交通燈控制器課程設計--基于51單片機的交通燈控制系統(tǒng)

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1、　　基于51單片機的交通燈控制系統(tǒng)　　摘要：交通信號燈使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往作為一個核心部件來使用，故本系統(tǒng)采用單片機STC89C52為中心器件來設計交通燈控制器，模擬十字路口交通燈的各種狀態(tài)顯示以及倒計時時間。　　本設計系統(tǒng)

2、由單片機I/O口擴展系統(tǒng)、交通燈狀態(tài)顯示系統(tǒng)、LED數碼顯示系統(tǒng)、復位電路等幾大部分組成。系統(tǒng)除基本的交通燈功能外，還具有倒計時顯示、更改倒計時時間的功能，簡單模擬了十字路口可能出現的一些狀況。軟件上采用匯編編程，主要編寫了主程序、LED數碼管顯示程序、更改時間程序和延時程序等。　　我們根據已有的實驗電路板硬件連接圖，編寫程序，燒錄并成功運行出結果，實現了對十字路口交通燈的模擬。</p&g

3、t;　　關鍵字：交通燈，單片機，自動控制　　一、總體設計方案　　1.設計要求　　程序開始運行先南北段通行、東西段禁止30s，后東西段通行、南北段禁止30s，依此循環(huán)。

4、;　　系統(tǒng)可以增減通行時間，通過兩個按鍵“時間-”和“時間+”在已設定的30s基礎上實現減10s或加10s。　　設計目的　　1) 了解交通燈管理的基本工作原理 2)熟悉STCT89C52的工作原理和應用編程 3)熟悉STC89C52并行接口的各種工作方式和應用

5、 4)熟悉STC89C52計數器/定時器的工作方式 5)掌握多位LED顯示以及數碼管顯示問題的解決　　設計任務和內容　　單片機采用用STC89C52芯片，使用發(fā)光二極管（紅，黃，綠）代表各個路口的交通燈，用8段數碼管對轉換時間進行倒時（東西路口30秒，南北路口30秒，黃燈時間5秒）。</p

6、>　　1) 使用protues軟件繪制硬件電路圖　　2) 根據電路圖編寫實現設計內容的匯編程序　　3) 軟件仿真和實物調試　　4.設計原理分析　　1.1交通燈顯示時序的理論分析與計算

7、　　一般情況下時間顯示數碼管顯示30。此時南北段直行通行（綠燈）、東西段禁止（紅燈）30s，南北段的數碼管從30s開始倒計時，東西段方向數碼管從25s開始倒計時，至最后5s時南北段綠燈變成黃燈閃爍，東西段依然禁止（紅燈），兩個方向數碼管同時變成從5s倒計時。再后東西段直行通行（綠燈）、南北段禁止（紅燈）30s，東西段的數碼管從30s開始倒計時，南北段方向數碼管從25s開始倒計時，至最后5s時東西段綠燈變成黃燈閃爍，南北

8、段依然禁止（紅燈），兩個方向數碼管同時變成從5s倒計時。再后變成東西段直行通行（綠燈）、南北段禁止（紅燈）30s，這樣循環(huán)下去。　　1.2交通燈顯示時間的理論分析與計算　　倒計時顯示利用定時器中斷，設置TH0=TH1＝(65536-50000)/256，即每0.05秒中斷一次。每到第20次中斷即過了20*0.05秒＝1秒時，使時間的計數值減1，便實現了倒

9、計時的功能。　　狀態(tài)燈顯示中黃燈閃爍同樣可以利用定時器中斷。每到第10次中斷即過了10*0.05秒＝0.5秒時，使黃燈標志位反置，即可讓黃燈1秒閃爍一次。　　1.3 更改交通燈時間原理與方法　　P3.4和P3.5分別與按鍵通過共陰極連接，在單片機上電之前更改按鍵，上電后掃描P3口，根據P3口的狀態(tài)確定紅綠燈倒計時

10、初始時間。上電之后更改時間，只能在下一個完整四個狀態(tài)循環(huán)時實現。P3.4和P3.5的狀態(tài)表：　　程序設計（時間更改和P1口亮燈部分）　　1、時間更改程序設計　　按鍵處理程序，89C52通過對P3口掃描，確定是否有鍵按下，再判斷具體是那個鍵按下，根據鍵值跳轉到按鍵處理程序。這里根據不同按鍵處理程序選擇不同初始時間。

