TH0=0X4C;
TL0=0X00;//11.0592M晶振 50ms定時初值
ET0=1; //允許定時器1中斷
TR0=1;//啟動定時器0
while(1)
{
led_sacn(); //LED和數(shù)碼管顯示，時刻刷新
KeyDriver();
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--;
if (state == 2){
ns_yellow =~ns_yellow;
}else if(state == 0){
we_yellow=~we_yellow;
}
}
}
}
void led_sacn()
{
if(run_mode==0) //0 正常運行
{
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;
ns_p_green= ON;
ns_p_red = OFF;
}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;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = ON;
}break;
case 2:
{
state=3;
main_road_time=we_green_cnt;
secondary_road_time =we_green_cnt+yellow_cnt;
we_red = OFF;
we_yellow = OFF;
we_green = ON;
ns_red = ON;
ns_yellow = OFF;
ns_green = OFF;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = ON;
}break;
case 3:
{
state=0;
main_road_time=yellow_cnt;
we_red = OFF;
we_yellow = ON;
we_green = OFF;
ns_red = ON;
ns_yellow = OFF;
ns_green = OFF;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = ON;
}break;
default:break;
}
}
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
}else if(run_mode==1){//設(shè)置南北綠燈通行時間
seg_disp(ns_green_cnt/10,0);//顯示W(wǎng)0控制的數(shù)碼管
seg_disp(ns_green_cnt%10,1);//顯示W(wǎng)1控制的數(shù)碼管
ns_red = OFF;
ns_yellow = OFF;
ns_green = ON;
we_red = OFF;
we_yellow = OFF;
we_green = OFF;
ns_p_green= ON;
ns_p_red = OFF;
} else if(run_mode==2){//設(shè)置東西方向綠燈時間
seg_disp(we_green_cnt/10,2);//顯示W(wǎng)2控制的數(shù)碼管
seg_disp(we_green_cnt%10,3);//顯示W(wǎng)3控制的數(shù)碼管
ns_red = OFF;
ns_yellow = OFF;
ns_green = OFF;
we_red = OFF;
we_yellow = OFF;
we_green = ON;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = ON;
}else if(run_mode==3){
ns_red = OFF;
ns_yellow = OFF;
ns_green = OFF;
we_red = OFF;
we_yellow = OFF;
we_green = OFF;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = OFF;
}
}
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
{
P0=0XFF;//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;
}
}
void delay_ms(ms) //演示函數(shù)，大概精度
{
uchar value=ms,i;
while(value--)
for(i=0;i<110;i++);
}
void Timer0() interrupt 1
{
TH0=0XBB;
TL0=0X00;
KeyScan();
if(++half_sec_flag>25){
half_sec_flag=0;
half_flag1s=1;
}
if(++one_sec_flag<50){
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;
}
}
程序講解
主要的核心點是倒計時，主干道直行綠燈時間+黃燈時間=次干道紅燈時間，
在次干道紅燈的過程中，主干道完成了綠燈倒計時+黃燈倒計時兩個步驟。
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
TMOD|= 0X01;
TH0=0X4C;
TL0=0X00;//11.0592M晶振 50ms定時初值
ET0=1; //允許定時器1中斷
TR0=1;//啟動定時器0
20ms執(zhí)行一次中斷函數(shù)，通過one_sec_flag累加到50判斷時間過去了一秒。設(shè)置一秒標(biāo)志位flag1s置一。
void Timer0() interrupt 1
{
TH0=0XBB;
TL0=0X00;
KeyScan();
if(++half_sec_flag>25){
half_sec_flag=0;
half_flag1s=1;
}
if(++one_sec_flag<50){
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
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--;
if (state == 2){
ns_yellow =~ns_yellow;//黃燈閃爍
}else if(state == 0){
we_yellow=~we_yellow;//黃燈閃爍
}
}
紅黃綠燈狀態(tài)處理
分為三個主要狀態(tài)
正常運行狀態(tài)
交通燈狀態(tài)實際上分為四個狀態(tài)：
1.主干道綠燈通行，次干道紅燈
2.主干道黃燈通行，次干道紅燈
3.主干道紅燈，次干道綠燈通行
4.主干道紅燈，次干道黃燈通行
做一個狀態(tài)機，設(shè)置四個狀態(tài)，在四個狀態(tài)的變化中，設(shè)置紅綠黃燈的亮和滅實現(xiàn)基礎(chǔ)交通燈運行邏輯
if(run_mode==0) //0 正常運行
{
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;
