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1、 現(xiàn)代電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)論文 基于單片機(jī)交通燈的設(shè)計(jì)系別：電子工程系專 業(yè) 名 稱：07電子信息工程班 級(jí) 分 組：第一組學(xué) 生 學(xué) 號(hào)：學(xué) 生 姓 名：27010202003陳建榕（組長(zhǎng)）27010202 陳高揚(yáng)270102020 許 強(qiáng)指 導(dǎo) 教 師 姓 名：李飛鵬（完成日期 2010年 5 月 14 日）II 基于單片機(jī)的交通設(shè)計(jì)摘 要近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。本設(shè)計(jì)是介紹一種基于基于單片機(jī)

2、的交通燈控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用單片機(jī)和七段LED數(shù)碼管作為交通燈的控制和顯示核心，并通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈各狀態(tài)持續(xù)時(shí)間的控制。系統(tǒng)采用上電自動(dòng)復(fù)位，利用二個(gè)數(shù)碼管和蜂鳴器來(lái)顯示和告知各狀態(tài)的剩余時(shí)間，時(shí)間顯示采用倒計(jì)時(shí)的方式，四組紅、黃、綠、藍(lán)四色燈用發(fā)光二極管作為模擬交通信號(hào)燈，呈四種狀態(tài)交替出現(xiàn)。系統(tǒng)通過(guò)USB接頭提供+5V的直流電源。該交通系統(tǒng)控制方便，禁行通行時(shí)間可通過(guò)改變程序才調(diào)整，有一定的實(shí)用價(jià)值，而且還能體現(xiàn)一定的人性關(guān)懷，體現(xiàn)為在你通過(guò)人行道的時(shí)候，沒(méi)有車從兩邊轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，更能保證你的生命安全。 關(guān)鍵詞： 時(shí)鐘頻率 單片機(jī) LED數(shù)碼顯示目 錄摘 要11、設(shè)計(jì)目標(biāo)32、系統(tǒng)方案與實(shí)現(xiàn)

3、321單片機(jī)概述322芯片簡(jiǎn)介43、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73、1交通管理的方案論證73、2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)94、系統(tǒng)工作原理105、控制器的軟件設(shè)計(jì)105.1每秒鐘的設(shè)定105.2計(jì)數(shù)器硬件延時(shí)105.2.1 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算105.2.2 計(jì)算公式105.2.3 秒的方法105.2.4相應(yīng)程序代碼115.3 軟件延時(shí)135.4 時(shí)間及信號(hào)燈的顯示原理135.4.1顯示原理135.4.2 P0口、P1口輸出信號(hào)接信號(hào)燈135.4.3 P3口數(shù)碼管的連接136、程序源代碼以實(shí)物圖146.1程序源代碼146.2實(shí)物圖196.2.1實(shí)物正面196.2.2實(shí)物反面207、結(jié)論218、實(shí)驗(yàn)體會(huì)21參考文獻(xiàn)211、設(shè)計(jì)

4、目標(biāo)當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見(jiàn)和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914年始安裝于紐約市5號(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠

5、燈亮表示“通行”。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國(guó)道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。

6、左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過(guò)停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。本設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)工作如下：（1）介紹顯示系統(tǒng)的各個(gè)組成部分，各個(gè)元器件的工作原理。（2）介紹交通燈電路的原理。（3）介紹硬件原理圖的設(shè)計(jì)。（4）給出顯示系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。2、系統(tǒng)方案與實(shí)現(xiàn)本章圍繞系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，介紹系統(tǒng)組成框圖、主控芯片單片機(jī)的內(nèi)部硬件資源和接口設(shè)置，以及整個(gè)顯示控制系統(tǒng)所用到的其它元器件的介紹。21單片機(jī)概述 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)

7、重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。 通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。 單片機(jī)經(jīng)過(guò)1、2、3、3代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓底功耗。22芯片簡(jiǎn)介 8051是MCS-51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。8051單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)

8、、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說(shuō)明：中央處理器：中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。圖1程序存儲(chǔ)器(RO

