基于C51單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)

1、二、 設(shè)計(jì)概要 1、實(shí)驗(yàn)方案論證：進(jìn)行十字路口的交通信號(hào)燈控制電路設(shè)計(jì)，畫(huà)出電路原理圖及實(shí)驗(yàn)電路圖，進(jìn)行軟件編程、以及使用說(shuō)明文檔的建立等一整套工作任務(wù)。進(jìn)行十字路口的交通信號(hào)燈控制程序設(shè)計(jì)，提交一個(gè)符合上述功能要求的十字路口的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2、控制流程分析：對(duì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析后可得出以下交通工作狀態(tài)表：3、硬件設(shè)計(jì)概要：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可用6個(gè)led燈分別模擬東西、南北的交通燈。具體接法如下： at89c51的p1口接led燈，p1.0、p1.1、p1.2分別接?xùn)|西方向紅、綠、黃交通燈，p1.3、p1.4、p1.5分別接南北方向的紅、綠、黃交通燈。p1口和led燈之間要接限流保護(hù)電阻

2、。兩位數(shù)碼管段選接p2口，位選接p0口低兩位，p0口低兩位接上拉電阻使其可以輸出高電平。緊急情況按鈕一端接地，另一端與外中斷1引腳相連；恢復(fù)正常按鈕一端接地，另一端與外中斷0引腳相連。三、原理圖設(shè)計(jì)1、led顯示部分電路設(shè)計(jì)：把單片機(jī)at89c51的p1口作為紅黃綠燈顯示部分，用6個(gè)led燈分別模擬東西、南北的交通燈。p1.0、p1.1、p1.2各通過(guò)一個(gè)300的限流保護(hù)電阻接?xùn)|西方向的紅、綠、黃led燈；p1.3、p1.4、p1.5各通過(guò)一個(gè)300的限流保護(hù)電阻接南北方向的紅、綠、黃led燈。led燈的一端接電源，另一端經(jīng)電阻接p1口，因此當(dāng)p1口引腳輸出低電平時(shí)led燈發(fā)光，即此方案采取低

3、電平驅(qū)動(dòng)方式。具體電路如下：2、緊急情況處理電路設(shè)計(jì)：緊急情況按鈕一端接地，另一端與外中斷1引腳相連；恢復(fù)正常按鈕一端接地，另一端與外中斷0引腳相連。在程序設(shè)計(jì)時(shí)，我會(huì)將其設(shè)置為下降沿觸發(fā)方式。具體電路如下：3、數(shù)字顯示電路設(shè)計(jì)：選用共陰極兩位數(shù)碼管。兩位數(shù)碼管ag引腳各通過(guò)一個(gè)300的限流保護(hù)電阻分別接p2.0p2.6，位選1引腳和2引腳分別接p0.0口低兩位，p0口低兩位接5k的上拉電阻使其可以輸出高電平。4、其他部分電路：xtal1端和xtal2端之間接一個(gè)12m hz的晶振，再各接一個(gè)30pf的普通電容后接地；rst復(fù)位端一端經(jīng)10uf的電解電容接+5v電源，一端經(jīng)一個(gè)10k的電阻接地

4、。具體電路如下：4、系統(tǒng)電路總圖：四、 程序設(shè)計(jì)：1、定時(shí)器初值的計(jì)算：由于要求定時(shí)時(shí)間相當(dāng)精確，我用定時(shí)器t0進(jìn)行定時(shí)。根據(jù)公式可知若已知要求的定時(shí)時(shí)間為t，則定時(shí)器的初值為x（其中fosc=12m hz） :需要定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為50ms，根據(jù)公式計(jì)算得出x=15536，因此定時(shí)器初值的低位tl0=（0b0h），高位th0=（3ch）。2、程序流程圖：21主程序流程主程序主要是對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化。初始化首先要開(kāi)放總中斷、定時(shí)器t0中斷以及外部中斷0和外部中斷1。其次是設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)，把外中斷0設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)，外中斷1設(shè)置為低優(yōu)先級(jí)。再次是給定時(shí)器t0裝頂初值，然后后是啟動(dòng)定時(shí)器，是使定時(shí)器

5、開(kāi)始定時(shí)。最后是等待中斷。 裝定時(shí)器初值，啟動(dòng)定時(shí)器循環(huán)動(dòng)態(tài)顯示開(kāi)始開(kāi)放總中斷、定時(shí)器t0中斷以及外部中斷 設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)2.2緊急情況中斷處理流程緊急情況中斷處理包括兩部分，第一部分是出現(xiàn)緊急情況可以手動(dòng)使東西、南北方向紅燈全亮，而且直到緊急狀況解除后才能恢復(fù)正常通車(chē)。這就要求緊急狀況解除前不能退出外中斷1處理程序，因此要在外中斷1處理程序處設(shè)置一無(wú)限循環(huán)。第二部分是緊急狀況解除。為了使外中斷1處理程序退出無(wú)限循環(huán)，可用中斷嵌套使機(jī)器轉(zhuǎn)去執(zhí)行外中斷0處理程序，而外中斷0處理程序修改了寄存器r2的值，中斷返回后由于寄存器r2的值的改變使外中斷1處理程序跳循環(huán)。2.2.1外中斷1處理程序（低優(yōu)先

