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基于51单片机的交通灯设计—夜间、紧急、复位、可调时间、四个数码管显示

article 2024/12/28 22:10:47

基于51单片机的交通灯设计

（仿真＋程序＋原理图＋PCB＋设计报告）

功能介绍

具体功能：

1、采用四方向数码管设计，更加符合真实的交通信号灯设计；

2、左侧按键从上到下依次为：复位、夜间模式、紧急模式、设定时间、时间加、时间减；

3、夜间模式：按下“夜间模式”按键后，四个方向的黄灯闪烁。再次按下则退出；

4、紧急模式：当救护车、救火车等通过时，按下“紧急模式”按键，四个方向全部亮红灯，待紧急车辆通过后，再次按键退出；

5、设定时间时，第一次按下“设定时间”键，设定东西方向的倒计时时间，东西方向的两个数码管亮，再次按下“设定时间”键，则设定南北方向的倒计时时间，同时南北方向的两个数码管亮，再次按下则退出设定状态，开始运行；

​演示视频：

基于51单片机的交通灯设计—夜间、紧急、复位、可调时间、四个数码管显示 

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

程序

#include<reg51.h>
/***微信公众号：木子单片机****/
#include<intrins.h>	   //包含库文件
sbit smg1=P3^0;		   //定义南北方向数码管低位
sbit smg2=P3^1;		   //定义南北方向数码管高位
sbit smg3=P3^2;		   //定义东西方向数码管低位
sbit smg4=P3^3;		   //定义东西方向数码管高位
sbit N_green=P2^0;	   //定义北向绿灯端口
sbit N_red=P2^1;	   //定义北向红灯端口
sbit N_yellow=P2^2;	   //定义北向黄灯端口	   

sbit S_green=P2^7;	   //定义南向绿灯端口
sbit S_red=P2^6;	   //定义南向红灯端口
sbit S_yellow=P2^5;	   //定义南向黄灯端口

sbit W_green=P1^0;	   //定义西向绿灯端口
sbit W_red=P1^1;	   //定义西向红灯端口
sbit W_yellow=P1^2;	   //定义西向黄灯端口   

sbit E_green=P1^7;	   //定义东向绿灯端口
sbit E_red=P1^6;	   //定义东向红灯端口
sbit E_yellow=P1^5;	   //定义东向黄灯端口

sbit k0=P3^4;		   //定义复位按键
sbit k1=P3^5;		   //定义夜间模式按键
sbit k2=P3^6;		   //定义紧急模式按键
sbit menu=P3^7;		   //定义设定时间按键
sbit zj=P1^3;		   //定义时间加按键
sbit jx=P1^4;		   //定义时间键按键

int kkk=0,fk=0;
int djs22,js1=0,djs21,flgaa,nbdjs=20,dxdjs=20;	//以上为临时变量
int js=0,djs=20,djs1=20;                        //初始倒计时时间
int table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x40};	  //共阴极数码管段值
/************以下为函数声明*************/
void jtd();
void jtda();
void jtdb();
void djsxs();
void yj();
void jj();
void jtday();
void jtdby();

/*****************************************************/
/*             函数名：delayms				    	 */
/*           功能：产生毫秒级延时					 */
/*****************************************************/
void delayms(int x)
{
char i;
while(x--)
 {
  for(i=150;i>0;i--); 
 }
}
/*****************************************************/
/*             函数名：Timer0_init()			 	 */
/*             功能：定时器0初始化					 */
/*****************************************************/
void Timer0_init()
{
      js=0;
	  TMOD=0x01;	  	//定义定时器0工作模式	
      TH0=0x4c;			//赋初值高位
	  TL0=0x00;			//赋初值低位
      TR0=1;			//启动定时器
	  ET0=1;			//开中断
	  EA=1;				//开全局中断
}
/*****************************************************/
/*        函数名：timer0() interrupt 1 using 1	     */
/*             功能：定时器0中断服务函数    		 */
/*****************************************************/
void timer0() interrupt 1 using 1	
{
	    TF0=0;
	 	TH0=0x4c;
		TL0=0x00;		  //重新赋高地位初值
		js++;
		if(js==22) 
		  { js=0;
		    djs--;
			djs1--;
			kkk++;		 //以上用于产生1S中断
		   }
}
/*****************************************************/
/*                 函数名：djsxs22()	             */
/*             功能：4个数码管动态显示      		 */
/*****************************************************/
void  djsxs22()			
{	int b1,b2;
 	b1=djs1/10;		   //将倒计时时间的高位赋予b1
	b2=djs1%10;		   //将倒计时时间的低位赋予b2
	P0=table[b1];
    smg1=0;
    delayms(3);
    smg1=1;			   //显示b1