11、　　MAIN:MOV SP,#60H　　MOV A,P3 ;掃描P3口　　ANL A, #00110000B；保留P3.4、P3.5口　　CJNE A,#00110000B,TO_35；P3.4=1且P3.5=1？否則跳轉到35s&

12、lt;p>　　MOV 25H,#25；設置南北通行時間初值25秒，存放到25單元　　MOV 26H,#25；設置東西通行時間初值25秒，存放到26單元　　JMP NBLD 　　TO_35:CJNE A,#00100000B,TO_15；P3.4=0且P3.5=

13、1？否則跳轉到15s　　MOV 25H,#35；設置南北通行時間初值35秒，存放到25單元　　MOV 26H,#35；設置東西通行時間初值35秒，存放到26單元　　JMP NBLD　　TO_15:CJNE A,#00010

14、000B,EXIT1；P3.4=1且P3.5=0？否則跳轉到退出　　MOV 25H,#15　　MOV 26H,#15　　JMP NBLD　　EXIT1:RET ；退出　　2、P1口亮燈程序設計

15、　　在本設計中，實際控制的燈只有6個，即：東西紅燈，東西綠燈，東西黃燈，南北紅燈，南北綠燈，南北黃燈。均是低電平有效。共有4種狀態(tài)：東西紅燈亮，南北綠燈亮（F9H）；東西紅燈亮，南北黃燈亮（EDH）；東西綠燈亮，南北紅燈亮（F6H）；東西黃燈亮，南北紅燈亮（DEH）。　　2.1通過鍵盤掃描確定初始時間，放入25H單元。<p&

16、gt;　　NBLD: MOV R1,25H；南北通行時間裝入R1　　2.2 狀態(tài)0：南北綠燈亮，東西紅燈亮　　NBLD1: MOV P1,#0F9H；實現狀態(tài)0，點亮南北綠燈，東西紅燈　　MOV 20H,R1；為南北方向顯時做準備<b

17、>　　MOV A,R1；　　ADD A,#5；實現南北方向30秒計時　　MOV 21H,A；為東西方向顯時做準備　　LCALL NBLED 　　LCALL NBLED；顯示南北方向時間</p&g

18、t;　　DJNZ R1,NBLD1；判斷25秒通行時間是否完，未完就重新顯示與延時，完了就轉入下一狀態(tài)　　2.3 狀態(tài)1：南北黃燈亮，東西紅燈亮　　NBHD: MOV R2,#5；為黃燈閃爍時間記入初值　　NBHD1: MOV P1,#0EDH；實現狀態(tài)1，

19、點亮南北黃燈，東西紅燈　　MOV 22H,R2；為顯時做準備　　LCALL HDLED；調用黃燈顯示程序，延時0.5秒　　MOV P1,#0FDH；熄滅黃燈　　LCALL HDLED；再次調用黃燈顯時程序，以便湊足1秒

20、　　DJNZ R2,NBHD1；判斷5秒通行時間是否完，未完就重新顯示、延時，完了就轉入下一狀態(tài)　　2.4 狀態(tài)2：南北紅燈亮，東西綠燈亮　　DXLD: MOV R3,26H；東西通行時間裝入R3　　DXLD1: MOV P1,#0F6H；實現

21、狀態(tài)2，點亮南北紅燈，東西綠燈　　MOV 24H,R3；為顯時做準備　　MOV A,R3； 　　ADD A,#5；　　MOV 23H,A；為下一狀態(tài)的顯時做準備

22、;　　LCALL DXLED；顯示南北方向時間　　LCALL DXLED　　DJNZ R3,DXLD1；判斷25秒通行時間是否完，未完就重新顯示、延時，完了，就轉入下一狀態(tài)　　2.5 狀態(tài)3：南北紅燈亮，東西黃燈亮　　DXHD: MOV R2,#5；

23、為黃燈閃爍時間記入初值 　　DXHD1: MOV 22H,R2 ； 　　MOV P1,#0DEH；實現狀態(tài)3，點亮南北紅燈，東西黃燈　　LCALL HDLED；調用黃燈顯時程序　　MOV P1,#0FEH；熄滅東西黃燈

