如何用51单片机实现交通信号灯

实验环境

软件: Keil5+Proteus7

元件（主要）:

AT89C51 * 1，

BUTTON * 1,

7SEG-MPX2-CA * 1,

LED-GREEN * 8,

LED-RED * 4,

LED-YELLOW * 4

实验原理

7SEG-MPX2-CA数码管

7SEG-MPX2-CA数码管是一个两位数的阳极数码管，有10个针脚，通过标号a-dp八个针脚控制，LED灯的显示，通过标号为1，2的针脚控制显示的是个位或是十位的数码管。

要通过数码管显示具体数字，7SEG-MPX2-CA由于是一个阳极的数码管，所以需要接收在针脚上接收相应的低电平来显示，如如果要显示数字0，则标号a-dp的针脚需要接收1100 0000也就是0xF9的信号，同时如果不设置针脚1，2信号，便会个，十位都显示相同的数字1，于是需要通过对针脚1设置低电平，针脚2设置为高电平实现个位的发光，相反设置则十位的发光。

通过人眼的余晖效应，我们可以设置1，2信号变化，来让两个单片机显示自己想要的不同数字，由于人眼的分辨频率，远远跟不上数码管闪烁的频率，虽然是个十位数码管，不同时间进行闪烁，但在人眼看来仿佛是一起亮起来的。

计时器/计数器

定时/计数器T0和T1分别是由两个8位的专用寄存器组成，即定时/计数器T0由TH0和TL0组成，T1由TH1和TL1组成。此外，其内部还有2个8位的特殊功能寄存器TMOD和TCON，TMOD负责控制和确定T0和T1的功能和工作模式，TCON用来控制T0和T1启动或停止计数，同时包含定时/计数器的状态。

16位的定时器/计数器实质上就是一个加1计数器，其控制电路受软件控制、切换。 当定时器/计数器为定时工作方式时，计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生，即每过一个机器周期，计数器加1，直至计满溢出为止。

定时器的定时时间与系统的振荡频率有关。因一个机器周期等于12个振荡周期，所以计数频率fcount=1/12osc。

两个字节最大数据为65536（十进制），或者0FFFFH。

高字节为TH0=（65536-X）/256，就是除以256后的整数部分。

低字节为TL0=（65536-X）%256，减去高字节后余下的部分。

代码实现

//名称: LED模拟交通灯

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

#define SEG P3

sbit E_RED=P0^0; //东西红灯

sbit E_YELLOW=P0^1; //东西黄灯

sbit E_GREEN=P0^2; //东西绿灯

sbit N_RED=P0^3; //南北红灯

sbit N_YELLOW=P0^4; //南北黄灯

sbit N_GREEN=P0^5; //南北绿灯

sbit E_LEFT=P0^6; //南转东向绿灯亮，北转西向绿灯亮

sbit N_LEFT=P0^7; //东转北绿灯亮，西转南的绿灯亮

sbit btn = P1^0; //外部中断开关

/*sbit P30=P3^0; //测试led灯是否能亮

sbit P31=P3^1;

sbit P32=P3^2;

sbit P33=P3^3;

sbit P34=P3^4;

sbit P35=P3^5;

sbit P36=P3^6;

sbit P37=P3^7;*/

sbit SCON1 = P2^0; //控制数码管个位十位显示

sbit SCON2 = P2^1;

uchar num=10,ge,shi; //定义倒计时初始值

uchar a=0; //定义交通灯种类

uchar count=0; //控制两位数码管

uchar flag; //计时器是否达到1s

//定义表格存放共阳极LED的点阵码

unsigned char code ledTab[]={

0xC0, // 1100 0000 数字0

0xF9, // 1111 1001 数字1

0xA4, // 1010 0100 数字2

0xB0, // 1011 0000 数字3

0x99, // 1001 1001 数字4

0x92, // 1001 0010 数字5

0x82, // 1000 0010 数字6

0xF8, // 1111 1000 数字7

0x80, // 1000 0000 数字8

0x90 // 1001 0000 数字9

};

//type = 1; //操作类型变量

//i = 0; //循环变量

//1毫秒延迟子程序

void Delay_Ms(uint x){

uchar t;

while(x--)

{

for(t=50;t>0;t--);

}

}

int0()interrupt 0

{

TR0=~TR0;

}

//紧急暂停函数

void stop(){

//当按钮接受到低电平的时候，停止倒计时，所有路口变成红灯

if(btn==0){

Delay_Ms(1000); //取消抖动

TR0=~TR0; //停止倒计时

N_RED = 0;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

E_RED = 0;E_YELLOW = 1;E_GREEN = 1; E_LEFT=1;

}

}

//交通灯切换程序 此程序采用共阳极接法，所以低电平0有效

/*void traffic_light()

{

switch (type)