	P0=table[b2];
	smg2=0;
	delayms(3);
	smg2=1;			   //显示b2
	
	P0=table[b1];
    smg3=0;
    delayms(3);
    smg3=1;			   //显示b1

	P0=table[b2];
	smg4=0;
	delayms(3);
	smg4=1;			   //显示b2
}
/*****************************************************/
/*                 函数名：djsxs11()	             */
/*             功能：4个数码管动态显示      		 */
/*****************************************************/
void  djsxs11()		 //此函数注视同djsxs22()
{	int b1,b2;
 	b1=djs/10;		 //将倒计时时间的高位赋予b1
	b2=djs%10;		 //将倒计时时间的低位赋予b2
	P0=table[b1];
    smg1=0;
    delayms(3);
    smg1=1;			 //显示b1

	P0=table[b2];
	smg2=0;
	delayms(3);
	smg2=1;			//显示b2
	
	P0=table[b1];
    smg3=0;
    delayms(3);
    smg3=1;		   //显示b1

	P0=table[b2];
	smg4=0;
	delayms(3);
	smg4=1;		   //显示b2
}
/*****************************************************/
/*                 函数名：djsxs1()	                 */
/*          功能：用来显示设定东西倒计时的时间       */
/*****************************************************/
void djsxs1()
 {	int b1,b2;
 	b1=djs1/10;     //将倒计时时间的高位赋予b1
	b2=djs1%10;	    //将倒计时时间的低位赋予b2
	P0=table[b1];
    smg3=0;
    delayms(3);
    smg3=1;			//显示b1

	P0=table[b2];
	smg4=0;
	delayms(3);		//显示b2
	smg4=1;
}

/*****************************************************/
/*                 函数名：djsxs()	                 */
/*          功能：用来显示设定南北倒计时的时间       */
/*****************************************************/
void djsxs()
 {	int b1,b2;
 	b1=djs/10;	   //将倒计时时间的高位赋予b1
	b2=djs%10;	   //将倒计时时间的低位赋予b2
	P0=table[b1];
    smg1=0;
    delayms(3);
    smg1=1;		   //显示b1

	P0=table[b2];
	smg2=0;
	delayms(3);
	smg2=1;		   //显示b2
}
/*****************************************************/
/*                 函数名：jj()	                     */
/*    功能：紧急模式，按下紧急模式按键后，四个方向   */
/*          数码管灭，红灯全亮，用于紧急车辆通过使   */
/*          用，比如消防车、救护车等。     			 */
/*****************************************************/
void  jj()
{
N_green=1;		   	//北向绿灯灭
N_red=0;			//北向红灯亮
N_yellow=1;		   	//北向黄灯灭

