基于ATC51的交通灯控制系统

基于ATC51的交通灯控制系统

作品设计、发明的目的和基本思路

随着我国经济的高速发展，人们对各种交通车辆的需求量不断增大，城市的

交通拥护问题日益严重，FI前，大部分城市的十字路口的交通控制灯，通常的做法

是：事先经过车辆流量的调查，利用传统的方法设计好红绿灯的延吋，然而，实际

上的车流量是不断变化的，有的路口在不同的吋间段车流量的大小甚至有很大的

差异，所以说，统计的方法己不能适应迅速发展的交通现状。

H前，国内的交通灯一?般设在十字路门，在醒H位置用红、绿、黄三种颜色

的指示灯。加上一个倒计吋的显示计吋器来控制行车。对于一般情况下的安全行

车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程屮出现的情况，还存在以下缺

点：1.两车道的车辆轮流放行时间相同且固定，在十字路口，经常一?个车道为主

干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间

应该短些。2.没有考虑紧急车通过吋，两车道应采取的措施，臂如，消防车执行紧

急任务通过吋，两车道的车都应停止，让紧急车通过。

本系统是以ATC51单片机作为控制系统的核心，模拟定周期交通信号灯的工作状态。并采用PROTEUS进行仿真，仿真结果满足预期性能要求。设计内容和要求：

利用ATC51单片机设计一-卜字路口交通灯控制系统。

1：系统由单片机系统、数码管显示、交通灯演示系统组成。

2：具有人行道、左转、右转，以及基本的交通灯的功能。

3：具有数码管倒计时功能。

4：要求甲乙车道的车辆交替运行，每次通行为60秒。为绿灯的车道先显示40 秒的直行，再显示20秒的左行。

5：要求黄灯先亮四秒，才能变换车道，黄灯亮时要求闪亮。

硬件设计

控制流程分析：

(1)从十字路口交通灯示意图1分析可知：东西、南北方向信号灯控制是屮心对称的，即无论是主干

道还是支干道两侧系统对同方向的信号灯控制是同步的。

(2)从示意图分析可知，人行道乞个方向，系统对两侧的信号灯的控制也是同步的，且人行道的红绿

灯变化和行车道的红绿灯变化应该是一致的。

(3) 通过上面的分析，可以采用单片机的p0-p3口及r0到r7寄存器配合来实现控制发光二极管灯和数

码管。

系统的硬件设计

木系统选用通过P0到p3U用做输出显示控制口。P0口用作输出南北方向led数码管字符编码,P1口用

作输出东西方向led数码管字符编码。P2口用于输出东西、南北方面LED数码管的位选信号，以及各个人

行道发光二极管的控制信号的输出。P3口用于输出东西、南北方向信号灯控制信号。

LED数码管采用动态显示方式实现倒计时读秒，并且木系统的了led采用的是LED的

共阳极接法，共阳极接法如图2所示：
共阳极7段LED显示字型编码表（表一）：
LED动态显示，在多位LED显示时，为了简化电路，降低成木，将段选位并联在一起，由一个八位的I/O口控制，而位选由另一个口控制，段选码、位选码每次送入后演示1ms,而人的视觉粋留时间为0.1s,所

以在人看来数码管一直亮着，从而在应用屮通过动态扫描的方法显示。

交通灯的正常显示

交通灯系统的丁?作状态：

上电后，南北方向数码管显示40,东西方向数码管显示60,南北方向的直行绿灯亮,车辆可以岚行可

以右行，人行红灯亮行人不能通过；东西方向红灯亮车辆不能通行，人行绿灯亮人可以通行。当南北数码

管显示为4时，直行绿灯熄火，黄灯闪烁4秒，然后南北数码管显示20,左转绿灯亮车辆可以左行，人行灯和东西方向灯同上一状态，当数码管减到四时南北黄灯闪烁4秒，然后红灯亮，数码管显示60,南北车辆禁止通行，人行绿灯亮；南北数码管显示60的同时东西数码管显示40,肓行绿灯亮，车辆可以肓行可以右行，人行红灯亮，当东西数码管显示为4时，直行绿灯熄灭，黄灯闪烁4秒，然后东西数码管显示20,左转绿灯亮车辆可以左行，人行灯和南北方向灯同上一状态，当数码管减到4时东西黄灯闪烁4秒，然后红灯亮，东西数码管显示60,南北显示40,随后依次循环……

交通灯原理图：

;屮… -13- >XTAU 12- XTAL2

SL

P2BW8 P2.W P22W10 REN 管 P23ft11 P2OM2 P25A13 P26WH P2.7A1S P1D P3XXD P1.1 P1VTXD P32AN7D P12 P1J P331NT7 P1.< P3.4/TD P1S P3SH P15 P3?WR P1.? P31/RD

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软件设计：

根据设计要求有汇编语言编写的交通灯源程序如下:

ORG	0000H	;主函数地址
LJMP	MAIN	；中断定时器0地址
ORG	OOOBH
LJMP	INTERPUT
		；表的首地址
ORG	0030H
LJMP	TABLE

TABLE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H MAIN:

MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV SETB SETB SETB	P2, #()0H	;给卩2 口赋初值，让数码管刚开始都不亮
	R2, #60	潍R2赋60,使东西的数码管显示初值为60
	R3, #40	;给只3赋40,使南北的数码管显示初值为40
	P3, #0	；使人形道的灯初始都不亮
	R5, #0	潍R5,R6赋初值0
	R6, #0
	TMOD, #01H		;定时器0工作方式1
	THO, #79	；给定时器赋初值
	TLO,	#0AEH
	EA	；允许总屮断
	ETO	；开启定时器0屮断
	TRO	；开启定时器计时

L2:

LCALL DISPLAY 1 LCALL DISPLAY2 LCALL CHOOSE 1 LCALL CHOOSE2		；显示东西数码管 ；显示南北数码管 ；调用东西判断函数 ;调用南北判断函数 ；一直循环
SJMP	L2

INTERPUT:

MOV MOV MOV INC CJNE MOV DEC DEC	TH0, #22H		；定时器中断里重现给定时器0赋初值
	TLO, #0D8H
	A,	R4
	R4	；定时器中断一次50MS,中断一次R4+I
	A,	#20,L3 ;判断是不是加到20 了,即定时器定时1S
	R4,	#0		;R4加到20,则清0
	R3	；要是定时1S到了,则把R2,和R3的值都减1
	R2

L3:

RETI CHOOSE 1:			；中断退出 ；东西判断函数
MOV	A,		R5	；热是一个标志
CJNE	A,		#1, K1 ;判断R5是不是等于1,不等于1跳到K1 ；要是标志位等于1
MOV	A, R2
CJNE	A, #4,		K5		;而且R2等于4,则开启黄灯，关闭车道绿灯
SETB		P3.2
CLR	P3.3

K1:	SJMP	K3	K3 ；要是R2小于4则闪烁绿灯
	K5:	JNC
	CPL	P3.2	K3 ;判断R2是不是等于0,
	MOV	A, R2
	CJNE	A, #0,
	INC	R5	;等于0则让标志位+1
	CLR	P3.2	；清黄灯，开车道的左行绿灯，置人行道红灯
	SETB	P3.0	#20
	MOV	R2,
	SETB	P2.6	；CJNE这个指令比较好R5和1的值，要是R5大于1,则
	CLR	P2.7
	SJMP	K3
	JNC	K2

c=0,反Zc=i,这里判断c是否等于（），既判断是否小于1,小于1执行下行，大于

1则跳转K2

MOV	A, R2	;初值状态R2是60,	判断R2是不是60, 60的话开车道的
CJNE	A, #60, K7

红灯，开人行道的绿灯

K7:	SETB	P3.1	;退出	判断R2是不是等于0,等于0则把标
	SETB	P2.7
	CLR	P2.6
	SJMP
		K3
	CJNE	A, #(), K3	;要是R2不等于60,

志位R5加1,让车道绿灯亮，红灯灭，人行道红灯亮

K2:	INC	R5	#40	；再给数码管赋初值
	CLR	P3.1
	SETB	P3.3
	MOV	R2,
	CLR	P2.7	R2	；退出
	SETB	P2.6
	SJMP	K3
	MOV	A,		;标志位R5大于I则跳到这里
				;判断R2和4的值，等于4则开启黄灯，关闭车道的绿
	CJNE	A, #4, K6

灯，要是不等于是，则跳到K6

K6:	CLR	P3.0	；判断R2是不是小于4,小于4则闪烁黄灯，大于4则直接退岀
	SETB	P3.2
	SJMP	K3
	JNC	K3
	CPL	P3.2	；取反
	MOV	A,	R3
	CJNE	A, #0,	K3	;判断R2是不是等于0
	MOV	R5, #0	；等于0则清标志位，因为我们只设置了 0.1.2这三个状态，至U2

了以后要清0,让他重新开始循环
MO V R 2 , # 6 0 ;给只2赋初值，开车道红灯，关车道左行绿灯，开人行道绿灯,

关人行道红灯

K3:	SETB	P3.1
	CLR
		P3.2
	SETB
		P2.7
	CLR
		P2.6
	RET

,程序和东、西判断一致，这里就不写注释了

CLR SJMP

P2.4 H3

H4:

MOV CJNE SETB CLR MOV MOV SETB CLR		A, R3 A, #0, H3 P3.7 P3.5 R6, #0 R3, #40 P2.5 P2.4 ；显示东西数码管（动态显示）A, R2 ;将R2放到A屮
H3:	RET
DISPLAY 1: MOV

MOVB, #10

DIVAB ;将2位的10进制数的十位和个位分开MOVDPTR, #TABLE ;取TABLE表的首地址给DPTR

；把表的第N个数据给A;把

CLRP2.3
RET

DELAY:	MOV	RO,	END
			；延时函数
LI:	MOV		#20
	DJNZ	Rl,	#25
	DJNZ	Rl,	$
	RET	RO,	LI

电路的仿真:

XTAL1	FO?A>O		剧6田
XTAQ	FO.VAI1
	F02tA?2 raarxH
wr	WSAH
	FOiTAM
	RUM?
F3CT	nan nvfs
	F22TAC R23A11
All	忆g
BT	ttSfAO
MD	HlfAU 门mg
jM.t	F1VDO
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