9、M)：8051共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。并行輸入輸出(I/O)口：8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。全雙工串行口：8051內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。中斷系統(tǒng)：8051具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。時(shí)鐘電路：8051內(nèi)置最高頻率達(dá)

10、12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)： 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。INTEL的MCS-51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。下圖是MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2。 圖2 MCS-51的引腳說(shuō)明：MCS-51系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，

11、右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明：MCS-51系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明：如圖3 圖3Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)

12、數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫(xiě)入07H，其它專用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)，8051的初始態(tài)。8051的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)下圖4。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。圖4Pin30:ALE/當(dāng)訪問(wèn)外部程序器時(shí)，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)

13、別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，ALE會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。如果單片機(jī)是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。Pin29:當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。Pin31:EA/Vpp程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機(jī)，內(nèi)置有4kB的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過(guò)4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。顯然，對(duì)內(nèi)

14、部無(wú)程序存儲(chǔ)器的8031,EA端必須接地。在編程時(shí)，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓。3、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3、1交通管理的方案論證 圖5東西、南北兩干道交于一個(gè)十字路口，各干道有一組紅、黃、綠、藍(lán)四色的指示燈，指揮車輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行,藍(lán)燈亮允許轉(zhuǎn)彎。黃燈亮提示人們注意紅、綠、藍(lán)燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈燃亮?xí)r間為東西、南北兩干道的公共停車時(shí)間。示意圖如上圖圖5，指示燈燃亮的方案如表2。表2 車道 燈亮?xí)r間東、西南、北25s綠燈亮紅燈亮5s黃燈亮黃燈亮25紅燈亮綠燈亮5s黃燈亮黃燈亮15s東車道紅燈、西車道綠燈北車道左轉(zhuǎn)、南車道右轉(zhuǎn)5s黃燈亮黃燈亮15s東車道綠燈

15、、西車道紅燈北車道右轉(zhuǎn)、南車道左轉(zhuǎn)5s黃燈亮黃燈亮15s西車道右轉(zhuǎn)、東車道左轉(zhuǎn)北車道綠燈、南車道紅燈5s黃燈亮黃燈亮15s西車道左轉(zhuǎn)、東車道右轉(zhuǎn)北車道紅燈、南車道綠燈5s黃燈亮黃燈亮表2說(shuō)明：（1）、當(dāng)東、西車道綠燈時(shí)，南、北車道紅燈；東、西車道直走，南、北車道停止通行，人行道南、北通行，數(shù)碼管倒數(shù)25秒；（2）、第一步延時(shí)25秒后，東、西、南、北車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；（3）、當(dāng)東、西車道紅燈時(shí)，南、北車道綠燈；東、西車道停止通行，南、北車道直走，人行道東、西通行，數(shù)碼管倒數(shù)25秒；（4）、第三步延時(shí)25秒后，東、西、南、北車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；

16、（5）、西車道綠燈時(shí)，東車道紅燈，南、北車道藍(lán)燈，西車道直走，南車道左轉(zhuǎn)，北車道右轉(zhuǎn)，東車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)15秒；（6）、第五步延時(shí)15秒后，東、西、南、北車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；（7）、東車道綠燈時(shí)，西車道紅燈，南、北車道藍(lán)燈，東車道直走，南車道右轉(zhuǎn)，北車道左轉(zhuǎn)，西車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)15秒；（8）、第七步延時(shí)15秒后，東、西、南、北車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；（9）、南車道綠燈時(shí)，北車道紅燈，東、西車道藍(lán)燈，南車道直走，西車道右轉(zhuǎn)，東車道左轉(zhuǎn)，北車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)15秒；（10）、第九步延時(shí)15秒后，東、西、南、北車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴

17、器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；（11）、北車道綠燈時(shí)，南車道紅燈，東、西車道藍(lán)燈，北車道直走，西號(hào)車道左，東車道右轉(zhuǎn)，南車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)15秒；（12）、第十一步延時(shí)15秒后，東、西、南、北車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；（13）、循環(huán)（1）-（13）。3.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)選用芯片STC-89C51單片機(jī)，兩位共陽(yáng)極的七段數(shù)碼管，蜂鳴器，USB接頭，12MHz晶振，紅、黃、綠、交通燈若干個(gè)，開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)、連線若干。交通燈硬件線路圖如下圖圖6。 4、系統(tǒng)工作原理(1)芯片STC-89C51單片機(jī)作為系統(tǒng)控制芯片，通過(guò)各個(gè)Port口控制整個(gè)系統(tǒng)；(2)通過(guò)芯片的第九管腳控制復(fù)位電路，按

18、通輕觸鍵可使系統(tǒng)復(fù)位；(3)由STC-89C51單片機(jī)P0口、P1口控制燈的亮滅，P3口控制兩位共陽(yáng)極的七段數(shù)碼管，P25控制蜂鳴器的鳴滅；(4)通過(guò)USB接口輸入5V電源，驅(qū)動(dòng)芯片和各個(gè)元器件。、控制器的軟件設(shè)計(jì)5.1每秒鐘的設(shè)定 延時(shí)方法可以有兩種一中是利用MCS-51內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來(lái)確定1秒的時(shí)間，另一種是采用軟延時(shí)的方法。5.2計(jì)數(shù)器硬件延時(shí)5.2.1 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算 定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)值是送到TH和TL中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全1到全0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為TC 可得到如下計(jì)算通

19、式： TC=M-C式中，M為計(jì)數(shù)器摸值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)M為213 ；在方式1時(shí)M的值為216；在方式2和3為285.2.2 計(jì)算公式 T=（MTC）T計(jì)數(shù) 或T計(jì)數(shù)T計(jì)數(shù)是單片機(jī)時(shí)鐘周期的倍；為定時(shí)初值如單片機(jī)的主脈沖頻率為，經(jīng)過(guò)分頻方式213微秒毫秒方式216微秒毫秒顯然秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題5.2.3 秒的方法我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為的軟件計(jì)數(shù)器和使定時(shí)毫秒這樣每當(dāng)?shù)胶撩霑r(shí)就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中，先使軟件計(jì)數(shù)器減，然后判斷它是否為零。為零表示秒已到可

20、以返回到輸出時(shí)間顯示程序。5.2.4相應(yīng)程序代碼（）主程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit dula=P26;sbit wela=P27;uchar code table10= 0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x83,0 xf8,0 x80,0 x98;uchar t,t0,shi,ge;void init();void display(uchar shi,uchar ge);void delay(uint x);void main() init(); w

21、hile(1) display(shi,ge); void init()t=25;TMOD=0 x01;TH0=(65536-10000)/256;TL0=(65536-10000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;void time0() interrupt 1TH0=(65536-10000)/256;TL0=(65536-10000)%256;t0+;if(t0=100)t0=0;if(t!=0)shi=t/10;ge=t%10;t-;elseshi=t/10;ge=t%10;t=25;void display(uchar shi,uchar ge)dula=1;P3=tabl

22、eshi;dula=0;P3=0 xff;wela=1;P3=0 xfe;wela=0;delay(5);dula=1;P3=tablege;dula=0;P3=0 xff;wela=1;P3=0 xfd;wela=0;delay(5);void delay(uint x)uint i,j;for(i=x;i0;i-)for(j=110;j0;j-);5.3 軟件延時(shí) MCS-51的工作頻率為2-12MHZ，我們選用的8031單片機(jī)的工作頻率為6MHZ。機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的12倍，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間為12*（1/6M）=2us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可

23、以通過(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)確定1秒的時(shí)間。 具體的延時(shí)程序分析： #include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charvoid delay(uint x)uint i,j;for(i=x;i0;i-)for(j=110;j0;j-);5.4 時(shí)間及信號(hào)燈的顯示原理5.4.1顯示原理：當(dāng)程序跳轉(zhuǎn)到時(shí)間顯示及信號(hào)燈顯示子程序，它將依次顯示信號(hào)燈時(shí)間 ，同時(shí)一直顯示信號(hào)燈的顏色，這時(shí)在返回定時(shí)子程序定時(shí)一秒，在顯示黃燈的下一個(gè)時(shí)間，這樣依次把所有的燈色的時(shí)間顯示完后 ，重新進(jìn)入循環(huán)。 5.4.2 P0口、P1口輸出信號(hào)接信號(hào)燈：P0口、

