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基于51单片交通灯控制器_紧急+行人+总开关
基于51单片交通灯控制器_紧急+行人+总开关
（程序+仿真+仿真视频）
仿真：proteus 7.8
程序编译器：keil 4/keil 5
编程语言：C语言
设计编号：J004
基本功能
\1. 设计一个十字路口交通灯控制器；
\2. 用单片机控制LED灯模拟指示，设置人行道；
\3. 东西通行时间为8s，南北通行时间为6s，缓冲时间为3s黄灯闪烁；
\4. 设置紧急按键，可强制使东西通行，或南北通行；
\5. 设置清除按键，如遇特殊清除，按下按键，所有灯灭；
\6. 具体秒数可在程序改数字实现。
仿真图
正常显示
1.正常倒计时和红黄绿灯显示
强制南北方向通行
设置紧急按键，强制南北方向绿灯通行
强制东西方向通行
设置紧急按键，强制东西方向绿灯通行
总开关
设置清除按键，如遇特殊清除，按下按键，所有灯灭；
程序
关键程序代码
#include#include //数据类型定义 typedef unsigned char uchar; typedef unsigned int uint; #define ON 1//给led灯引脚高电平，亮灯 #define OFF 0//给led灯引脚低电平，灭灯 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引脚分配 位选引脚P00-p07 sbit W0=P3^4; //段选引脚0 sbit W1=P3^5; //段选引脚1 sbit W2=P3^6; //段选引脚2 sbit W3=P3^7; //段选引脚3 //按键选择 sbit KEY1=P1^0; //按键1 sbit KEY2=P1^1; //按键2 sbit KEY3=P1^2; //按键3 sbit KEY4=P1^3; //按键4 //红绿灯选择 sbit ns_green = P2^0;//南北方向绿灯 sbit ns_yellow = P2^1;//南北方向黄灯 sbit ns_red = P2^2;//南北方向红灯 sbit we_green = P2^3;//东西方向绿灯 sbit we_yellow = P2^4;//东西方向黄灯 sbit we_red = P2^5;//东西方向红灯 sbit ns_p_green= P2^6;//南北方向人行绿灯 sbit ns_p_red = P2^7;//南北方向人行红灯 bit flag1s; uchar one_sec_flag,half_sec_flag,main_road_time,secondary_road_time; //1秒标志位 _0.5标志位_南北方向倒计时_东西方向倒计时 uchar state=0;//正常模式不同的状态 0123 uchar run_mode = 0;//0是正常模式，1是紧急模式 2东西通行 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; //红灯时间 _黄灯时间 _绿灯时间 uchar half_flag1s;//0.5秒标志位 void main() { EA=1; //开总中断 TMOD|= 0X01; TH0=0X4C; TL0=0X00;//11.0592M晶振 50ms定时初值 ET0=1; //允许定时器1中断 TR0=1;//启动定时器0 while(1) { led_sacn(); //LED和数码管显示，时刻刷新 KeyDriver(); if(flag1s)//一秒执行一次 { flag1s=0; main_road_time--; //红绿灯倒计时时间减 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 正常运行 { if(main_road_time==0 || secondary_road_time==0)//当主干道或者次干道倒数到0，切换状态。 //这一段程序只有倒计时为0才执行一次，执行完一次等下一次倒计时为0才再执行一次 { switch(state)//改变红绿灯的状态 { case 0: { state=1;//下次切换到下一个模式 main_road_time=ns_green_cnt;//主干道绿灯通行时间 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;//主干道直行黄灯时间 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);//显示W0控制的数码管 时刻刷新 seg_disp(main_road_time%10,1);//显示W1控制的数码管 seg_disp(secondary_road_time/10,2);//显示W2控制的数码管 seg_disp(secondary_road_time%10,3);//显示W3控制的数码管 }else if(run_mode==1){//设置南北绿灯通行时间 seg_disp(ns_green_cnt/10,0);//显示W0控制的数码管 seg_disp(ns_green_cnt%10,1);//显示W1控制的数码管 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){//设置东西方向绿灯时间 seg_disp(we_green_cnt/10,2);//显示W2控制的数码管 seg_disp(we_green_cnt%10,3);//显示W3控制的数码管 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) //数码管动态显示程序 wei代表数码管W0 W1 W2 W3的位选 { P0=0XFF;//清零，防止重影 W0=W1=W2=W3=1; if(wei == 0){//显示第一位 W0=0; P0=seg_du[number]; delay_ms(2); W0=1; } if(wei == 1){//显示第二位 W1=0; P0=seg_du[number]; delay_ms(2); W1=1; } if(wei == 2){//显示第三位 W2=0; P0=seg_du[number]; delay_ms(2); W2=1; } if(wei == 3){//显示第四位 W3=0; P0=seg_du[number]; delay_ms(2); W3=1; } } void delay_ms(ms) //演示函数，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;//提前结束函数 } one_sec_flag=0; if(run_mode==0){//不是正常运行时，不红绿灯数值不减一 flag1s=1; } } - 1
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程序讲解
主要的核心点是倒计时，主干道直行绿灯时间+黄灯时间=次干道红灯时间，
在次干道红灯的过程中，主干道完成了绿灯倒计时+黄灯倒计时两个步骤。
倒计时的产生
记住这个点就可以设计软件了。首先要有时间基础，倒计时从哪来呢？
一般两个来源：
1，延时
