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单片机交通灯控制器的设计

一.设计任务

在一十字路口设置交通灯，并用单片机对其进行合理的控制。

时间方向控制要求

白天东西绿灯黄灯红灯

南北红灯绿灯黄灯

夜晚东西黄灯

南北黄灯

二.总体设计方案

现在流行的一种设计为两主干线相交的十字路。本设计采用一主干道（南北方

向），一从干道（东西方向）的路口，即主干道的通行时间为从干道的2倍。在

正常情况下，两干道的交通灯按图1进行转换，并以倒计数的方式将剩余时间显

示在每个干道对应的两位LED上；另发挥部分为当出现紧急情况时，路口的交通

灯全为红灯，紧急情况解除时，恢复到原来的状态。其具体状态如图1。

状态持续时间/S南北方向东西方向控制码

绿黄红绿黄红

140亮灭灭灭灭亮

25灭亮灭灭灭亮

320灭灭亮亮灭灭

45灭灭亮灭亮灭

5按紧急键灭灭亮灭灭亮

6按夜晚键灭亮灭灭亮灭

7按恢复键恢复恢复恢复恢复恢复恢复恢复原来

其系统框图如图2。

三.硬件电路的设计

1.单片机系统

单片机系统采用atmel公司的AT89C51芯片，晶振选用6MHZ，电源电压采用5V。

其总体系统电路图见图3。

2.信号灯与按钮电路的设计

信号灯采用发光二极管组成，分红黄绿三种颜色。该系统用于控制信号灯的输出

线路有六条，按钮输出线有三条，应用AT89C51的P2.7，P3口来实现上述连接。

3个按钮一端通过上拉电阻连接到电源，并输入单片机，另一端接地，这样未按

下时，输入是高电平，反之，为低电平。采用软件消抖。

3.LED显示电路

用LED显示器共有4位，需8位输出口用于位选输出，分别选用AT89C51的P1，

P2口，驱动电路采用芯片7407驱动器。

四.软件设计

本系统的软件包括主程序，显示程序和定时器溢出中断程序三部分。

1.主程序：设置堆栈，定时器初始化，中断系统初始化，显示缓冲区赋初值，

设置状态标志，状态切换。主程序流程图见图4。

2.中断服务程序

其功能主要包括：不同状态下的时间计时，状态的循环切换，更新显示等，其流

程图见图5。

现将内部数据存储器分配如下：

（1）60H~7FH：堆栈；

（2）5CH~5FH：显示缓冲区；

（3）5BH：定时溢出次数计数；

（4）5AH：秒计数单元；

（5）20H：状态标志单元；

（6）其他：数据缓冲区。

定义状态标志位：

（1）00H：状态1标志，为“1”时表明当前运行于状态1；

（2）01H：状态2标志，为“1”时表明当前运行于状态2；

（3）02H：状态3标志，为“1”时表明当前运行于状态3；

（4）03H：状态4标志，为“1”时表明当前运行于状态4；

具体程序如下：

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG000BH

AJMPT01NT

MAIN：MOVSP，#5FH

MOVTMOD，#01H

MOVTL0，#0B0H

MOVTH0，#3CH

SETB00H

CLR01H

CLR02H

CLR03H

MOV5BH，#0

MOV5AH，#40

MOV5CH，#4

MOV5DH，#0

MOV5EH，#4

MOV5FH，#0

SETBTR0

MOVIE，#82H

M1：ACALLDIR

JNBP3.2，M2

JINBP3.3，M3

SJMPM1

M2：ACALLDIR

ACALLDIR

ACALLDIR

ACALLDIR

JBP3.2，M1

CLRTR0

MOVP3，#0DEH

M21：ACALLDIR

JNBP3.2，M21

SJMPM1

M3：ACALLDIR

ACALLDIR

ACALLDIR

ACALLDIR

JBP3.3，M1

JB00H，M31

MOVP3，#7EH

SJMPM34

M31：JB01H，M32

MOVP3，#0BEH

SJMPM34

M32：JB02H，M33

MOV