單片機(jī)實(shí)驗(yàn)--交通燈

相關(guān)硬件電路；

2、掌握單片機(jī)中斷的應(yīng)用和中斷處理程序的編寫方法；

3、掌握單片機(jī)內(nèi)部定時/計數(shù)器的使用及編程方法

。

二、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

1、完成作業(yè)4

2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫好相關(guān)程序，并進(jìn)行Proteus仿真。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為3項(xiàng)，其中第1、2項(xiàng)必做。

1、基本交通燈。

根據(jù)圖3.2電路，用單片機(jī)的IO口控制4組紅綠黃共12個發(fā)光二極管，使發(fā)光二極管按照一定規(guī)則與次序發(fā)光與閃亮以實(shí)現(xiàn)模擬交通燈的功能。假設(shè)初始狀態(tài)為：（南北通行狀態(tài)）南北綠燈、東西紅燈（25s）；后轉(zhuǎn)為過度狀態(tài)：南北黃燈、東西紅燈（5s）；再轉(zhuǎn)為東西通行狀態(tài)：東西綠燈、南北紅燈25（s）。再轉(zhuǎn)為過渡狀態(tài)：東西黃燈、南北紅燈(5s)，然后循環(huán)往復(fù)。

要求采用定時器實(shí)現(xiàn)所需要的定時時間。

2、鍵控交通燈。

按一下K1鍵

，保持南北通行狀態(tài)；按一下K2鍵

，保持東西通行狀態(tài)；按一下K3鍵

，保持正常交通燈。

要求在中斷中進(jìn)行按鍵處理。

3、具有閃爍的交通燈。

在2的基礎(chǔ)上增加，綠燈最后5s閃爍，即亮0.5S滅0.5S閃爍。

四、實(shí)驗(yàn)原理圖

圖3.2交通燈實(shí)驗(yàn)電路原理圖

圖3.2共有4個按鍵K1、K2、K3、K4，分別連接到單片機(jī)P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引腳，按鍵后對應(yīng)引腳為低電平，通過4個二極管D17、D18、D19、D20連接到P3.2（外部中斷0），這是二極管構(gòu)成的相與電路，即任意按一個鍵能在P3.2上產(chǎn)生一個低電平或下降，作為中斷觸發(fā)信號。

五、軟件設(shè)計思想

1、定時思想。

采用定時器T0或T1的方式1定時500ms，每500ms中斷進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)10次即0.5s，計數(shù)20次即1s，對秒計數(shù)實(shí)現(xiàn)所需要的定時時間。

2、亮燈控制思想。

單片機(jī)控制燈引腳與燈對應(yīng)如下，0點(diǎn)亮。

一共有四種狀態(tài)S0、S1、S2、S3，

a、南北通行S0狀態(tài)：

南北綠燈、東西紅燈，P0=11110111=0xf7，P1=10011110=0x9e；

南北通行S0

b、過渡狀態(tài)S1：

南北黃燈、東西紅燈，P0=11111011=0xfb，P1=10101110=0xae；?

過渡狀態(tài)S1?

c、東西通行狀態(tài)S2：

東西綠燈、南北紅燈，P0=11111100=0xfc，P1=11110011=0xf3；?

東西通行狀態(tài)S2?

d、過渡狀態(tài)S3：

東西黃燈、南北紅燈，P0=11111101=0xfd，P1=01110101=0x75；

過渡狀態(tài)S3?

設(shè)置一個秒計數(shù)單元SEC每秒+1，設(shè)置兩個控制值變量a，b。

首先令SEC=0，a=0xfd，b=0x75，處于S0狀態(tài)；

SEC==25，a=0xfc，b=0xf3，處于S1狀態(tài)；

SEC==30，a=0xfb，b=0xae，處于S2狀態(tài)；

SEC==55，a=0xf7，b=0x9e，處于S3狀態(tài)；

SEC==60，SEC=0，a=0xfd，b=0x75，處于S0狀態(tài)；

P0=a，P1=b。

3、交通燈鍵控

按鍵后即進(jìn)入外部中斷0，在外部中斷0中斷程序中判斷：若是按K1鍵，控制南北通行狀態(tài)，并將定時器T0關(guān)閉，即可保持南北通行狀態(tài)；若是按K2鍵，控制東西通行狀態(tài)，并將定時器T0中斷關(guān)閉，即可保持東西通行狀態(tài)；若是按K3鍵，開啟定時器T0中斷，恢復(fù)正常交通燈。

4、閃爍控制?