{

case 1: //南北绿，东西红

N_RED = 1;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 0; N_LEFT=1;

E_RED = 0;E_YELLOW = 1;E_GREEN = 1; E_LEFT=1;

Delay_Ms(5000);

type = 2;

break;

case 2: //南北闪黄灯，东西红灯

N_RED=1;N_YELLOW = 0; N_GREEN=1; N_LEFT=1;

E_RED=0; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

Delay_Ms(5000);

type = 3;

break;

case 3: //南转东向绿灯亮，北转西向绿灯亮

N_RED = 1; N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=0;

E_RED = 0; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

Delay_Ms(5000);

type = 4;

break;

case 4: //南北闪黄灯，东西红灯

N_RED = 1;N_YELLOW = 0; N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

E_RED = 0; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

Delay_Ms(5000);

type = 5;

break;

case 5: //南北应该亮红灯，东西要亮绿灯

N_RED = 0;N_YELLOW = 1; N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

E_RED = 1; E_YELLOW =1; E_GREEN=0; E_LEFT=1;

Delay_Ms(5000);

type = 6;

break;

case 6: //东西闪黄灯，南北亮红灯

N_RED = 0;N_YELLOW = 1; N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

E_RED = 1; E_YELLOW =0; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

Delay_Ms(5000);

type = 7;

break;

case 7: //东转北绿灯亮，西转南的绿灯亮

N_RED = 0;N_YELLOW = 1; N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

E_RED = 1; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=0;

Delay_Ms(5000);

type = 8;

break;

case 8: //东西闪黄灯，南北亮红灯

N_RED = 0;N_YELLOW = 1; N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

E_RED = 1; E_YELLOW =0; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

Delay_Ms(5000);

type = 1;

break;

}

}*/

void T0INTinit() //定时器T0初始化1秒

{

TMOD=0x01;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

}

void T0INT() interrupt 1

{

TH0=(65536-50000) / 256;

TL0=(65536-50000) % 256;

flag++;

if(flag==20)//当定时到1秒时执行花括号里面的语句

{

flag=0;

num--;

if (num == 0 && a%2 == 0) //控制黄灯倒计时

{

num = 5;

a++;

} else if (num == 0 && a%2 == 1){ //控制红绿灯倒计时

num =10;

a++;

}

switch (a%8)

{

case 0: //南北绿，东西红

N_RED = 1;N_YELLOW = 1;N_GREEN = 0; N_LEFT=1;

E_RED = 0;E_YELLOW = 1;E_GREEN = 1; E_LEFT=1;

break;

case 1: //南北闪黄灯，东西红灯

N_RED=1; N_YELLOW = ~N_YELLOW; N_GREEN=1; N_LEFT=1;

E_RED=0; E_YELLOW = 1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

break;

case 2: //南转东向绿灯亮，北转西向绿灯亮

N_RED = 1; N_YELLOW = 1;N_GREEN = 1; N_LEFT=0;

E_RED = 0; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

break;

case 3: //南北闪黄灯，东西红灯

N_RED = 1;N_YELLOW = ~N_YELLOW; N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

E_RED = 0; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

break;

case 4: //南北应该亮红灯，东西要亮绿灯

N_RED = 0;N_YELLOW = 1; N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

E_RED = 1; E_YELLOW =1; E_GREEN=0; E_LEFT=1;

break;

case 5: //东西闪黄灯，南北亮红灯

N_RED = 0;N_YELLOW = 1; N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

E_RED = 1; E_YELLOW = ~E_YELLOW; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

break;

case 6: //东转北绿灯亮，西转南的绿灯亮

N_RED = 0;N_YELLOW = 1; N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

E_RED = 1; E_YELLOW =1; E_GREEN=1; E_LEFT=0;

break;

case 7: //东西闪黄灯，南北亮红灯

N_RED = 0;N_YELLOW = 1; N_GREEN = 1; N_LEFT=1;

E_RED = 1; E_YELLOW = ~E_YELLOW; E_GREEN=1; E_LEFT=1;

break;

}

}

}

//主程序

void main(){

T0INTinit();

while(1){ //死循环

stop();

SEG=0xff; //消影，不然只显示一位

shi = num / 10;

ge = num % 10;

switch(count){

//通过余晖效应，虽然是不同时间，但人眼感觉是一起亮的

case 0: SCON1=0; SCON2=1; SEG=ledTab[ge]; break;

case 1: SCON1=1; SCON2=0; SEG=ledTab[shi]; break;

}

count++;

if(count>1) count=0;

//traffic_light(); //不断执行交通灯切换程序

}

}

成果图

当倒计时结束时候，进入黄灯闪烁，后在进入红灯

当按下紧急暂停按钮后，所有路口变为红灯，倒计时停止，再次点击后恢复