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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：J002
演示视频
51单片机十字路交通灯仿真_黄灯闪烁+夜间+紧急
基本功能：
通过单片机模拟交通灯，东西方向黄绿红，南北方向黄绿红的工作方式。
1、显示时间倒计时；
2、夜晚能够进行所有黄灯闪烁；
3、主干道绿灯6秒，转黄灯3秒，同时次干道红灯9秒；之后主干道6秒红灯，同时次干道3秒绿灯，转3秒黄灯；
5、紧急模式数码管显示EE并闪烁，led灯红灯闪烁，10秒恢复正常模式；
6、具体秒数可在程序改数字实现。
仿真图
主要有三种运行状态
1.正常倒计时和红黄绿灯显示
2.通过按键控制紧急模式，四个方向红灯，显示EE
3.通过按键控制夜间模式，四个方向黄灯，显示88
程序
程序代码
#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
//数据类型定义
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
void led_sacn();
void delay_ms(ms);
void seg_disp(uchar number,uchar wei);
//通用IO引脚分配
sbit W0=P3^4;
sbit W1=P3^5;
sbit W2=P3^6;
sbit W3=P3^7;
bit flag1s;
uchar one_sec_flag,main_road_time,secondary_road_time;
uchar state=0;//正常模式不同的状态
uchar run_mode = 0;//0是正常模式，1是紧急模式
uchar code seg_du[]={0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};
uchar main_green_straight_cnt=6,yellow_cnt =3,sec_green_straight_cnt =3;
//主干道直行绿灯时间 _黄灯时间 _次干道绿灯时间
uchar buck_main,buck_sec;//备份灯闪状态，切回正常模式用到
uchar urgent_cnt = 0;//救护车计数
uchar urgent_sec_flag = 0;
void main()
{
EA=1; //开总中断
EX0=1;//外部中断0
EX1=1;//外部中断1
IT0=1;//设置下降沿触发中断0
IT1=1;//设置下降沿触发中断1
TMOD=0X01;//T0的工作模式为模式1
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
if(flag1s) //一秒刷新一次
{
flag1s=0;
main_road_time--; //红绿灯倒计时时间减
secondary_road_time--;
}
if(urgent_sec_flag){
urgent_sec_flag = 0;
if(urgent_cnt>0){
urgent_cnt++;
if(urgent_cnt>10){
urgent_cnt=0;
run_mode=0;
P2=buck_main; //恢复灯显
}
}
}
}
}
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=main_green_straight_cnt;//主干道直行绿灯通行时间
secondary_road_time=main_green_straight_cnt+yellow_cnt;
//次干道红灯方向通行时间 == 主干道直行绿灯 +主干道时间黄灯时间
P2=0X09; //P2是主干道的灯显。需要亮的灯转换为二进制位0000 1001
}break;
case 1:
{
state=2;
main_road_time = yellow_cnt;//主干道直行黄灯时间
P2=0X0A;//主干道直行黄灯 对应仿真图p22和p25高电平，其他低电平。此时P2口的电平 0010 0010
}break;
case 2:
{
state=3;
main_road_time=sec_green_straight_cnt+yellow_cnt;
secondary_road_time =sec_green_straight_cnt;
P2=0X24; //主干道绿灯 对应仿真图p21和p24高电平，其他低电平。此时P2口的电平 0001 0001
}break;
case 3:
{
state=0;
secondary_road_time=yellow_cnt;//黄灯时间
P2=0X14;//主干道黄灯灯 对应仿真图p22和p25高电平，其他低电平。此时P2口的电平 0010 0010
}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)
{
//紧急情况运行 红灯23 //0000 1100 0x0c
P2=0x0c;
W0=W1=W2=W3=0;//选中所有位选
P0=0x79;//显示E
delay_ms(1000);
P2=0x00;
P0=0x00;//灭数码管
delay_ms(1000);
}
else if(run_mode==2)//夜间模式 黄灯14 0001 0010 0x12
{
P2=0x12;
W0=W1=W2=W3=0;
P0=0xff;//显示88
delay_ms(2000);
delay_ms(2000);
P2=0x00;
P0=0x00;//灭数码管
delay_ms(2000);
delay_ms(2000);
}
}
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
if(wei == 0){//显示第一位
W0=0;
W1=1;
W2=1;
W3=1;
P0=seg_du[number];
delay_ms(2);
W0=1;
}
if(wei == 1){//显示第二位
W0=1;
W1=0;
W2=1;
W3=1;
P0=seg_du[number];
delay_ms(2);
W1=1;
}
if(wei == 2){//显示第三位
W0=1;
W1=1;
W2=0;
W3=1;
P0=seg_du[number];
delay_ms(2);
W2=1;
}
if(wei == 3){//显示第四位
W0=1;
W1=1;
W2=1;
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++);
}
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);
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;//T0的工作模式为模式1
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
50ms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;
if(++one_sec_flag<50){
return;//提前结束函数
}
one_sec_flag=0;
urgent_sec_flag=1;
if(run_mode==0){//不是正常运行时，不红绿灯数值不减一
flag1s=1;
}
}
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) //一秒刷新一次
{
flag1s=0;
main_road_time--; //红绿灯倒计时时间减
secondary_road_time--;
}
红黄绿灯状态处理
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
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=main_green_straight_cnt;//主干道直行绿灯通行时间
secondary_road_time=main_green_straight_cnt+yellow_cnt;
//次干道红灯方向通行时间 == 主干道直行绿灯 +主干道时间黄灯时间
P2=0X09; //P2是主干道的灯显。需要亮的灯转换为二进制位0000 1001
}break;
case 1:
{
state=2;
main_road_time = yellow_cnt;//主干道直行黄灯时间
P2=0X0A;//主干道直行黄灯 对应仿真图p22和p25高电平，其他低电平。此时P2口的电平 0010 0010
}break;
case 2:
{
state=3;
main_road_time=sec_green_straight_cnt+yellow_cnt;
secondary_road_time =sec_green_straight_cnt;
P2=0X24; //主干道绿灯 对应仿真图p21和p24高电平，其他低电平。此时P2口的电平 0001 0001
}break;
case 3:
{
state=0;
secondary_road_time=yellow_cnt;//黄灯时间
P2=0X14;//主干道黄灯灯 对应仿真图p22和p25高电平，其他低电平。此时P2口的电平 0010 0010
}break;
倒计时显示处理
实际上倒计时显示就是显示main_road_time–; secondary_road_time–;设计函数通过数码管分别显示主干道的main_road_time和次干道的secondary_road_time即可
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
if(wei == 0){//显示第一位
W0=0;
W1=1;
W2=1;
W3=1;
P0=seg_du[number];
delay_ms(2);
W0=1;
}
if(wei == 1){//显示第二位
W0=1;
W1=0;
W2=1;
W3=1;
P0=seg_du[number];
delay_ms(2);
W1=1;
}
if(wei == 2){//显示第三位
W0=1;
W1=1;
W2=0;
W3=1;
P0=seg_du[number];
delay_ms(2);
W2=1;
}
if(wei == 3){//显示第四位
W0=1;
W1=1;
W2=1;
W3=0;
P0=seg_du[number];
delay_ms(2);
W3=1;
}
}
完整程序仿真可以点击下面的链接下载.
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