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教程:如何用51单片机实现交通信号灯

2023-01-31
来源:CSDN博客
关键词: 信号灯 单片机

  实验环境

  软件: Keil5+Proteus7

  元件(主要):

  AT89C51 * 1,

  BUTTON * 1,

  7SEG-MPX2-CA * 1,

  LED-GREEN * 8,

  LED-RED * 4,

  LED-YELLOW * 4

  实验原理

  7SEG-MPX2-CA数码管

  7SEG-MPX2-CA数码管是一个两位数的阳极数码管,有10个针脚,通过标号a-dp八个针脚控制,LED灯的显示,通过标号为1,2的针脚控制显示的是个位或是十位的数码管。

  要通过数码管显示具体数字,7SEG-MPX2-CA由于是一个阳极的数码管,所以需要接收在针脚上接收相应的低电平来显示,如如果要显示数字0,则标号a-dp的针脚需要接收1100 0000也就是0xF9的信号,同时如果不设置针脚1,2信号,便会个,十位都显示相同的数字1,于是需要通过对针脚1设置低电平,针脚2设置为高电平实现个位的发光,相反设置则十位的发光。

  通过人眼的余晖效应,我们可以设置1,2信号变化,来让两个单片机显示自己想要的不同数字,由于人眼的分辨频率,远远跟不上数码管闪烁的频率,虽然是个十位数码管,不同时间进行闪烁,但在人眼看来仿佛是一起亮起来的。

  计时器/计数器

  定时/计数器T0和T1分别是由两个8位的专用寄存器组成,即定时/计数器T0由TH0和TL0组成,T1由TH1和TL1组成。此外,其内部还有2个8位的特殊功能寄存器TMOD和TCON,TMOD负责控制和确定T0和T1的功能和工作模式,TCON用来控制T0和T1启动或停止计数,同时包含定时/计数器的状态。

  16位的定时器/计数器实质上就是一个加1计数器,其控制电路受软件控制、切换。 当定时器/计数器为定时工作方式时,计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生,即每过一个机器周期,计数器加1,直至计满溢出为止。

  定时器的定时时间与系统的振荡频率有关。因一个机器周期等于12个振荡周期,所以计数频率fcount=1/12osc。

  两个字节最大数据为65536(十进制),或者0FFFFH。

  高字节为TH0=(65536-X)/256,就是除以256后的整数部分。

  低字节为TL0=(65536-X)%256,减去高字节后余下的部分。

  代码实现

  //名称: LED模拟交通灯

  #include

  #define uint unsigned int

  #define uchar unsigned char

  #define SEG P3

  sbit E_RED=P0^0; //东西红灯

  sbit E_YELLOW=P0^1;//东西黄灯

  sbit E_GREEN=P0^2;//东西绿灯

  sbit N_RED=P0^3;//南北红灯

  sbit N_YELLOW=P0^4;//南北黄灯

  sbit N_GREEN=P0^5;//南北绿灯

  sbit E_LEFT=P0^6; //南转东向绿灯亮,北转西向绿灯亮

  sbit N_LEFT=P0^7;//东转北绿灯亮,西转南的绿灯亮

  sbit btn = P1^0; //外部中断开关

  /*sbit P30=P3^0; //测试led灯是否能亮

  sbit P31=P3^1;

  sbit P32=P3^2;

  sbit P33=P3^3;

  sbit P34=P3^4;

  sbit P35=P3^5;

  sbit P36=P3^6;

  sbit P37=P3^7;*/

  sbit SCON1 = P2^0;//控制数码管个位十位显示

  sbit SCON2 = P2^1;

  uchar num=10,ge,shi; //定义倒计时初始值

  uchar a=0;//定义交通灯种类

  uchar count=0; //控制两位数码管

  uchar flag;//计时器是否达到1s

  //定义表格存放共阳极LED的点阵码

  unsigned char code ledTab[]={

  0xC0, // 1100 0000 数字0

  0xF9, // 1111 1001 数字1

  0xA4, // 1010 0100 数字2

  0xB0, // 1011 0000 数字3

  0x99, // 1001 1001 数字4

  0x92, // 1001 0010 数字5

  0x82, // 1000 0010 数字6

  0xF8, // 1111 1000 数字7

  0x80, // 1000 0000 数字8

  0x90 // 1001 0000 数字9

  };

  //type = 1;//操作类型变量

  //i = 0;//循环变量

  //1毫秒延迟子程序

  void Delay_Ms(uint x){

  uchar t;

  while(x--)

  {

  for(t=50;t>0;t--);

  }

  }

  int0()interrupt 0

  {

  TR0=~TR0;

  }

  //紧急暂停函数

  void stop(){

  //当按钮接受到低电平的时候,停止倒计时,所有路口变成红灯

  if(btn==0){

  Delay_Ms(1000);//取消抖动

  TR0=~TR0; //停止倒计时

  N_RED = 0;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

  E_RED = 0;E_YELLOW = 1;E_GREEN = 1; E_LEFT=1;