S_green=1;			//南向绿灯灭
S_red=0;			//南向红灯亮
S_yellow=1;			//南向黄灯灭

W_green=1;			//西向绿灯灭
W_red=0;			//西向红灯亮
W_yellow=1;		   	//西向黄灯灭

E_green=1;			//东向绿灯灭
E_red=0;			//东向红灯亮
E_yellow=1;			//东向黄灯灭
while(1)
	{
		if(k2==0)						         //紧急按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(k2==0)
			         {	while(!k2);				 //去除抖动，确认是否紧急按键按下
					    TR0=1;					  //启动定时器，以下四句用来判断回到哪个模式的
						if(flgaa==0)	jtda();	  //当flgaa=0时，回到jtda()函数
						if(flgaa==1)	jtdb();	  //当flgaa=1时，回到jtdb()函数
						if(flgaa==2)	jtday();  //当flgaa=2时，回到jtday()函数
						if(flgaa==3)	jtdby();  //当flgaa=3时，回到jtday()函数 这样的作用是，紧急模式从哪里进入，回到哪里

					 } 
		         }
	}
}

/*****************************************************/
/*                 函数名：qm()	                     */
/*        功能：使所有的交通信号灯全部熄灭           */
/*****************************************************/
void qm()
{
N_green=1;
N_red=1;
N_yellow=1;		   

S_green=1;
S_red=1;
S_yellow=1;

W_green=1;
W_red=1;
W_yellow=1;		   

E_green=1;
E_red=1;
E_yellow=1;
}
/*****************************************************/
/*                 函数名：set_djs1()	             */
/*            功能：设定南北方向倒计时时间           */
/*****************************************************/
void set_djs1()
{
while(1)
	{
		djsxs1();									//南北方向数码管显示当前时间
		if(zj==0)									//增加按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(zj==0)
			         {	while(!zj);					//去除抖动，确认是否增加按键按下
					    if(djs1>=99) djs1=99;		//倒计时最大设定时间为99秒
						else   djs1++;				//时间小于99秒时加一
						nbdjs=djs1;					//保存当前设定时间
					 }
		         }
		if(jx==0)									//减少按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(jx==0)
			         {	while(!jx);					//去除抖动，确认是否减少按键按下
					    if(djs1<=6) djs1=6;			//倒计时最小设定时间为6秒
						else djs1--;				//时间大于6秒时减一
						nbdjs=djs1;					//保存当前设定时间
					 }
		         }
		if(menu==0)									 //设定时间按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(menu==0)						
			         {	while(!menu);				 //去除抖动，确认是否按下
					    TR0=1;						 //定时器停止
						nbdjs=djs1;					 //保存当前设定时间
						jtda();						 //调用函数
					 }
		         }
	}
}
/*****************************************************/
/*                 函数名：set_djs()	             */
/*            功能：设定东西方向倒计时时间           */
/*****************************************************/
void set_djs()
{
while(1)
{
		djsxs();									  //东西方向数码管显示当前时间
		if(zj==0)									  //增加按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(zj==0)
			         {	while(!zj);					   //去除抖动，确认是否增加按键按下
					    if(djs>=99) djs=99;			   //倒计时最大设定时间为99秒
						else   djs++;				   //时间小于99秒时加一
						dxdjs=djs;					   //保存当前设定时间
					 }
		         }
		if(jx==0)									   //减少按键按下
		         {									   
			        delayms(3);						   
			        if(jx==0)
			         {	while(!jx);					   //去除抖动，确认是否减少按键按下
					    if(djs<=6) djs=6;			   //倒计时最小设定时间为6秒
						else djs--;					   //时间大于6秒时减一
						dxdjs=djs;					   //保存当前设定时间
					 }
		         }
		if(menu==0)									   //设定时间按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(menu==0)
			         {	while(!menu);				   //去除抖动，确认是否按下
					    TR0=0;						   //定时器停止
						dxdjs=djs;					   //保存当前设定时间
						set_djs1();					   //调用南北倒计时时间设定函数
					 }
		         }
}
}
/*****************************************************/
/*                 函数名：yj()	                     */
/*    功能：夜间模式，按下夜间模式按键后，四个方向   */
/*          数码管灭，黄灯闪烁，使用与夜晚车辆较少   */
/*          时使用。                                 */
/*****************************************************/
void yj()
{
int i;
qm();												   //信号灯全部熄灭
while(1)
{
W_yellow=0;											   //以下四行表示四个方向的黄灯亮
E_yellow=0;
S_yellow=0;
N_yellow=0;
for(i=0;i<9000;i++)									   //for语句，在这个作用是循环执行“是否夜间模式按键”按下，起到延时左右
	{
		if(k1==0)									   //夜间模式按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(k1==0)
			         {	while(!k1);					   //去除抖动，确认是否按下
					    TR0=1;						   //启动定时器，以下四句用来判断回到哪个模式的
						if(flgaa==0)	jtda();		   //当flgaa=0时，回到jtda()函数
						if(flgaa==1)	jtdb();		   //当flgaa=1时，回到jtdb()函数
						if(flgaa==2)	jtday();	   //当flgaa=2时，回到jtday()函数
						if(flgaa==3)	jtdby();	   //当flgaa=3时，回到jtday()函数 这样的作用是，紧急模式从哪里进入，回到哪里
					 }
		        }
	}
W_yellow=1;											   //以下四行表示四个方向的黄灯亮
E_yellow=1;
S_yellow=1;
N_yellow=1;

