基于单片机的交通灯信号控制器设计

基于单片机的交通灯信号控制器设计

一：功能要求

设计一个基于单片机的交通灯信号控制器。已知东、西、南、北四个方向各有红黄绿色三个灯，在东西方向有两个数码管，在南北方向也有两个数码管。要求交通灯按照表1进行显示和定时切换，并要求在数码管上分别倒计时显示东西、南北方向各状态的剩余时间。

二：任务分析与整体设计思路

通过分析可知本次设计要求实现的功能主要包括计时功能、动态扫描以及状态的切换等几部分。

计时功能：要实现计时功能则需要使用定时器来计时，通过设置定时器的初始值来控制溢出中断的时间间隔，再利用一个变量记录定时器溢出的次数，达到定时1秒钟的功能。当计时每到1秒钟后，东西、南北信号灯各状态的暂存剩余时间的变量减1。当暂存剩余时间的变量减到0时，切换到下一个状态，同时将下一个状态的初始的倒计时值装载到计时变量中。开始下一个状态，如此循环重复执行。

根据表1我们可以将其整个过程看做是一个以60秒钟为一个单位的大循环，这个单位又可以细分为4个小的部分，如下图所示：

当东西方向为红灯时，南北方向有25秒的绿灯加5秒的红灯组成；当南北方向为红灯时，南北方向有25秒的绿灯加5秒的红灯组成。这一点在做数码管倒计时显示的时候应该多加注意。

动态扫描：需要使用4个数码管分别显示东西、南北的倒计时数字，将暂存各状态剩余时间的数字从变量中提取出“十位”和“个位”，用动态扫描的方式在数码管中显示。

三：硬件电路图设计

硬件protuse仿真电路如图所示。考虑到现实的情况，东西与南北方向的电路是呈镜像的。因此只需要考虑斜对称电路中的任何一边。

本电路设计是用P0口的P0.0至P0.5控制南北方向六盏灯，用P1口作数码管的段选，用P2口的前四个端口作为数码管的位选。具体连接方式见图。

四：代码分析

//**************************************************************************// // trafficlight // // (c)copyright luyang // //**************************************************************************// //*****************************文件信息************************************* //**文件名：trafficlight.c //**创建人：卢阳 //**联系(QQ):1341679830 //**创建日期:2011-02-26 //************************************************************************** #include <reg51.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //定义全局变量 uchar a=0; //东西显示时间的缓存变量 uchar b=0; //南北显示时间的缓存变量 uchar time=0; //记录循环单位的位置 uchar int_time=0;//记录中断的次数 uchar clock_a_red=30; //东西定时器初值 uchar clock_a_green=25; uchar clock_a_yellow=5; uchar clock_b_red=30; //南北南北计时器初值 uchar clock_b_green=25; uchar clock_b_yellow=5; uchar code table[]={ //数码管显示编码 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //延时模块 void delayms(uint xms) { uint i,j; for(i=xms;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); } //主函数模块 void main() { TMOD=0X01; TH1=(65535-50000)/256; TH0=(65535-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; P2=0xff; P1=0x00; while(1) { /*数码管显示模块*/ P2=0xfe; P1=table[a/10]; delayms(1); P2=0xfd; P1=table[a%10]; delayms(1); P2=0xfb; P1=table[b/10]; delayms(1); P2=0xf7; P1=table[b%10]; delayms(1); } } //中断服务模块 void T0_tme() interrupt 1 { TH1=(65535-50000)/256; TH0=(65535-50000)%256; if(20==int_time++) { time++; if(time>=0&&time<25) { P0=0xde; a=clock_a_red--; b=clock_b_green--; } else if(time>=25&&time<30) { P0=0xee; clock_b_green=25; a=clock_a_red--; b=clock_b_yellow--; } else if(time>=30&&time<55) { P0=0xf3; clock_a_red=30; clock_b_yellow=5; a=clock_a_green--; b=clock_b_red--; } else if(time>=55&&time<60) { P0=0xf5; clock_a_green=25; a=clock_a_yellow--; b=clock_b_red--; } else { time=0; clock_a_yellow=5; clock_b_red=30; } int_time=0; } }

五：问题思考

1、代码的继续优化

2、显示黄灯时黄灯的闪烁实现

3、功能的继续增强

……

【注】代码文档和仿真文件下载地址http://download.csdn.net/source/3049609

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