在需要閃爍時，0.5s按正常顯示，0.5s全滅，即是閃爍效果。實(shí)現(xiàn)方法是：當(dāng)=0.5s的時刻，并且在南北通行的最后5s(19或在東西通行的最后5s(49，滅綠燈：P0=0xf9，P1==0x24，當(dāng)=1s的時刻，按正常顯示。

六、實(shí)驗(yàn)源代碼

#include//基本的交通燈程序

#defineuintunsignedint

uintflag=20;//定義計時器標(biāo)志

uintsecond=0;//定義秒標(biāo)志

voidmain()

{

TMOD=0x01;//選擇T0計時器的工作方式1

TH0=(65536-50000)/256;//給TH0裝初始值為50000us

TL0=(65536-50000)%6;//給TH1裝初始值

TR0=1;//SCON中T0計時器打開

ET0=1;//打開定時計數(shù)器T0中斷

EA=1;//打開總中斷

P2=0xf7;//交通燈賦初始狀態(tài)

P3=0x9e;

while(1)//等待時間，做出反應(yīng)

{

if(second==25)

{P2=0xf7;P3=0x9e;}

if(second==30)

{P2=0xfb;P3=0xae;}

if(second==55)

{P2=0xfc;P3=0xf3;}

if(second==60)

{P2=0xfd;P3=0x75;}

if(second>60)second=second`;

}

}

voidT0_int(void)interrupt1

{

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%6;

flag--;

if(flag==0)

{

second++;//秒標(biāo)志加1

flag=20;//重置計時器標(biāo)志

}

}

#include//基本的交通燈程序

#defineuintunsignedint

sbitk1=P2^0;

sbitk2=P2^1;

sbitk3=P2^2;

uintflag=5;//定義計時器標(biāo)志

uintsecond=0;//定義秒標(biāo)志

uintkey;//判斷按鍵是否按下的標(biāo)志

voidmain()

{

TMOD=0x01;//選擇T0計時器的工作方式1

TH0=(65536-5000)/256;//給TH0裝初始值為50000us

TL0=(65536-5000)%6;//給TH1裝初始值

TR0=1;//SCON中T0計時器打開

ET0=1;//打開定時計數(shù)器T0中斷

EX0=1;//開外部中斷0

IT0=1;//外部中斷0觸發(fā)方式為跳變沿觸發(fā)

PX0=1;//設(shè)置外部中斷0優(yōu)先級為1

EA=1;//開總中斷

P1=0xf7;//交通燈賦初始狀態(tài)

P3=0x9e;

while(1)//等待時間，做出反應(yīng)

{

if(second==10)

{P1=0xf7;P3=0x9e;}

if(second==20)

{P1=0xfb;P3=0xae;}

if(second==30)

{P1=0xfc;P3=0xf3;}

if(second==40)

{P1=0xfd;P3=0x75;}

if(second>40)second=second`;

if(key==1){TR0=0;P1=0xf7;P3=0x9e;}//如果k1按下，南北通行

if(key==2){TR0=0;P1=0xfc;P3=0xf3;}//如果k2按下，東西通行

if(key==3)//如果k3按下，普通交通燈

{

TR0=1;

TH0=(65536-5000)/256;

TL0=(65536-5000)%6;

}

}

}

voidT0_int(void)interrupt1//定時計數(shù)器的中斷子程序

{

TH0=(65536-5000)/256;

TL0=(65536-5000)%6;

flag--;

if(flag==0)

{

second++;//秒標(biāo)志加1

flag=5;//重置計時器標(biāo)志

}

}

voidX0_int(void)interrupt0//外部中斷0的中斷子程序

{

if(k1==0)key=1;//根據(jù)各按鍵情況設(shè)置按鍵標(biāo)志

if(k2==0)key=2;

if(k3==0)key=3;

}