51单片机实现交通信号灯
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
仿真图
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
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
资源下载
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