交通灯设计实验报告(硬件原理图+程序)

交通灯设计实验报告(硬件原理图+程序)

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交通灯设计实验报告(硬件原理图+程序)

交通灯信号灯自动控制系统

交通灯原理图 一、 系统的基本功能要求 以秒为计时单位，两位数码管以十进制递减计数形式作定时显示，在递减计数回零瞬间完成换灯操作。

（2） 通过键盘红黄绿三色信号灯所亮时间在０~９９秒内任意设定。 （3） 十字路口的通行起始状态可人工设定，运行中可通过人工干预使

十字路口通行状态固定于任何一种工作模式。

（1）

二、设计思路及总体框图，方案比较 

硬件设计

1.系统总体框图

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2。电路设计

（1） 显示模块 倒计时 与 时钟

说明：

⑴共阴极两位数码管用于倒计时 ；

段选端由锁存器控制，位选端用P3_0与P3_1控制 ⑵两个四位共阴极数码组成八位数码管 用于时钟显示

段位选分别由两个锁存器控制 (2）红绿灯模块

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说明:

⑴ 图为两方向的红绿黄灯 ，分别接在P0口上，由P0口控制

⑵ 51系列单片机的P0口内部没有集成上拉电阻,加上拉就是提高 驱动能力，必须要通过上拉电阻接VCC。上拉电阻一般接1K的.

（3） 键盘模块

说明

⑴ P2键控制功能说明:

P2^6 key0绿灯位选择

P2^5 key1黄灯位选择 P2^4 key2 加1操作 P2^3 key3 减1操作

P2^2 key4 信号灯状态固定 P2^1 key5 信号灯状态切换 P2^0 key6时钟时分秒设置键

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⑵ 键盘加上拉电阻为了提高驱动能力

3。复位电路：

4.时钟电路：

说明 :用12M晶振时 电容要选择30p

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 软件部分

1、 主程序流程图

2、时钟初值控制子程序

3、绿灯,黄灯初值设置子程序

4、时钟控制与倒计时控制 时钟，倒计时初值通过键盘输入。倒计时使用52单片机 内部定时器1实现计数，时钟控制部分是使用定时、计数器2 实现计时，以秒为基本单位在数码管中显示。时钟部分：当秒的 个位计时到了10,则秒个位清0，同时十位进一，以此类推；倒 计时部分显示是则递减显示。此过程通过判断语句实现.

5、。灯状态控制 灯的状态通过键盘扫描控制。状态固定键按下时，关闭定 时器1；再次按下此键时，打开定时器。状态选择键按下时，程 序跳至下一个状态的程序控制部分,从而实现状态改变。 三、 实现功能说明 基本功能:

（1)A B干道分别有两组红黄绿灯,各自的亮灯时间与状态由键盘 控制。

(2)两位数码管用于倒计时，记录各个灯的亮灯时间，定时时间由 键盘设定。

（3）十字路口通行状态可由键盘切换。 发挥部分功能：

（1) 由八位数码管显示，初试时间可由键盘设定，且在05：

00~23：00黄灯闪烁显示。

(2） 绿灯倒计时最后三秒和黄灯显示时闪烁显示（频率1HZ）。 （3)人行道的红绿灯配合车辆的红绿灯同时工作。

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四、 所用器件与功能 （1) 共阴数码管10个：8个显示时间，2个显示倒计时时间 (2） 红黄绿发光二极管个4个：模拟十字路口信号灯.令各

加1个人行道上的红灯和绿灯

(3） 74HC573锁存器2个:段码和位选锁存各一个

(4) STC单片机一块 按键8个 12M晶振一个 排线 排针

电阻 电容若干

五、 故障及问题分析 （1）问题:每次通电后都要在十八、十十九口触发一下才能正

常工作。

分析:晶振电路与单片机距离过远，输入噪声很大

解决:把晶振电路改在紧挨单片机位置就可排除干扰。

（2） 共阳数码管需要接三极管放大驱动电流，为节约成本选用

共阴数码管.

(3） 键盘扫描程序中加了按键前沿消抖延时，但按键不够灵敏

加了后延消抖后使得按键足够灵敏.

(4) 在段锁存器给各个数码管送段码时相互之间有影响,在显

示函数中加消影程序解决相互之间的影响。

(5） 在第一次焊接时一次性焊接完，调试时无法检查错误，而

在第二次焊接时采用边调试边焊接的方法，加快速度，提 高了准确度.