for(i=0;i<9000;i++)									   //for语句，在这个作用是循环执行“是否夜间模式按键”按下，起到延时左右
	{
		if(k1==0)									   //夜间模式按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(k1==0)
			         {	while(!k1);					   //去除抖动，确认是否按下
					    TR0=1;						   //启动定时器，以下四句用来判断回到哪个模式的
						if(flgaa==0)	jtda();		   //当flgaa=0时，回到jtda()函数
						if(flgaa==1)	jtdb();		   //当flgaa=1时，回到jtdb()函数
						if(flgaa==2)	jtday();	   //当flgaa=2时，回到jtday()函数
						if(flgaa==3)	jtdby();	   //当flgaa=3时，回到jtday()函数 这样的作用是，紧急模式从哪里进入，回到哪里
					 }
		         }
	}
}
}
/*****************************************************/
/*                 函数名：jtdb()	                 */
/*       功能：交通灯东西方向绿灯亮，红灯灭          */
/*             交通灯南北方向红灯亮，绿灯灭          */
/*****************************************************/
void jtdb()
{
qm();									 //所有信号灯灭
flgaa=1;								 //标志位
W_green=0;								 //西向绿灯亮
E_green=0;								 //东向绿灯亮
N_red=0;								 //北向红灯亮
S_red=0;								 //南向红灯亮
while(1)
{
	if(djs1>5)							 //当倒计时时间大于5秒时，执行
		{
			if(k0==0)					 //是否“复位”按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(k0==0)
			         {	while(!k0);		 //去除抖动，确定是否“复位”按键按下
					    djs=20;			 //倒计时时间重新赋值
						djs1=20;		 //倒计时时间重新赋值
												dxdjs=djs;							  //将东西方向的倒计时时间保存
	                    nbdjs=djs1;							  //将南北方向的倒计时时间保存
						jtda();			 //调用jtda()函数
					 } 
				  }
	if(k2==0)							 //是否“紧急模式”按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(k2==0)           
			         {	while(!k2);		 //去除抖动，确定是否“紧急模式”按键按下
					    TR0=0;			 //启动定时器
						jj();			 //调用紧急模式
					 } 
				 }
	if(k1==0) 							 //是否“夜间模式”按键按下
 				 {
			        delayms(3);
			        if(k1==0)
			         {	while(!k1);		 //去除抖动，确定是否“夜间模式”按键按下
					    TR0=0;			 //启动定时器
						yj();			 //调用夜间模式
					 } 
				 }
	if(menu==0)							  //是否“设定倒计时时间”按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(menu==0)			  
			         {	while(!menu);	  //去除抖动，确定是否“设定倒计时时间”按键按下
					    TR0=0;			  //启动定时器
						set_djs();		  //调用设定倒计时时间函数
					 }
		        }
	djsxs22();							  //数码管时间显示
   }
   if(djs1<=5) 						  //当倒计时时间小于5秒时，执行
	{
	 jtdby();							  //调用函数
	}
}
}
/*****************************************************/
/*                 函数名：jtdby()	                 */
/*       功能：交通灯东西方向黄灯亮，红灯灭          */
/*             交通灯南北方向红灯亮，绿灯灭          */
/*****************************************************/
void jtdby()
{
qm();									  //所有信号灯全灭
flgaa=3;								  //标志位
W_green=1;								  //西向绿灯灭
E_green=1;								  //东向绿灯灭
W_yellow=0;								  //西向黄灯亮
E_yellow=0;								  //东向黄灯亮
N_red=0;								  //北向红灯灭
S_red=0;								  //南向红灯灭
while(1)
{
	if(k0==0)							   //是否“复位”按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(k0==0)
			         {	while(!k0);		   //去除抖动，确定是否“复位”按键按下
					    djs=20;			   //倒计时时间重新赋值
						djs1=20;		   //倒计时时间重新赋值
												dxdjs=djs;							  //将东西方向的倒计时时间保存
	                    nbdjs=djs1;							  //将南北方向的倒计时时间保存
						jtda();			   //调用jtda()函数
					 } 
				 }
	if(k2==0)							   //是否“紧急模式”按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(k2==0)
			         {	while(!k2);		   //去除抖动，确定是否“紧急模式”按键按下
					    TR0=0;			   //启动定时器
						jj();			   //调用紧急模式
					 } 
				 }
	if(k1==0) 							   //是否“夜间模式”按键按下
 				 {
			        delayms(3);
			        if(k1==0)
			         {	while(!k1);		   //去除抖动，确定是否“夜间模式”按键按下
					    TR0=0;			   //启动定时器
						yj();			   //调用夜间模式
					 } 
				 }
	if(menu==0)							  //是否“设定倒计时时间”按键按下
		         {
			        delayms(3);
			        if(menu==0)
			         {	while(!menu);	  //去除抖动，确定是否“设定倒计时时间”按键按下
					    TR0=0;			  //启动定时器
						set_djs();		  //调用设定倒计时时间函数
					 }
		         }
djsxs22();								  //数码管时间显示
if(djs1<0) 								  //当倒计时时间小于0秒时，执行
  {
    djs=dxdjs;							  //将东西方向的倒计时时间保存
	djs1=nbdjs;							  //将南北方向的倒计时时间保存
	jtda();								  //调用jtda()函数
  }
}
}

