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可用紅、黃、綠三種顏色發光二極管和兩位LED數碼管模擬交通燈的變化規律：

當你路過一個十字路口時，你是否注意到各個方向車輛和信任有條不紊的通過十字路口。這樣井然有序的情景靠什么來實現呢？靠的是交通燈控制系統。在論文中我使用STC89C51作為主控單元。通過單片機芯片的P1口和P2口分別控制東西方向和南北方向紅黃綠燈的點亮。通過單片機芯片STC89C51的RXD和TXD控制數碼管的顯示時間。采用發光二極管來實現交通燈的點亮，由數碼管實現時間的顯示。該系統不僅僅具有交通等的基本功能還有倒計時，還可以通過按鍵在緊急事件中四個方向都設置為紅燈緊急模式。當然也可以通過按鍵來設置倒計時時間，使系統更加符合實際交通情況。

我設計的交通燈控制系統可以較好的模擬十字路口出現的交通狀況，使行人和車輛能有序的通行。

方案一：控制系統主要控制東西方向和南北方向交通狀況，系統以單片機芯片STC89C51為主控單元，通過控制三種顏色LED燈的亮滅來指導個車道通行，上電時復位系統使系統進入運行狀態。總體框圖如下：（見51hei附件）

在東西方向和南北方向的十字路口分別設立紅黃綠交通指示燈，用數碼管倒計時顯示。正常情況下兩個主干線上的紅黃綠燈進行交換。紅燈亮表示禁止通行，綠燈亮表示可以通行，每次綠燈變紅燈之前，黃燈亮五秒，方便那些未能及時通過十字路口的車輛能繼續通過。十字路口設立數碼管有倒計時功能，方便人們直關把握通過時間。本設計也考慮緊急情況，當按下緊急模式按鍵后，四個方向紅燈都會常亮。對于夜晚車輛比較少，本設計設計了夜晚模式，按下按鍵后四個方向黃燈會常亮。

選用的ATC89C51與同系列AT89C51在功能上有明顯的提高，最突出的是可以實現在線編程。用于系統的總控制。其主要功能列舉如下：

芯片ATC89C51一片，2段共陰極數碼管四個，紅黃綠發光二極管各四個，電阻若干，晶振一個，電容若干，按鍵若干。

系統各部分工作原理：采用單片機的I/O口P0口通過上拉電阻和交通燈相連接，P3.0、P3.1口接到數碼管控制位上，控制數碼管的顯示，程序放在ATC89C51單片機的ROM中來設置初始時間，在十字路口的四組紅、黃、綠交通燈中，由單片機的P1.5—P1.7、P1.0—P1.2、P2.5—P2.7、P2.0—P2.2分別控制東西南北方向的三色燈。由于交通燈為發光二極管并且陽極通過限流電阻與電源正極相連，因此I/O口輸出電平時，與之相連的指示燈才會點亮，然后通過數碼管倒計時時間。I/O口輸出高電平時，相應指示燈會滅。由于ATC89C51本身集成了看門狗指令，當系統出現異常時看門狗會發出溢出中斷。通過專用的端口輸出，引起RESET復位信號復位系統。

本時鐘電路由一個晶體振蕩器12MHz和兩個30pF的瓷片電容組成。時鐘電路用于產生單片機工作所需的時鐘信號，而是需所研究的是指令執行中各信號之

間的相互關系。單片機本身就是一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格的工作。其電路圖所示：

電容在上接高電平，電阻在下接低電平，中間為RST。這種復位電路為高電平復位。其工作原理是：通電時，電容兩端相當于是短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過電容對電阻充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機開始正常工作。其電路如下：

路口交通燈指示采用紅、黃、綠發光二極管進行提示。其電路如下：

本系統使用數碼管完成倒計時顯示功能。以東西方向為例，數碼管顯示的數值從綠燈的設置時間最大值往下減，每秒鐘減1，一直減到零。然后又從紅燈的設置時間最大值往下減，一直減到零。接下來又顯示綠燈時間，如此循環。系統共有4個兩位LED數碼管，分別放在模擬交通燈的上方。路口通行剩余時間采用紅色7段數碼管顯示，采用共陰極數碼管，如用單機IP0口加上拉電阻驅動，P3.0/P3.1口來控制數碼管的位。其顯示電路如下：

由于該系統具有夜間模式，緊急情況模式和交通燈倒計時時間設定功能，所有需要加上這些功能鍵，如下圖所示：

定時器工作時必須給計數器送初值，這個值是送到TH和TL中的。他是以加法記數的，并能從全1到全0自動產生溢出中斷請求。因此，可以把計數器記滿為零所需的計數值設定為C和計數初值設定為TC可得到如下計算公式：