（6） 杜邦线 数码管、锁存器等接线比较多，用单根导线焊接

容易相互连接且不易检查错误，用杜邦线便于检查和模块 化调试。

交通灯设计实验报告(硬件原理图+程序) 六、 心得体会 本次设计,我们花了不少时间和精力，但收获很大:

(1） 这次设计时间很长,期间，我们自学了单片机教程，

keil 2、proteus、protel 99se等软件，自学能力达 到很大的提高

（2）本次设计过程中，我们充分体会到了团体合作的重要

性。通过我们三个人的合理分工,设计过程完成的比 较成功

（3） 通过本次设计,我们学到了对复杂程序模块化的编程

方法和对其进行检查与修改方法。

(4)本次设计过程中,我们的动手能力得到很大的提高，

例如说焊接技术、对电路板的总体规划,等等.

七、 参考资料

〈<单片机原理与应用及C51程序设计〉>

清华大学大学出版社

附:软件C程序

//＊*＊****＊*＊＊****＊*＊**实验板上完整程序

#include\"reg52.h\"

#define uint unsigned int ＃define uchar unsigned char

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uchar aa，bb，cc，dd,ee，ff,a1,a3,con32，con31; uchar temp，ye，shi1,ge1,shi2，ge2,shi,ge,flag; int b，c=0,d=0，m=1，t; uint n1，n2;

sbit p0_3=P0^3； //A干道黄灯 sbit p0_2=P0^2； //A干道红灯 sbit p0_4=P0^4；

//A干道绿灯

sbit p0_6=P0^6； //B干道黄灯 sbit p0_7=P0^7;

//B干道红灯

sbit p0_5=P0^5; //B干道绿灯 sbit wela=P3^0； sbit dula=P3^1； sbit p3_2=P3^2; sbit p3_3=P3^3；

uchar data timedate1［3]=｛0x00,0x00,0x00｝；//显示缓冲区两位数字

uchar data timedate2［3］=｛0x00，0x00，0x00}；//显示缓冲区两位数字

uchar data timedate3［7］={0x00,0x00,0x00，0x00，0x00,0x00，0x00};//显示缓冲区两位数字

char code wei[8]=｛0xfe，0xfd,0xfb，0xf7，0xef，0xdf,0xbf，0x7f}；//位扫描 sbit key0=P2^6;

//绿灯控制键

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sbit key1=P2^5; //黄灯控制键 sbit key2=P2^4；

//加一键

sbit key3=P2^3; //减一键 sbit key4=P2^2; //保存状态 sbit key5=P2^1; //状态改变 sbit key6=P2^0;

//时钟控制键

uchar data con3=0x00； uchar data con=0x00; uchar code table[]=｛ 0x3f，0x06,0x5b，0x4f, 0x66,0x6d，0x7d,0x07, 0x7f，0x6f，0x40｝；

void display(uchar shi，uchar ge）;

void display3(uchar aa,uchar bb,uchar ee,uchar ff)； void delay(uint z)； void init(）; keyscan1() ; keyscan2（) ; keyscan3（） ; void main(） ｛

cc，uchar dd,uchar 交通灯设计实验报告(硬件原理图+程序)

init()；//初始化子程序 while(1） ｛

//*＊*＊＊**＊＊＊＊***********＊**键盘扫描控制程序

if（con==0&&ye==0)

keyscan3(）；

display3（aa,bb,cc，dd,ee,ff）;

if(con3==0＆&ye==0） //调用键盘扫描程序

);

shi1=n1/10

；

｛keyscan1（ge1=n1%10;display(shi1，ge1）;｝

if(con==0&＆con3==0）

｛keyscan2（）；shi2=n2/10;ge2=n2％10;display（shi2,ge2)；｝

if((con〉=3＆＆ye==0）｜｜(ye〉=3&&con==0)）display（0,0)；

P0=0xff；delay(1);

// ＊＊*＊*＊＊＊＊***＊***＊＊＊*＊＊**＊*＊保存当前状态

if（key4==0） {

delay(12）;