24、P1口控制燈的亮滅，由于發(fā)光二極管為共陽(yáng)極接法，輸出端口為低電平，對(duì)應(yīng)的二極管發(fā)光，所以可以用置位方法點(diǎn)亮紅，綠，黃，藍(lán)色發(fā)光二極管。5.4.3 P3口數(shù)碼管的連接：LED 燈的顯示原理:通過(guò)同名管腳上所加電平的高低來(lái)控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)量而顯示不同的字形如 dp，g,f,e,d,c,b,a 管角上加上0 x80,dp為高電平，所以全亮則顯示為8，具體見(jiàn)下表表3。采用共陽(yáng)級(jí)連接:其中 P30-a,P31-b, P32-c,P33-d,P34-e, P35-f,P36-gP37-dp 顯示數(shù)值dp g f e d c b a 驅(qū)動(dòng)代碼（16進(jìn)制）01 1 0 0 0 0 0 00 xc01 1

25、1 1 1 1 0 0 10 xf92 1 0 1 0 0 1 0 00 xa43 1 0 1 1 0 0 0 00 xb04 1 0 0 1 1 0 0 10 x995 1 0 0 1 0 0 1 00 x926 1 0 0 0 0 0 1 10 x837 1 1 1 1 1 0 0 00 xf88 1 0 0 0 0 0 0 00 x809 1 0 0 1 1 0 0 00 x98 表 3 驅(qū)動(dòng)代碼表6、程序源代碼以實(shí)物圖 6.1程序源代碼#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar

26、code table= 0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x83,0 xf8,0 x80,0 x98;sbit left_1 = P03;/代表道路1的藍(lán)燈，表示可以向左轉(zhuǎn)彎sbit RED_1 = P05;/代表道路1的紅燈sbit GREEN_1 = P04;/代表道路1的綠sbit YELLOW_1 = P06;/ 代表道路1的黃燈sbit right_1 = P07;/代表道路1的藍(lán)燈，表示可以向右轉(zhuǎn)彎sbit left_2 = P17;/代表道路2的藍(lán)燈，表示可以向左轉(zhuǎn)彎sbit RED_2 = P14;/代表道路2的紅燈sbit GREEN

27、_2 = P11;/代表道路2的綠sbit YELLOW_2 = P16;/ 代表道路2的黃燈sbit right_2 = P10;/代表道路2的藍(lán)燈，表示可以向右轉(zhuǎn)彎 sbit left_3 = P12;/代表道路3的藍(lán)燈，表示可以向左轉(zhuǎn)彎sbit RED_3 = P00;/代表道路3的紅燈sbit GREEN_3 = P01;/代表道路3的綠sbit YELLOW_3 = P13;/ 代表道路3的黃燈sbit right_3 = P02;/代表道路3的藍(lán)燈，表示可以向右轉(zhuǎn)彎sbit left_4 = P23;/代表道路4的藍(lán)燈，表示可以向左轉(zhuǎn)彎sbit RED_4 = P20;/代表道路4

28、的紅燈sbit GREEN_4 = P21;/代表道路4的綠sbit YELLOW_4 = P22;/ 代表道路4的黃燈sbit right_4 = P15;/代表道路4的藍(lán)燈，表示可以向右轉(zhuǎn)彎 sbit fmq=P25;sbit smg1=P26;sbit smg2=P27;void delay(uint z) /延時(shí)函數(shù) uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void xianshi(uint m , w) /倒計(jì)時(shí)函數(shù) uchar n,i,j,k; i=w;j=m; while(1) k-;n=80; while(n) n-; smg1=0;P3