24、　　LCALL HDLED；再次顯時，湊足1秒　　DJNZ R2,DXHD1；判斷是否顯時達到5秒　　AJMP MAIN；轉入主程序　　2.6 黃燈閃爍程序　　DXHD1：MOV P1,#0DEH；點亮黃燈</p

25、>　　LCALL HDLED；調用黃燈顯時程序　　MOV P1,#0FEH；熄滅黃燈　　LCALL HDLED；再次顯時，湊足1秒　　DJNZ R2,DXHD1；判斷是否顯時達到5秒　　三、硬件設計

26、　　根據實驗電路板電路圖，使用protues作硬件圖。　　四、實驗仿真及調試　　在使用實驗電路板調試的過程中，上電之前按下P3.4口的按鍵，上電，南北綠燈亮，東西紅燈亮，數碼管顯示南北35s，東西40s；按下P3.5口的按鍵，下一個完整循環(huán)時數碼管顯示南北

27、15s，東西20s；不按鍵，下一個完整循環(huán)時數碼管顯示南北25s，東西30s。每次復位時都顯示為南北25s，東西30s。　　在調試過程中，只有根據調試結果才能發(fā)現程序的錯誤和改進之處，而且有時候軟件仿真不一定有結果，只有硬件的現象是唯一的，所以必須根據硬件來處理。　　五、課程設計總結<p

28、>　　本次課程設計在大家的共同努力下，從最初的無從下手到成功實現的這一過程中，我們在不斷學習。一開始以為可以編寫了程序再與硬件結合，后來發(fā)現實驗室的試驗箱與我們的接口不一樣，于是知道應該根據硬件圖來確定軟件編寫。我負責編寫的修改時間和亮燈程序，讓我對匯編程序中的分支程序、P1口功能等知識點有了更深刻的認識。這次課程設計中，我們還共同學習了如何用軟件畫硬件圖、用軟件仿真單片機以及燒錄程序的方法等等。<p

29、>　　但是本次課程設計還有很多不足的地方，以更改時間部分為例，目前只能實現每次完全循環(huán)前通過判斷按鍵按下的狀態(tài)來改變初始時間，如果要實現隨時改變時間，需要更多改進。　　六、參考文獻　　[1] 張毅剛.單片機原理及接口技術[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社，1990. <p&

30、gt;　　[2] 郝建國等.單片機在電子電路中的應用[M].清華大學出版社，2006　　[3] 樓然苗.單片機課程設計指導[M].西安電子科技大學出版社，2009　　[4] 柴鈺.單片機控制交通燈[J].常州輕工職業(yè)技術學報，2011　　[5] 從宏濤.電子設計自動化[M].西安電子科技大學出版社，2011<

