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基于51單片交通燈控制器_緊急+行人+總開關(guān)

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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(jī)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(qiáng)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(qiáng)制南北方向通行

設(shè)置緊急按鍵，強(qiáng)制南北方向綠燈通行

強(qiáng)制東西方向通行

設(shè)置緊急按鍵，強(qiáng)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(yùn)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(yùn)行時，不紅綠燈數(shù)值不減一 
		flag1s=1;	
	}
}

程序講解

主要的核心點(diǎn)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(diǎn)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(yùn)行來達(dá)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(yùn)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(yùn)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(jī)，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(yùn)行邏輯

 if(run_mode==0)			 //0 正常運(yùn)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(qiáng)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(qiáng)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(jī)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(yùn)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(jìn)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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基于51單片交通燈控制器_緊急+行人+總開關(guān)

基本功能

仿真圖

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強(qiáng)制南北方向通行

強(qiáng)制東西方向通行

總開關(guān)

程序

關(guān)鍵程序代碼

程序講解

倒計時的產(chǎn)生

紅黃綠燈狀態(tài)處理

正常運(yùn)行狀態(tài)

強(qiáng)制南北綠燈通行

總開關(guān)關(guān)斷

數(shù)碼管倒計時處理

按鍵驅(qū)動

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正常運(yùn)行狀態(tài)

強(qiáng)制南北綠燈通行

總開關(guān)關(guān)斷

數(shù)碼管倒計時處理

按鍵驅(qū)動

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