  }

  }

  //交通灯切换程序 此程序采用共阳极接法,所以低电平0有效

  /*void traffic_light()

  {

  switch (type)

  {

  case 1: //南北绿,东西红

  N_RED = 1;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 0; N_LEFT=1;

  E_RED = 0;E_YELLOW = 1;E_GREEN = 1; E_LEFT=1;

  Delay_Ms(5000);

  type = 2;

  break;

  case 2: //南北闪黄灯,东西红灯

  N_RED=1;N_YELLOW = 0; N_GREEN=1; N_LEFT=1;

  E_RED=0; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

  Delay_Ms(5000);

  type = 3;

  break;

  case 3: //南转东向绿灯亮,北转西向绿灯亮

  N_RED = 1; N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=0;

  E_RED = 0; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

  Delay_Ms(5000);

  type = 4;

  break;

  case 4: //南北闪黄灯,东西红灯

  N_RED = 1;N_YELLOW = 0;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

  E_RED = 0; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

  Delay_Ms(5000);

  type = 5;

  break;

  case 5: //南北应该亮红灯,东西要亮绿灯

  N_RED = 0;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

  E_RED = 1; E_YELLOW =1; E_GREEN=0; E_LEFT=1;

  Delay_Ms(5000);

  type = 6;

  break;

  case 6: //东西闪黄灯,南北亮红灯

  N_RED = 0;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

  E_RED = 1; E_YELLOW =0; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

  Delay_Ms(5000);

  type = 7;

  break;

  case 7: //东转北绿灯亮,西转南的绿灯亮

  N_RED = 0;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

  E_RED = 1; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=0;

  Delay_Ms(5000);

  type = 8;

  break;

  case 8: //东西闪黄灯,南北亮红灯

  N_RED = 0;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

  E_RED = 1; E_YELLOW =0; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

  Delay_Ms(5000);

  type = 1;

  break;

  }

  }*/

  void T0INTinit() //定时器T0初始化1秒

  {

  TMOD=0x01;

  TH0=(65536-50000)/256;

  TL0=(65536-50000)%256;

  EA=1;

  ET0=1;

  TR0=1;

  }

  void T0INT() interrupt 1

  {

  TH0=(65536-50000) / 256;

  TL0=(65536-50000) % 256;

  flag++;

  if(flag==20)//当定时到1秒时执行花括号里面的语句

  {

  flag=0;

  num--;

  if (num == 0 && a%2 == 0) //控制黄灯倒计时

  {

  num = 5;

  a++;

  } else if (num == 0 && a%2 == 1){ //控制红绿灯倒计时

  num =10;

  a++;

  }

  switch (a%8)

  {

  case 0: //南北绿,东西红

  N_RED = 1;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 0; N_LEFT=1;

  E_RED = 0;E_YELLOW = 1;E_GREEN = 1; E_LEFT=1;

  break;

  case 1: //南北闪黄灯,东西红灯

  N_RED=1;N_YELLOW = ~N_YELLOW; N_GREEN=1; N_LEFT=1;

  E_RED=0; E_YELLOW = 1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

  break;

  case 2: //南转东向绿灯亮,北转西向绿灯亮

  N_RED = 1; N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=0;

  E_RED = 0; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

  break;

  case 3: //南北闪黄灯,东西红灯

  N_RED = 1;N_YELLOW = ~N_YELLOW;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

  E_RED = 0; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

  break;

  case 4: //南北应该亮红灯,东西要亮绿灯

  N_RED = 0;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

  E_RED = 1; E_YELLOW =1; E_GREEN=0; E_LEFT=1;

  break;

  case 5: //东西闪黄灯,南北亮红灯

  N_RED = 0;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

  E_RED = 1; E_YELLOW = ~E_YELLOW; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

  break;

  case 6: //东转北绿灯亮,西转南的绿灯亮

  N_RED = 0;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

  E_RED = 1; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=0;

  break;

  case 7: //东西闪黄灯,南北亮红灯

  N_RED = 0;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

  E_RED = 1; E_YELLOW = ~E_YELLOW; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

  break;

  }

  }

  }

  //主程序

  void main(){

  T0INTinit();

  while(1){//死循环

  stop();

  SEG=0xff; //消影,不然只显示一位

  shi = num / 10;

  ge = num % 10;

  switch(count){

  //通过余晖效应,虽然是不同时间,但人眼感觉是一起亮的

  case 0: SCON1=0; SCON2=1; SEG=ledTab[ge]; break;

  case 1: SCON1=1; SCON2=0; SEG=ledTab[shi]; break;

  }

  count++;

  if(count>1) count=0;

  //traffic_light();//不断执行交通灯切换程序

  }

  }

  成果图

  当倒计时结束时候,进入黄灯闪烁,后在进入红灯

  当按下紧急暂停按钮后,所有路口变为红灯,倒计时停止,再次点击后恢复

  原文链接:https://blog.csdn.net/qq_47200222/article/details/124027531



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