31、;/p>　　七、附錄　　附錄1：程序清單　　ORG 0000H　　AJMP MAIN 　　ORG 0400H&

32、lt;/b>　　MAIN:MOV SP,#60H　　MOV A,P3　　ANL A, #00110000B　　CJNE A,#00110000B,TO_35 　　MOV 25H,#25&

33、lt;/p>　　MOV 26H,#25　　JMP NBLD 　　TO_35:CJNE A,#00100000B,TO_15　　MOV 25H,#35　　MOV 26H,#35<

34、p>　　JMP NBLD　　TO_15:CJNE A,#00010000B,EXIT1　　MOV 25H,#15　　MOV 26H,#15　　JMP NBLD<

35、p>　　EXIT1:RET　　NBLD: MOV R1,25H　　NBLD1: MOV P1,#0F9H　　MOV 20H,R1　　MOV A,R1

36、　　ADD A,#5　　MOV 21H,A　　LCALL NBLED　　LCALL NBLED　　DJNZ R1,NBLD1　　NBHD: MOV R2,

37、#5　　NBHD1: MOV P1,#0EDH　　MOV 22H,R2　　LCALL HDLED　　MOV P1,#0FDH　　LCALL HDLED　　DJNZ R2,NBHD1<

38、/p>　　DXLD: MOV R3,26H　　DXLD1: MOV P1,#0F6H　　MOV 24H,R3　　MOV A,R3 　　ADD A,#5&l

39、t;b>　　MOV 23H,A　　LCALL DXLED　　LCALL DXLED　　DJNZ R3,DXLD1　　DXHD: MOV R2,#5　　DXHD1: MOV 22H,R2 </p

40、>　　MOV P1,#0DEH　　LCALL HDLED　　MOV P1,#0DFH　　LCALL HDLED　　DJNZ R2,DXHD1　　AJMP MAIN&

41、lt;/p>　　DELAY: LCALL DELAY1　　LCALL DELAY1　　RET　　DELAY1: MOV R6,#50 　　DE6: MOV R0,#50<p&g

42、t;　　DE7: DJNZ R0,DE7　　DJNZ R6,DE6　　RET 　　NBLED: MOV P0,#0　　MOV R7,#25　　LED1: MOV A,20H<p

43、>　　MOV DPTR,#TAB　　MOV B,#10　　DIV AB　　MOVC A,@A+DPTR　　CLR P2.6&l

44、t;p>　　SETB P2.7　　MOV P0,#0FEH　　CLR P2.7　　SETB P2.6　　MOV P0，A <

45、/p>　　LCALL DELAY1　　MOV A ,B　　MOVC A,@A+DPTR　　CLR P2.6　　SETB P2.7&

46、lt;/p>　　MOV P0,#0FDH　　CLR P2.7　　SETB P2.6　　MOV P0，A 　　LCALL DELAY1</p&g

47、t;　　MOV A,21H　　MOV DPTR,#TAB　　MOV B,#10 　　DIV AB　　MOVC A,@A+DPTR<p&

48、gt;　　CLR P2.6　　SETB P2.7　　MOV P0,#0FBH　　CLR P2.7　　SETB P2.6&

49、lt;/p>　　MOV P0，A 　　LCALL DELAY1　　MOV A,B　　MOVC A,@A+DPTR　　CLR P2.6<

50、/p>　　SETB P2.7　　MOV P0,#0F7H　　CLR P2.7　　SETB P2.6　　MOV P0，A

51、 　　LCALL DELAY1　　DJNZ R7,LED1　　RET　　HDLED: MOV P0,#0　　MOV R7,#25　　L

52、ED2: MOV A,22H　　MOV DPTR,#TAB　　MOV B,#10　　DIV AB　　MOVC A,@A+DPTR　　C

53、LR P2.6　　SETB P2.7　　MOV P0,#0FAH　　CLR P2.7　　SETB P2.6<

54、p>　　MOV P0，A 　　LCALL DELAY1　　MOV A,B　　MOVC A,@A+DPTR　　CLR P2.6<b&

55、gt;　　SETB P2.7　　MOV P0,#0F5H　　CLR P2.7　　SETB P2.6　　MOV P0，A

56、LCALL DELAY　　DJNZ R7,LED2　　RET　　DXLED: MOV P0,#0　　MOV R7,#25　　LED3: MOV A,23H<p&

57、gt;　　MOV DPTR,#TAB　　MOV B,#10　　DIV AB　　MOVC A,@A+DPTR　　CLR P2.6<

58、p>　　SETB P2.7　　MOV P0,#0FEH　　CLR P2.7　　SETB P2.6　　MOV P0，A

59、　　LCALL DELAY1　　MOV A,B　　MOVC A,@A+DPTR　　CLR P2.6　　SETB P2.7

60、;　　MOV P0,#0FDH　　CLR P2.7　　SETB P2.6　　MOV P0，A 　　LCALL DELAY1

61、;　　MOV A,24H　　MOV B,#10　　DIV AB　　MOVC A,@A+DPTR　　CLR P2.6<

62、;/p>　　SETB P2.7　　MOV P0,#0FBH　　CLR P2.7　　SETB P2.6　　MOV P0，A

63、 　　LCALL DELAY1　　MOV A,B　　MOVC A,@A+DPTR　　CLR P2.6　　SETB P2.7</b

64、>　　MOV P0,#0F7H　　CLR P2.7　　SETB P2.6　　MOV P0，A 　　LCALL DELAY1

65、　　DJNZ R7,LED3　　RET　　TAB:DB 3FH,6H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,7H,7FH,6FH 　　END　　附錄2：電路設計總圖&

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