式中，M為計數器模值，該值與計數器工作方式有關。在方式0時M為

算法公式：T=（M-TＣ）Ｔ（計數）或ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／Ｔ（計數）

Ｔ（計數）是單片機時鐘周期Ｔ（ｃｌｋ）的１２倍；ＴＣ為定時的初值

如果單片機的主脈沖頻率為Ｔ（ｃｌｋ）１２ＭＨｚ，經過１２分頻

采用在主程序中設定一個初值為２０的軟件計數器和使Ｔ１定時５０毫秒。

這樣每當Ｔ１到５０毫秒時ＣＰＵ就響應他的溢出中斷請求，進入他的中斷服務子程序。在中斷服務子程序中，ＣＰＵ先使軟件計數器減１，然后判斷他是否為零。為０表示１秒已到可以返回到輸出時間顯示程序。

初值計算：ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／Ｔ（計數）＝２＾１６－５０ｍｓ／１ｕｓ＝１５５３６＝３ＣＢ０Ｈ

ＳＴＡＲＴ：ＭＯＶＴＭＯＤ，＃１０Ｈ；令ＴＯ為定時器方式１

單片機的工作頻率為12MHz。機器周期與主頻有關，機器周期是主頻的12倍，所以一個機器周期的時間為12*（1/12M）=1us。可以知道具體每條指令的周期數，這樣就可以通過指令的執行條數來確定1秒的時間。

DELAY1為一個雙重循環，循環次數為256*256=65536次，所以延時時間=65536*2=131072us約為125ms。

總結：
經過我反復思考及驗證，逐漸完善電路以及程序 bug，具體程序及電路圖請詳見附錄。通過此次課程設計的學習，我已掌握老師課堂所述內容，并應用于實踐中，在設計及過程中，發現自己好多知識都掌握不扎實，通過詢問其他同學，以及查閱資料等，已逐步掌握未扎實的內容，為此，我從心底不免升起一份感激之情，感謝老師為了我們著想，老師謝謝您！

單片機源程序如下:

#include<reg52.h>
#include<LED.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar time,second,seconde,miao1,miao0;
sbit smg1=P2^5;//低位
sbit smg2=P2^6;//東西高位
sbit smg3=P2^7;//南北高位
uchar code table1[]={0x6f,0x7f,0x07,0x7d,0x6d,0x66,0x4f,0x5b,0x06,0x3f};
uchar code table2[]={0x6d,0x66,0x4f,0x5b,0x06,0x3f};
uchar code table3[]={0x4f,0x5b,0x06,0x3f,0x06,0x3f};
void display(uchar miao1,miao0);
void delay(uint z);
void init();
void LED();
void EW_LED();
void NS_LED();
void main()
{
init();//初始化子程序
while(1)
{
display(miao1,miao0);
LED();
}
}
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void display(uchar miao1,miao0)
{
smg1=0;
P0=table1[miao0];
delay(3);
smg1=1;
if(seconde<60)
{
smg2=0;
P0=table2[miao1];
delay(3);
smg2=1;
smg3=0;
P0=table3[miao1];
delay(3);
smg3=1;
}
else if(seconde>=60)
{
smg3=0;
P0=table2[miao1];
delay(3);
smg3=1;
smg2=0;
P0=table3[miao1];
delay(3);
smg2=1;
}
}
void init()
{
smg1=0;
smg2=0;
smg3=0;
P0=0xff;
TMOD=0x01;
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
EA=1;
ET0=1;
TCON=0x10;
second=0;
seconde=0;
}
void timer0() interrupt 1
{
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
time++;
if(time==20)
{
time=0;
second++;
seconde++;
}
if(second>=60)
{
second=0;
}
miao0=second%10;
miao1=second/10;
if(seconde>=120)
seconde=0;
}
void LED()
{
if(seconde<60)
{
P1=0x12;//60s內東西紅燈亮
NS_LED();
}
else if(seconde>=60)
{
P3=0x12;//60s以上南北紅燈亮
EW_LED();
}
}
void NS_LED()
{
if(seconde<36)
{
P3=0x28;//36s南北綠燈亮
}
else if(seconde>=36&&seconde<40)
{
NSRP=1;
NSGP=0;//人行道綠燈滅，紅燈亮
NSG=0;
NSY=seconde%2;//南北綠燈滅，黃燈閃爍
}
else if(seconde>=40&&seconde<60)
{
P3=0x11;//南北左轉燈亮；人行紅燈亮
}
}
void EW_LED()
{
if(seconde>=60&&seconde<96)
{
P1=0x28;//東西綠燈亮
}
else if(seconde>=96&&seconde<100)
{
EWRP=1;
EWGP=0;//人行綠燈滅，紅燈亮
EWG=0;
EWY=seconde%2;//東西綠燈滅，黃燈閃
}
else
{
P1=0x11;//東西左轉燈亮，人行紅燈亮；
}
}
……………………
…………限于本文篇幅余下代碼請從51黑下載附件…………

復制代碼

所有資料51hei提供下載（word格式的設計報告文件）:

交通燈設計.rar (9.99 MB, 下載次數: 112)

成績
評語：

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