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while(key4==0） ； delay（12）； d++;

if（d％2）TR0=0;//关闭计数器，下面else if语句不执行，直接到delay()显示语句 else TR0=1；

｝

//＊**＊***＊＊*＊＊***＊＊＊＊*＊*＊*＊**＊状态改变，进入下一个状态 if(key5==0） ｛ delay(12);

while(key5==0） ; delay(12)； m++；c++; if(c%2) temp=n2; else temp=n1；

}

//＊＊**＊******＊*＊**＊＊＊*＊*＊＊＊***状态选择

if（t〈5｜｜t〉=23） {

if（a1/10==0)｛p0_3=0；p0_6=0;｝

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｝

else ｛p0_3=1;p0_6=1;} delay（1)；

else ｛

if（m%4==1）

{p0_6=1;p0_2=1；

if（temp〉3)p0_4=0;else {if(a1/10==0)p0_4=0;else p0_4=1；｝ //A绿灯

p0_7=0； //B红灯 delay（1);｝

else if(m％4==2）

｛p0_4=1;

if（a1/10==0）p0_3=0; else p0_7=0; //B红灯 delay(1)；}

p0_3=1;//A黄灯

else if(m%4==3）

｛p0_3=1；p0_7=1;

p0_2=0； //A红灯

if（temp〉3）p0_5=0； else｛if(a1/10==0)p0_5=0；else p0_5=1；} //B绿灯

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delay（1）；}

else if(m%4==0)

｛p0_5=1；

p0_2=0; //A红灯

//B黄灯

if(a1/10==0）p0_6=0； else p0_6=1；

delay（1);}

}

//＊＊＊*****＊＊＊*＊*****＊＊*＊＊＊**＊***＊＊**＊***＊＊*倒计时

if(con>=3＆&ye〉=3）

{

TR0=1；

if （b!=0) temp=n1； //只有当扫描

到有输入时temp才等于n，否则为自减后的值

shi=temp/10; ge=temp％10; if（a1==20) ｛

a1=0; temp—-;

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}

if(temp==-1)

｛ c++； //进入下一个状态， m++； //进入下一个状态， }

if(c%2) temp=n2； else temp=n1;

赋倒计时起始值 赋灯的状态

display(shi，ge);

｝

}

｝

b=0；

void delay(uint z） { }

uint x,y;

for（x=z；x〉0;x——）

for(y=110;y>0；y-—);

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void display(uchar shi,uchar ge） { P1=0x00; wela=0;

p3_2=1;

dula=1； P1=table[shi］；

dula=0；

p3_3=0;

delay（1)；

p3_3=1; dula=1;

P1=table[ge］； dula=0； p3_2=0； delay(1）； p3_2=1;

}

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void display3（uchar aa，uchar bb，uchar cc,uchar dd，uchar ee，uchar ff） ｛ p3_2=1;p3_3=1;

P1=0xff;

wela=1; P1=wei［7］; wela=0； P1=0x00； dula=1;

P1=table［aa］

dula=0;

delay（1）;

dula=1; P1=table[bb]; dula=0; P1= 0xff; wela=1; P1=wei[6]; wela=0；

delay（1）;

; 交通灯设计实验报告(硬件原理图+程序)

dula=1;

P1=table[10］;

dula=0； P1=0xff; wela=1; P1= wei[5]; wela=0;

delay（1)；

dula=1;

P1=table［cc]；

dula=0; P1=0xff; wela=1； P1= wei[4］; wela=0；

delay(1)；

dula=1； P1=table[dd］； dula=0； P1= 0xff;

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wela=1； P1=wei［3］； wela=0; delay（1);

dula=1；

P1=table［10]；

dula=0； P1=0xff； wela=1； P1= wei［2]; wela=0；

delay（1);

dula=1；

P1=table［ee］;

dula=0; P1=0xff; wela=1； P1= wei[1］； wela=0；

delay（1);

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｝

dula=1; P1=table［ff]; dula=0； P1= 0xff； wela=1； P1=wei［0]; wela=0; delay（1）；

void init（） {

wela=0; dula=0;

TH1=（65536—50000)/256； TL1=（65536-50000)％256； TMOD=0x11; EA=1; ET1=1;TR1=0;

TH0=(65536—50000)/256;

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}

TL0=(65536-50000)%256; ET0=1；TR0=0;

//*＊＊＊＊*＊＊*****＊＊＊**＊＊＊＊*＊绿灯键盘扫描程序 keyscan1() ｛

if（key0==0)