29、=tablei; delay(5);smg1=1; smg2=0;P3=tablej; delay(5);smg2=1; if(i=0 x00) i=0 x0a;j=j-1; i=i-1; if(j=0)&(i=0) break; /* 主函數(shù)第一步：當(dāng)1、2車道綠燈時(shí)，3、4車道紅燈；1、2車道直走，3、4車道停止通行，人行道3、4通行，數(shù)碼管倒數(shù)25秒.第二步：第一步延時(shí)25秒后，1、2、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；第三步：當(dāng)1、2車道紅燈時(shí)，3、4車道綠燈；1、2車道停止通行，3、4車道直走，人行道1、2通行，數(shù)碼管倒數(shù)25秒；第四步：第三步延時(shí)25秒后，1、2、

30、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；第五步：1車道綠燈時(shí)，2車道紅燈，3、4車道藍(lán)燈，1車道直走，3車道左轉(zhuǎn)，4車道右轉(zhuǎn)，2車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)15秒；第六步：第五步延時(shí)15秒后，1、2、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；第七步：2車道綠燈時(shí)，1車道紅燈，3、4車道藍(lán)燈，2車道直走，3車道右轉(zhuǎn)，4車道左轉(zhuǎn)，1車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)15秒；第八步：第七步延時(shí)15秒后，1、2、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；第九步：3車道綠燈時(shí)，4車道紅燈，1、2車道藍(lán)燈，3車道直走，1車道右轉(zhuǎn)，2車道左轉(zhuǎn)，4車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)15秒；第十步：第九

31、步延時(shí)15秒后，1、2、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；第十一步：4車道綠燈時(shí)，3車道紅燈，1、2車道藍(lán)燈，4車道直走，1號(hào)車道左，2車道右轉(zhuǎn)，3車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)15秒；第十二步：第十一步延時(shí)15秒后，1、2、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒；第十三步：循環(huán)第一步-第十二步。*/void main() while(1)/第十三步：循環(huán)第一步-第十二步 uint k; fmq=1; YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW_3=YELLOW_4=1; /第一步：當(dāng)1、2車道綠燈時(shí)，3、4車道紅燈；1、2車道直走，3、4車道停止通行，人行道3、

32、4通行，數(shù)碼管倒數(shù)25秒. GREEN_1=GREEN_2=0; RED_3=RED_4=0; xianshi(2,5); /數(shù)碼管倒數(shù)25秒 /第二步：第一步延時(shí)25秒后，1、2、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒； GREEN_1=GREEN_2= RED_3=RED_4=1; YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW_3=YELLOW_4=0; for(k=18;k0;k-) fmq=0;delay(100); fmq=1;delay(100); / 延時(shí)5秒 /第三步：當(dāng)1、2車道紅燈時(shí)，3、4車道綠燈；1、2車道停止通行，3、4車道直走，人行道1、2通行，數(shù)碼

33、管倒數(shù)25秒； YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW_3=YELLOW_4=1; RED_1=RED_2=GREEN_3=GREEN_4=0; xianshi(2,5); /數(shù)碼管倒數(shù)25秒 /第四步：第三步延時(shí)25秒后，1、2、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒； GREEN_3=GREEN_4= RED_1=RED_2=1; YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW_3=YELLOW_4=0; for(k=18;k0;k-) fmq=0;delay(100); fmq=1;delay(100); / 延時(shí)5秒 / 第五步：1車道綠燈時(shí)，2車道紅燈，3、4

34、車道藍(lán)燈，1車道直走，3車道左轉(zhuǎn)，4車道右轉(zhuǎn)，2車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)15秒； YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW_3=YELLOW_4=1; GREEN_1=RED_2=left_3=right_4=0; xianshi(1,5);/數(shù)碼管倒數(shù)15秒 / 第六步：第五步延時(shí)15秒后，1、2、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒； GREEN_1=RED_2=left_3=right_4=1; YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW_3=YELLOW_4=0; for(k=18;k0;k-) fmq=0;delay(100); fmq=1;delay(1