6、級(jí)） n外中斷1入口數(shù)碼管顯示為0置r2的值為0r2的值為0？中斷返回東西、南北方向紅燈亮y 2.2.2外中斷0處理程序（高優(yōu)先級(jí)）外中斷0入口使r2的值不為0中斷返回1.3定時(shí)器中斷處理流程yyn3、程序源代碼： org 0000h ajmp start org 0003h ;外中斷0入口 ajmp serv0 org 000bh ;外中斷1入口 ajmp serv1 org 0013h ;定時(shí)器中斷入口 ajmp serv2 org 0030hstart:mov ie,#87h mov ip,#01h ;設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí) mov tmod,#01h mov tcon,#05h mov th0

7、,#3ch mov tl0,#0b0h ;裝定時(shí)器初值 mov dptr,#tab ;裝表首地址 mov p1,#0f6h mov r0,#20 mov r5,#00h mov r6,#00h setb tr0 ;啟動(dòng)定時(shí)器loop1:mov p0,#02h ;循環(huán)動(dòng)態(tài)顯示,由10秒開(kāi)始倒計(jì)時(shí) mov a,r6 movc a,a+dptr mov p2,a acall d10ms mov p0,#01h mov a,r5 movc a,a+dptr mov p2,a acall d10ms ajmp loop1 serv0:mov r2,#0ffh ;正常狀態(tài)恢復(fù)程序，使r0的值不為0 ret

8、iserv1:djnz r0,next ;未到1秒，則轉(zhuǎn)到next cjne r5,#01,dhe0 ajmp dhe3dhe0: cjne r5,#00h,dhe1 cjne r6,#00h,dhe2 mov r5,#00h mov r6,#01h mov p1,#0f5h ajmp out0 dhe1: dec r5 ;減1秒 ajmp out0dhe2: mov r6,#00h mov r5,#09hout0: mov r0,#20 retidhe3: mov p0,#00h mov p2,#3fh ;顯示為0 mov a,p1 mov r1,#05h jnb acc.0,che0 ;東

9、西方向紅燈亮，則轉(zhuǎn)到che0yell0:setb p1.0 setb p1.1 ;東西方向綠燈滅 clr p1.2 acall dms setb p1.2 acall dms djnz r1,yell0 ;東西方向黃燈閃爍5次 mov p1,#0eeh ;東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮 sjmp next1che0: jnb acc.3,che1yell1:setb p1.3 setb p1.4 ;南北方向綠燈滅 clr p1.5 acall dms setb p1.5 acall dms djnz r1,yell1 ;南北方向黃燈閃爍5次che1: mov p1,#0f5h ;南北方向紅燈亮

10、，東西方向綠燈亮 next1:mov r0,#20 mov r5,#00h mov r6,#01h ;重置顯示為10秒next: mov th0,#3ch ;重裝定時(shí)器初值 mov tl0,#0b0h retiserv2:mov p0,#00h mov p2,#3fh ;顯示為0 mov r5,#00h mov r6,#00h mov r2,#00h ;緊急狀況服務(wù)程序，使r2的值為0 mov p1,#0f6hloop3:cjne r2,#00h,out1 ;r2的值為0，則無(wú)限循環(huán)，直到執(zhí)行serv0狀 mov r3,#02h ; 態(tài)恢復(fù)程序，使r0的值不為0才返回 djnz r3,loop

11、3out1: retidms: mov 32h,#4 ;延時(shí)子程序，延時(shí)0.4秒dl0: mov 31h,#200dl1: mov 30h,#250dl2: djnz 30h,dl2 djnz 31h,dl1 djnz 32h,dl0 retd10ms:mov 33h,#50 ;延時(shí)子程序，延時(shí)10毫秒dl3: mov 34h,#100dl4: djnz 34h,dl4 djnz 33h,dl3 rettab: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh end五、 仿真結(jié)果與分析在proteus軟件仿真中的結(jié)果如下：1、 初始狀態(tài)2、東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮3、東西路口綠燈滅，黃燈閃爍4、東西路口紅燈亮，南北路口的綠燈亮5、南北路口綠燈滅，黃燈閃爍由以上仿真結(jié)果可以看出，電路圖和源程序設(shè)計(jì)完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。六、 課程設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我鞏固和加深課堂所學(xué)知識(shí)；掌握一般軟硬件的設(shè)計(jì)方法和查詢(xún)、運(yùn)用資料的能力；掌握通過(guò)定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)的基本方法、中斷控制的原理和方法以及l(fā)ed控制的方法。這次課程設(shè)計(jì)，我將課本上的理論知識(shí)和實(shí)際的應(yīng)用有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，提高分