/*****************************************************/
/*                 函数名：jtda()	                 */
/*       功能：交通灯南北方向绿灯亮，红灯灭          */
/*             交通灯东西方向红灯亮，绿灯灭          */
/*****************************************************/

硬件设计

使用元器件：

单片机：STC89C52；

（注意：单片机是通用的，无论51还是52、无论stc还是at都一样，引脚功能都一样。程序也是一样的。）

数码管：MT03621AR；

发光二极管：红、黄、绿；

晶振：11.0592；排阻：1K*8；

电容：22pF、10uF/16V；

电阻：1K；按键：6*6*5；

接线端子：5.08*2P；

自锁开关：8*8；

导线：若干；

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流程图：

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设计资料

01仿真图

本设计使用proteus7.8和proteus8.9两个版本设计，向下兼容，无需担心！具体如图！

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02原理图

本系统原理图采用Altium Designer19设计，具体如图！

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03程序

本设计使用keil5版本编程设计，资料有软件安装教程，无需担心！具体如图！

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04设计报告

一万三千字设计报告，具体如下！

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05设计资料

        资料获取请关注同名公众号，全部资料包括仿真源文件 、程序（含注释）、PCB电路图、AD原理图、任务书、开题报告、设计报告、结构框图、流程图、元件清单、实物图、实物演示视频等。具体内容如下，全网最全! ！

资料获取请观看前面演示视频！

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下面是开源51单片机设计资料

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