{

//b=0;

delay（12)； while（key0==0） ；

delay(12）；

con++；

//b++； ｝

if(con！=0) //con=1 if（key2==0) { delay(12);

while(key2==0)

delay（12)；

2时的加一运算 ｜｜；交通灯设计实验报告(硬件原理图+程序)

timedate1[con]++;

if（timedate1［con]>9）timedate1[con］=0;

shi1=timedate1［1］; ge1=timedate1［2]；

display（shi1,ge1）;

n1=10＊shi1+ge1；

｝

if（con!=0) //con=1|｜2时的减一运算

if(key3==0）

｛

delay（12);

while(key3==0） ； delay(12)；

timedate1[con］——；

if（timedate1[con]==255)timedate1[con］=9;

shi1=timedate1［1］；

ge1=timedate1[2］；

display(shi1,ge1);

n1=10＊shi1+ge1；

｝

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}

//＊*＊＊***＊＊*＊*＊***＊＊＊＊*黄灯控制键扫描 keyscan2() ｛

if（key1==0）

{

b=0；

delay(12);

while(key1==0） ； delay(12);

ye++；

b++；

｝

if(ye!=0) //con=1｜｜2时的加一运算

if（key2==0）

｛

delay（12）； while(key2==0） ； delay（12）； timedate2［ye]++；

if(timedate2［ye］>9）timedate2［ye］=0;

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shi2=timedate2[1];

ge2=timedate2［2]；

display（shi2,ge2) ； n2=10*shi2+ge2;

}

if(ye！=0） //con=1｜｜2时的减一运算 if(key3==0) { delay(12）；

while（key3==0） ； delay(12);

timedate2［ye]—-；

if（timedate2［ye］==255）timedate2[ye］

shi2=timedate2[1］；

ge2=timedate2[2]；

display（shi2,ge2);

n2=10＊shi2+ge2;

}

}

=9;

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void timer0() interrupt 1 ｛ }

TH0=(65536-50000)/256; TL0=（65536—50000）％256; a1++;

//＊**＊**＊*＊***＊＊＊＊**时钟控制键扫描程序 keyscan3（） {

if（key6==0）

{

delay（12）；

while(key6==0) ; delay(12）；

con3++；

TR1=0;

if(con3==5）｛TR0=1；con3=0; }

}

if（con3！=0） //con=1｜|2时的加一运算

if（key2==0)

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{

delay(12）; while(key2==0) ； delay(12）;

timedate3［con3］++； if(con3==1）con31=2; else if（con3==2）con31=9; else if（con3==3)con31=5； else if（con3==4）con31=9；

if（timedate3［con3]>con31）timedate3if(timedate3[1]==2&＆timedate3[2]==4）

{timedate3［2]=0;timedate3[1]=0;}

［con3]=0；

｝

if(con3！=0)

if(key3==0) ｛ }

delay（12）; while(key3==0） ； delay(12）；

timedate3[con3］-—；

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if（con3==1) con32=2； else if（con3==2） con32=9； else if（con3==3)

con32=5；

else if（con3==4） con32=9；

if(timedate3［con3］==255)timedate3［con3］=con32; if（timedate3[1]==2&＆timedate3［2］==9)

timedate3[2］=3;

aa=timedate3[1］; //小时的十是位 bb=timedate3［2］； cc=timedate3［3]; dd=timedate3［4］； ee=timedate3［5］； ff=timedate3[6]； t=10*aa+bb;

｝

void time_intt3（void) interrupt 3 { TH0=(65536—50000）/256;

TL0=(65536-50000）％256；

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a3++； if(a3==20) {

a3=0；timedate3[6］++; if（timedate3[6］==10）

{timedate3[6］=0；timedate3[5］++;｝

if（timedate3［5］==6）

{timedate3［5]=0;timedate3［4]++;｝

if(timedate3[4]==10)

｛timedate3［4］=0;timedate3［3］++;}

if(timedate3［3］==6）

｛timedate3［3］=0；timedate3[2］++；}

if(timedate3[2］==10）

｛timedate3[2]=0;timedate3[1]++；}

if(timedate3[1]==2&＆timedate3［2]==4）

｛timedate3［1]=0；timedate3［2］=0;｝

aa=timedate3[1]; bb=timedate3[2]; cc=timedate3［3]； dd=timedate3［4］； ee=timedate3[5］； ff=timedate3［6］；

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｝

t=10＊aa+bb；

}