35、00); / 延時(shí)5秒 /第七步：2車道綠燈時(shí)，1車道紅燈，3、4車道藍(lán)燈，2車道直走，3車道右轉(zhuǎn)，4車道左轉(zhuǎn)，1車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)15秒 YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW_3=YELLOW_4=1; GREEN_2=RED_1=right_3=left_4=0; xianshi(1,5);/數(shù)碼管倒數(shù)15秒 /第八步：第七步延時(shí)15秒后，1、2、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒 GREEN_2=RED_1=right_3=left_4=1; YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW_3=YELLOW_4=0; for(k=18;k0;k-) f

36、mq=0;delay(100); fmq=1;delay(100); / 延時(shí)5秒 /第九步：3車道綠燈時(shí)，4車道紅燈，1、2車道藍(lán)燈，3車道直走，1車道右轉(zhuǎn)，2車道左轉(zhuǎn)，4車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)10秒； YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW_3=YELLOW_4=1; GREEN_3=RED_4=right_1=left_2=0; xianshi(1,5);/數(shù)碼管倒數(shù)15秒 /第十步：第九步延時(shí)15秒后，1、2、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒； GREEN_3=RED_4=right_1=left_2=1; YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW

37、_3=YELLOW_4=0; for(k=18;k0;k-) fmq=0;delay(100); fmq=1;delay(100); / 延時(shí)5秒 /第十一步：4車道綠燈時(shí)，3車道紅燈，1、2車道藍(lán)燈，4車道直走，1號(hào)車道左，2車道右轉(zhuǎn)，3車道停止通行，數(shù)碼管倒數(shù)15秒； YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW_3=YELLOW_4=1; GREEN_4=RED_3=left_1=right_2=0; xianshi(1,5);/數(shù)碼管倒數(shù)15秒 /第十二步：第十一步延時(shí)15秒后，1、2、3、4車道同時(shí)亮黃燈，蜂鳴器響，（滴5聲）倒數(shù)5秒； GREEN_4=RED_3=left_1=

38、right_2=1; YELLOW_1=YELLOW_2=YELLOW_3=YELLOW_4=0; for(k=18;k0;k-) fmq=0;delay(100); fmq=1;delay(100); / 延時(shí)5秒 6.2實(shí)物圖6.2.1實(shí)物正面6.2.2實(shí)物反面7、結(jié)論本系統(tǒng)統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)STC-89C51來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過(guò)程序小改動(dòng)就可以設(shè)置紅、綠、黃、藍(lán)燈燃亮?xí)r間的功能；紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩25秒（交通燈信號(hào)通過(guò)P0、P2口輸出，顯示時(shí)間通過(guò)P3口輸出至雙位數(shù)碼管進(jìn)行顯示）；黃燈閃爍警示,蜂鳴器鳴叫；該系統(tǒng)得亮點(diǎn)之處是能控制車的左、右轉(zhuǎn)，左

39、右轉(zhuǎn)也根據(jù)實(shí)際車流量通過(guò)程序小改動(dòng)就可以設(shè)置藍(lán)燈燃亮?xí)r間。本系統(tǒng)的不足之處在于沒(méi)有通過(guò)外設(shè)按鍵來(lái)調(diào)節(jié)紅、綠、黃、藍(lán)亮滅時(shí)間的功能以及自動(dòng)根據(jù)車流改變紅綠燈時(shí)間等。這是由于自身知識(shí)的不足以及時(shí)間的有限，如果有需要可以設(shè)計(jì)擴(kuò)充原系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn) 。8、實(shí)驗(yàn)體會(huì)通過(guò)這次現(xiàn)代電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉；使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是C語(yǔ)言）的掌握方面都能向前邁了一大步，也進(jìn)一步激起我對(duì)電子實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)的興趣，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1、張毅坤. 單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用，西安電子科技大學(xué)出版社 1998 2、余錫存 曹國(guó)華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.陜西:西安電子科技大學(xué)出版社2000.73、雷麗文 .微機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社 1997.24、張義和 .例說(shuō)51單片機(jī)（C語(yǔ)言版） 人民郵電出版社 2008 4第 20 頁(yè) 共21頁(yè)