ns_p_green= ON;
ns_p_red = OFF;
}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;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = ON;
}break;
case 2:
{
state=3;
main_road_time=we_green_cnt;
secondary_road_time =we_green_cnt+yellow_cnt;
we_red = OFF;
we_yellow = OFF;
we_green = ON;
ns_red = ON;
ns_yellow = OFF;
ns_green = OFF;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = ON;
}break;
case 3:
{
state=0;
main_road_time=yellow_cnt;
we_red = OFF;
we_yellow = ON;
we_green = OFF;
ns_red = ON;
ns_yellow = OFF;
ns_green = OFF;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = ON;
}break;
default:break;
}
}
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
}
強制南北綠燈通行
else if(run_mode==1){//設(shè)置南北綠燈通行時間
seg_disp(ns_green_cnt/10,0);//顯示W(wǎng)0控制的數(shù)碼管
seg_disp(ns_green_cnt%10,1);//顯示W(wǎng)1控制的數(shù)碼管
ns_red = OFF;
ns_yellow = OFF;
ns_green = ON;
we_red = OFF;
we_yellow = OFF;
we_green = OFF;
ns_p_green= ON;
ns_p_red = OFF;
}
強制東西綠燈通行
else if(run_mode==2){//設(shè)置東西方向綠燈時間
seg_disp(we_green_cnt/10,2);//顯示W(wǎng)2控制的數(shù)碼管
seg_disp(we_green_cnt%10,3);//顯示W(wǎng)3控制的數(shù)碼管
ns_red = OFF;
ns_yellow = OFF;
ns_green = OFF;
we_red = OFF;
we_yellow = OFF;
we_green = ON;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = ON;
}
總開關(guān)關(guān)斷
實際上就是把燈關(guān)掉，把顯示關(guān)掉，倒計時數(shù)值歸零
else if(run_mode==3){
ns_red = OFF;
ns_yellow = OFF;
ns_green = OFF;
we_red = OFF;
we_yellow = OFF;
we_green = OFF;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = OFF;
}
數(shù)碼管倒計時處理
動態(tài)顯示倒計時時間
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
{
P0=0XFF;//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;
}
}
按鍵驅(qū)動
主要是做掃描，掃描后做相應(yīng)的標(biāo)志位，狀態(tài)機處理
uchar keystr[]={1,1,1,1},backup[]={1,1,1,1};
void KeyScan() //鍵盤掃描
{
static uchar keybuf[4]={0XFF,0XFF,0XFF,0XFF};
uchar i;
keybuf[0]=(keybuf[0]<<1)|KEY1;
keybuf[1]=(keybuf[1]<<1)|KEY2;
keybuf[2]=(keybuf[2]<<1)|KEY3;
keybuf[3]=(keybuf[3]<<1)|KEY4;
for(i=0;i<4;i++)
{
if(keybuf[i]==0X00) keystr[i]=0;
else if(keybuf[i]==0XFF) keystr[i]=1;
}
}
void KeyAction(uchar key) //鍵盤執(zhí)行
{
switch(key)
{
case 0:
if(run_mode==0){ //緊急
run_mode=1;//設(shè)置南北
}else if(run_mode==1){
run_mode=2;//設(shè)置東西
}else if(run_mode==2){
run_mode=0;
//重新開始運行
main_road_time=0;
secondary_road_time=0;
state=0;
}
break;
case 3: //緊急
if(run_mode==0){
run_mode=3;
}else if(run_mode==3){
run_mode=0;//正常
switch(state)//恢復(fù)進入緊急模式前的狀態(tài)
{
case 1:
{
we_red = ON;
we_yellow = OFF;
we_green = OFF;
ns_red = OFF;
ns_yellow = OFF;
ns_green = ON;
ns_p_green= ON;
ns_p_red = OFF;
}break;
case 2:
{
we_red = OFF;
we_yellow = ON;
we_green = OFF;
ns_red = OFF;
ns_yellow = ON;
ns_green = OFF;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = OFF;
}break;
case 3:
{
we_red = OFF;
we_yellow = OFF;
we_green = ON;
ns_red = ON;
ns_yellow = OFF;
ns_green = OFF;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = OFF;
}break;
case 0:
{
we_red = OFF;
we_yellow = ON;
we_green = OFF;
ns_red = OFF;
ns_yellow = ON;
ns_green = OFF;
ns_p_green= OFF;
ns_p_red = OFF;
}break;
default:break;
}
}
break;
default:break;
}
}
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