C51单片机 简单的交通红绿灯设计一

各位读者朋友们你们好，感谢你们能点开这篇文章，作为一个非硬件专业的学生，我没有扎实的硬件基础，很担心自己所写内容没有理论基础或者存有漏洞，如果有不对的地方，期待您能指正，一起学习。交通红绿灯的设计算是51的小入门。涉及仅有数码管，LED交通灯，Delay函数延时的使用。

总览：一：数码管用来显示数字。

二：LED交通灯本质上就是二极管，含有红绿黄，作为交通灯。

三：Delay函数，用以计时。(在还未学习计时器的情况下，用Delay函数计时，虽有误差，但能接受)

我的板子是清翔的A4板，静态数码管原理图如下:

一个静态数码管其实是由八个小的二极管组成，如上图，你可以看到，如果想让数码管显示数字1，就是点亮b,c两个二极管，其他不点亮。(原理图中每个二极管分别用字母a~Dp代替，下文同上)

我们再设计接线，做过入门的点亮第一个LED灯的都知道，点亮LED就是给电平置低，我设计的接线是引脚P0^0~P0^7接J8的A~Dp。

这样我们就可以写出每个数字所需点亮的二极管以及对应的引脚了：

数字0：a,b,c,d,e,f 对应引脚：P00 P01 P02 P03 P04 P05

数字1: b,c 对应引脚：P01 P02

数字2：a,b,d,e,g 对应引脚： P00 P02 P03 P06

数字3：。。。。。。。

我们写一个函数，将0-10的数字包含进去：

void NiXie(unsigned char Number)
{
        switch(Number)
    {
        case 0:P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_4=P0_5=0;break;
        case 1:P0_1=P0_2=0;break;
        case 2:P0_0=P0_1=P0_3=P0_4=P0_6=0;break;
        case 3:P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_6=0;break;
        case 4:P0_1=P0_2=P0_5=P0_6=0;break;
        case 5:P0_0=P0_2=P0_3=P0_5=P0_6=0;break;
        case 6:P0_0=P0_2=P0_3=P0_4=P0_5=P0_6=0;break;
        case 7:P0_0=P0_1=P0_2=0;break;
        case 8:P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_4=P0_5=P0_6=0;break;
        case 9:P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_5=P0_6=0;break;
        case 10:P0_6=0;break;
    }
}

数字10我用中间那个杠，也就是g编码的二极管代替了(对应P0^6)，毕竟这个例程只有一个数码管…

这样利用switch的好处是很明显的，当我们输入一个Number，对应的case就会自动对应这个数，比如Number=5,对应case 5：对应的数码管被点亮，实现显示数字5的效果。

注：数字之间的切换

比如数字1过后想亮数字2，需要把数字1亮过的二极管全部置高后再行动，若没有置高，实际上就是数字之间发生重叠，为统一起见，每亮（显示）一个数字后，将所有引脚置高，全部关灯，即：

P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_4=P0_5=P0_6=P0_7=1;//return

（提示：如果你用模块化编程，会使main函数看起来更简洁）

数字显示做好后，我们来看红绿灯：在我这块板子上，红黄绿灯，我接的是：

P2^2——绿灯

P2^3——黄灯

P2^4——红灯

延时函数Delay:如果你看到这篇文章的话，应该还没由接触到吧，Delay函数是可以在生成器中自动生成的，看下图：

系统频率也就是晶振，结合自己的板子，有的是12.0000KHZ的，我的是11.0592KHZ的，定时长度可设计最小为微秒的计时单位，在本实验中毫秒更适用，指令集选择STC-Y1对应STC89C型号的板子，都勾选好后，就可以把生成的代码复制来用了，在主函数中，直接调用这个函数，就可以起到延时的效果了。

void Delay1ms()        //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j;

    _nop_();
    i = 2;
    j = 199;
    do
    {
        while (--j);
    } while (--i);
}

看此函数，结合我们的需求我们可以稍作改动，1000毫秒为一秒，我们想要1000毫秒来实现交通灯，这里只有1毫秒，我们只需要加个while函数循环我们想要的秒数的次数，就可以实现了

修改的代码如下：

void Delay(unsigned int xms)        //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j;
    while(xms)
    {
        _nop_();
        i = 2;
        j = 199;
        do
        {
            while (--j);
        } while (--i);
        xms--;
    }   
}

我们写一个参数，自己输入你想延时多少毫秒，比如xms=1000，while循环里每循环一次xms–;就可以实现循环xms次一毫秒的循环了。1000次就是一秒钟了。(我在这里将函数名改为了Delay())

说了这么多，是时候上代码了：

#include <REGX51.H>
#include<INTRINS.H>
void NiXie(unsigned char Number)
{
        switch(Number)
    {
        case 0:P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_4=P0_5=0;break;
        case 1:P0_1=P0_2=0;break;
        case 2:P0_0=P0_1=P0_3=P0_4=P0_6=0;break;
        case 3:P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_6=0;break;
        case 4:P0_1=P0_2=P0_5=P0_6=0;break;
        case 5:P0_0=P0_2=P0_3=P0_5=P0_6=0;break;
        case 6:P0_0=P0_2=P0_3=P0_4=P0_5=P0_6=0;break;
        case 7:P0_0=P0_1=P0_2=0;break;
        case 8:P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_4=P0_5=P0_6=0;break;
        case 9:P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_5=P0_6=0;break;
        case 10:P0_6=0;break;
    }
}

void Delay(unsigned int xms)        //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j;
    while(xms)
    {
        _nop_();
        i = 2;
        j = 199;
        do
        {
            while (--j);
        } while (--i);
        xms--;
    }   
}
void main()
{

    while(1)
    {
            unsigned int i=10,j=3,k=10;
            for(i;i>0;i--)
            {
                P2_2=0;//Grenn light
                NiXie(i);
                Delay(1000);
                P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_4=P0_5=P0_6=P0_7=1;//return
                
            }
                P2_2=1;//off the green light 
                
                for(j;j>0;j--)
            {
                    P2_3=0;//Yellow light 
                    NiXie(j);
                    Delay(500);    
                    P2_3=1;
                    Delay(500);//实现闪烁
                    P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_4=P0_5=P0_6=P0_7=1;//return
            }
                P2_3=1;
                for(k;k>0;k--)
            {
                P2_4=0;//Red light
                NiXie(k);
                Delay(1000);
                P0_0=P0_1=P0_2=P0_3=P0_4=P0_5=P0_6=P0_7=1;//return
            }
                P2_4=1;
    }
}

在黄灯部分，我设计黄灯闪烁，更像交通灯了哈哈哈哈。(接下来准备写交通红绿灯设计二，用定时器减小误差，另，一个数码管确实有些可怜了，准备加个LCD1602或者用两个数码管)。

实验现象：

如有不懂的地方，欢迎您的私信。

如有写的不对的地方，非常期待能收到您的指正。