51单片机实现交通信号灯

文章目录

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

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仿真图

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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 <reg51.h>
#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
请添加图片描述

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
请添加图片描述

资源下载

还是不会的小伙伴可以到这里下载【实现代码 + 仿真图 + 报告】，就当请我一杯奶茶好了:)

https://download.csdn.net/download/qq_47200222/85650571

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