单片机控制红绿灯系统

1、方案论证

1.1设计任务

设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。

东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒，黄灯亮时蜂鸣器响。

1.2 方案介绍

采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状

态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计

数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输

入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选

择和主干道的置数选择。

2、交通灯系统硬件设计

2.1 单片机概述

单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。单片机是把包括运算器、控制器、少量的存储器、最基本的输入输出口电路、串行口电路、中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。

通常，单片机由单个集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

2.2 系统构成

电路板一块，AT89S51单片机一片，7448芯片2片，七段数码管八个。发光二极管6个（2个绿的，2个红的，2个黄的），100欧姆电阻20个，2个按键，2个开关，51K欧姆电阻2个，5V稳定电源1个，3个电容。

系统结构框图:

图1 系统结构框图

系统工作流程：

（1）程序初始，通过两个传感器来判断南北与东西方向车辆通行情况。

(2) 情况判定后由AT89S51单片机p2口输出二进制信号控制红绿黄灯亮的情况。

(3) 确定那些灯亮后，由对应的七段数码管来进行到计时显示。由p1口输出来控制七段数码管的显示。

（5）LED采用5V的直流电来驱动，低电平。

3芯片介绍及部分电路说明

3.1 AT89S51芯片

选用的AT89S51与同系列的AT89C51在功能上有明显的提高，最突出是的可以实现在线的编程。用于实现系统的总的控制。其主要功能列举如下：

1) 为一般控制应用的 8 位单片机

2) 晶片内部具有时钟振荡器（传统最高工作频率可至 33MHz）

3) 内部程式存储器（ROM）为 4KB

4) 内部数据存储器（RAM）为 128B

5) 外部程序存储器可扩充至 64KB

6) 外部数据存储器可扩充至 64KB

7) 32条双向输入输出线，且每条均可以单独做 I/O 的控制

8) 6 个中断向量源

9) 2 组独立的 16 位定时器

10) 1 个全双工串行通信端口

11) 8751 及 8752 单芯片具有数据保密的功能

12) 单芯片提供位逻辑运算指令

图2 AT89C52芯片

3.2 数码管显示部分电路

七段显示译码器输出低电平有效，用以驱动共阳极显示器。该集成显示译码器设有多

个辅助控制端，以增强器件的功能,可将单片机输出的四位二进制数转换成10进制数与七段数码管显示对应，用于显示0—9的数字。

图3 数码管显示电路

其中LT 为测试输入。

3.3 红绿LED信号显示灯

LED 灯的显示原理:通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮。如下图：

图4 红绿LED信号显示

3.4 蜂鸣器电路

这个电路主要用于黄灯亮时蜂鸣器响五秒。

图5 蜂鸣器电路

4 交通灯软件设计

4.1 程序设计流程图

程序设计框图

图6 程序设计框图

4.2 源程序代码

程序代码分为几个模块：中断模块，循环模块，延时模块。

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sbit W0=P0^3;

sbit W1=P0^0;

sbit W2=P0^1;

sbit W3=P0^2;

sbit Buzzer=P0^4;

/***************************路口

1*****************************************/

sbit RED1=P2^0;

sbit YELLOW1=P2^1;

sbit BULLE1=P2^2;

/**************************路口

2******************************************/

sbit RED2=P2^7;

sbit YELLOW2=P2^6;

sbit BULLE2=P2^5;

/****************设置红绿灯标志位

****************************************/

uchar Flage0,Flage1,Flage2,Flage3;

uint n1,n2,n3,n4;

uchar code Table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, 0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83, 0xc6,0xa1,0x86,0x8e};

void Delay_us(uint us);

void Display(uchar Num1,uchar Num2,uchar Num3,uchar Num4);

void Init_Chip(void);

int main()

{

Init_Chip();

while(1)

{

if(Flage2==0)

{

Display(n3/100,n3%100/10,n4/100,n4%100/10);

RED1=0;YELLOW1=1;BULLE1=1;

RED2=1;YELLOW2=1;BULLE2=0;