代码收藏家技术教程 2024-07-12

基于单片机的十字路口红绿灯控制器设计与仿真【毕设课设】

一、系统概述

本系统基于单片机设计，用于控制十字路口的红绿灯信号。系统具备多种功能，包括红绿灯转换时的黄灯闪烁、主干道与辅干道的通行时间控制、手动/自动/特殊情况三种模式的切换、特殊情况下的红灯全亮以及自动模式下的倒计时显示，以及夜间模式的黄灯常亮。

二、硬件设计

单片机选型：选用合适的单片机作为主控芯片，如STC89C52等，具备足够的IO口和定时器资源。
LED灯连接：红绿黄LED灯分别连接至单片机的P1口，通过控制P1口的电平状态实现LED灯的点亮和熄灭。
按键连接：使用单片机的P3口连接按键，实现手动、自动和特殊情况三种模式的切换。
LED数码管连接：LED数码管连接至单片机的其他IO口，用于显示倒计时时间。

三、软件设计

初始化程序：初始化单片机的IO口、定时器等资源。
黄灯闪烁程序：利用延时函数实现黄灯闪烁三次，每次闪烁时间为2秒，总时间为6秒。
通行时间控制程序：设置主干道和辅干道的通行时间，利用定时器中断实现计时，并控制相应的LED灯状态。
模式切换程序：通过检测P3口的按键状态实现手动、自动和特殊情况三种模式的切换。
特殊情况处理程序：在特殊情况下，将所有路口的红灯点亮，其他灯熄灭。
倒计时显示程序：在自动模式下，利用定时器中断和LED数码管显示当前状态的倒计时时间。
夜间模式程序：在夜间模式下，使四个路口的黄灯常亮。

四、功能实现

功能1实现：在红绿灯转换时，先点亮黄灯并闪烁三次，然后切换至下一状态的灯。
功能2实现：设置主干道和辅干道的通行时间，以及单独左转信号的时长，并通过控制LED灯的状态实现通行信号的变化。
功能3实现：通过按键检测实现手动、自动和特殊情况三种模式的切换，并在不同模式下执行相应的控制逻辑。
功能4实现：在特殊情况下，将所有路口的红灯点亮，为紧急车辆（如120、110）提供通行。
功能5实现：在自动模式下，利用定时器中断和LED数码管显示当前状态的倒计时时间。
功能6实现：在夜间模式下，将四个路口的黄灯常亮，以提供足够的照明。

五、系统测试与调试

完成硬件制作和软件编程后，对系统进行全面的测试和调试，确保各项功能正常工作，并优化性能。

六、总结与展望

本文介绍了一种基于单片机的十字路口红绿灯控制器的设计方案。通过合理的硬件设计和软件编程，实现了多种功能，提高了交通管理的效率和安全性。未来，可以进一步优化算法和电路设计，提高系统的响应速度和稳定性，以适应更复杂的交通场景。

include <reg52.h>

#define uchar unsigned char	
#define uint  unsigned int	  


sbit wela = P2^7;  		// 数码管位选
sbit dula = P2^6;		// 数码管段选

// 下面是八个交通灯对应的位定义
sbit 	LED1_blue   = P1^0;
sbit 	LED1_red    = P1^1;
sbit 	LED1_green  = P1^2;
sbit 	LED1_yellow = P1^3;
sbit 	LED2_blue   = P1^4;
sbit 	LED2_red    = P1^5;
sbit 	LED2_green  = P1^6;
sbit 	LED2_yellow = P1^7;

// 按键位定义
sbit	key_auto 	= P3^0;	// 自动
sbit	key_step 	= P3^1;	// 手动
sbit	key_emerg 	= P3^2;	// 紧急情况 110/120通过
sbit	key_night   = P3^6;// 夜间模式


uint cnt = 0;	// 记录定时器定时了多少毫秒
uint sec = 0;	// 记录定时器计时了多少秒

uchar light_num = 0;

// 四位八段共阴极数码管数字显示编码
uchar code table[]={
//"0" "1"  "2"  "3"
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
//"4" "5"  "6"  "7"
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
//"8" "9"  "A"  "B"
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
//"C" "D"  "E"  "F"
0x39,0x5e,0x79,0x71
};


uchar code light[]={
// 主G辅R      主G辅R    主Y辅R
    0xdb,       0xde,     0xd7,
// 主R辅G      主R辅B    主R辅R
    0xbd,       0xed,     0x7d,
	0xdf,       0xee,     0xdd
};

/*************函数声明********************/
void delay_ms(uint);
void system_Init();
void Display_R_time(uchar);
void Display_C_time(uchar);
void key_scan();

void main()
{
    system_Init();

    while(1)
	{
		key_scan();
	}
}


// 毫秒级延时
void delay_ms(uint z)
{
	uint x,y;
	for(x=z;x>0;x--)
		for(y=123;y>0;y--);

}

// 系统初始化
void system_Init()
{
    wela=0;		// 关闭位选
	dula=0;		// 关闭段选
	TMOD=0x01;  // 定时器0方式1 16位
	TH0=0x4c; 	// 定时器装初值 50ms(11.05926MHz  TH0=0x4c TL0=0x00)
	TL0=0x00;	// (12MHz 的初值是 TH0=0x3c TL0=0xb0)
	EA=1;		// 开总中断
	ET0=1;		// 开定时器0中断
	TR0=1;		// 允许中断溢出
}

// 显示横向的(即辅干道)倒计时
void Display_R_time(uchar time)
{
    uchar time_tens, time_ones;

    time_tens = time / 10;	// 提取倒计时时间的十位数
    time_ones = time % 10;	// 提取倒计时时间的个位数


	// 下面对两位数倒计时时间进行显示(数码管)
    P0=0xff;
	wela=1;
	P0=0xbf;    
	wela=0;
	dula=1;
	P0=table[time_tens];
	dula=0;
	delay_ms(1); 			
	
	P0=0xff;
	wela=1;
	P0=0x7f;    
	wela=0;	
	dula=1;
	P0=table[time_ones];
	dula=0;
	delay_ms(1);
}


// 显示竖向的(即主干道)倒计时
void Display_C_time(uchar time)
{
    uchar time_tens, time_ones;  

    time_tens = time / 10;
    time_ones = time % 10;
	
	P0=0xff;
	wela=1;
	P0=0xfb;       
	wela=0;	
	dula=1;
	P0=table[time_tens];
	dula=0;
...部分代码