delay(1000ms);- 1
通过死循环卡主软件的运行来达到延时效果，程序执行效率极低，不可取。
2，定时
通过定时器产生时基。软件设置50ms产生一次定时中断，在中断执行函数中做计数。
EA=1; //开总中断 TMOD|= 0X01; TH0=0X4C; TL0=0X00;//11.0592M晶振 50ms定时初值 ET0=1; //允许定时器1中断 TR0=1;//启动定时器0- 1
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20ms执行一次中断函数，通过one_sec_flag累加到50判断时间过去了一秒。设置一秒标志位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;//提前结束函数 } one_sec_flag=0; if(run_mode==0){//不是正常运行时，不红绿灯数值不减一 flag1s=1; } }- 1
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在主函数while循环里判断标志位，如果是1，则倒计时计数值减一，即完成了倒计时的软件设计思路
if(flag1s)//一秒执行一次 { flag1s=0; main_road_time--; //红绿灯倒计时时间减 secondary_road_time--; if (state == 2){ ns_yellow =~ns_yellow;//黄灯闪烁 }else if(state == 0){ we_yellow=~we_yellow;//黄灯闪烁 } }- 1
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红黄绿灯状态处理
分为三个主要状态
正常运行状态
交通灯状态实际上分为四个状态：
1.主干道绿灯通行，次干道红灯
2.主干道黄灯通行，次干道红灯
3.主干道红灯，次干道绿灯通行
4.主干道红灯，次干道黄灯通行
做一个状态机，设置四个状态，在四个状态的变化中，设置红绿黄灯的亮和灭实现基础交通灯运行逻辑
if(run_mode==0) //0 正常运行 { if(main_road_time==0 || secondary_road_time==0)//当主干道或者次干道倒数到0，切换状态。 //这一段程序只有倒计时为0才执行一次，执行完一次等下一次倒计时为0才再执行一次 { switch(state)//改变红绿灯的状态 { case 0: { state=1;//下次切换到下一个模式 main_road_time=ns_green_cnt;//主干道绿灯通行时间 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;//主干道直行黄灯时间 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);//显示W0控制的数码管 时刻刷新 seg_disp(main_road_time%10,1);//显示W1控制的数码管 seg_disp(secondary_road_time/10,2);//显示W2控制的数码管 seg_disp(secondary_road_time%10,3);//显示W3控制的数码管 }- 1
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强制南北绿灯通行
else if(run_mode==1){//设置南北绿灯通行时间 seg_disp(ns_green_cnt/10,0);//显示W0控制的数码管 seg_disp(ns_green_cnt%10,1);//显示W1控制的数码管 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; }- 1
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强制东西绿灯通行
else if(run_mode==2){//设置东西方向绿灯时间 seg_disp(we_green_cnt/10,2);//显示W2控制的数码管 seg_disp(we_green_cnt%10,3);//显示W3控制的数码管 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; }- 1
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总开关关断
实际上就是把灯关掉，把显示关掉，倒计时数值归零
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; }- 1
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数码管倒计时处理
动态显示倒计时时间
void seg_disp(uchar number,uchar wei) //数码管动态显示程序 wei代表数码管W0 W1 W2 W3的位选 { P0=0XFF;//清零，防止重影 W0=W1=W2=W3=1; if(wei == 0){//显示第一位 W0=0; P0=seg_du[number]; delay_ms(2); W0=1; } if(wei == 1){//显示第二位 W1=0; P0=seg_du[number]; delay_ms(2); W1=1; } if(wei == 2){//显示第三位 W2=0; P0=seg_du[number]; delay_ms(2); W2=1; } if(wei == 3){//显示第四位 W3=0; P0=seg_du[number]; delay_ms(2); W3=1; } }- 1
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按键驱动
主要是做扫描，扫描后做相应的标志位，状态机处理
uchar keystr[]={1,1,1,1},backup[]={1,1,1,1}; void KeyScan() //键盘扫描 { 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) //键盘执行 { switch(key) { case 0: if(run_mode==0){ //紧急 run_mode=1;//设置南北 }else if(run_mode==1){ run_mode=2;//设置东西 }else if(run_mode==2){ run_mode=0; //重新开始运行 main_road_time=0; secondary_road_time=0; state=0; } break; case 3: //紧急 if(run_mode==0){ run_mode=3; }else if(run_mode==3){ run_mode=0;//正常 switch(state)//恢复进入紧急模式前的状态 { 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; } }- 1
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