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1、交通灯模拟电路摘要在现代社会，随着科技和经济的高速发展，城市交通问题日益严重。城市交通问题与我们的生活是息息相关的，不仅仅影响着我们的生活状态，更影响着我们的生活质量。同时，这也是交通管理部门所关注的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测，交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。因此，我通过用所学的知识设计了一套交通灯控制电路方案。本文主要探讨了交通灯的工作原理，以及怎样运用汇编和接口的知识来制作出交通灯模拟系统。关键词：单片机 定时器 硬件资源 汇编程序 1. 设计目的通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时计数器的使用方法，
2、并把硬件和汇编相结合，设计出一个交通灯控制系统，一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统。利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并用LED灯显示倒计时间。2. 设计原理 图1 首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口如图1所示，为东南西北走向。初始状态0为东西南北都红灯亮。然后转状态1东西绿灯通车，南北红灯亮。过一段时间后，转状态2，东西绿灯灭，黄灯闪几下，南北还是红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯亮。过一段时间后转状态4，南北绿灯灭，闪几个黄灯，东西还是为红灯亮，一段时间后，又循环至状态1。列出交通信号灯的状态表如下：（其中，1代表灯亮，0代表灯灭）表1
3、交通信号灯状态表状态北西南东绿黄红绿黄红绿黄红绿黄红00010010010011001100001100200101000101031000011000014010001010001对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。通过延时时间送显，可以在原有的交通信号灯系统的基础上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。3.
4、硬件资源及其分配主要用到的硬件：P1端口、P3端口、LED数码管、LED发光二级管、定时器T0硬件分配：1、 P1口：做为输出口，与发光二极管相连接，其状态及对应的十六进制值如下：表2 P1状态表 方向状态无南 北东 西十六进制值说 明P1.7 P1.6P1.5 P1.4 P1.3P1.2 P1.1 P1.000000100109H都为红灯亮1000011000CH东西绿南北红2000010100AH东西黄闪南北红0000100008H30010000121H东西红南北绿40001000111H南北黄闪东西红0000000101H2、P3口中的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)作特殊用途,
5、数据(倒计时时间)从RXD端输入,TXD端输出。3、74LS240和LED发光二极管用来显示灯亮情况。4、定时/计数器T0用来产生1秒的定时5、74LS240和数码管用来显示时间4. 硬件图硬件设计图如下所示：图2 硬件设计图5. 程序框图程序框图如下图所示：图3 程序框图6. 程序流程图及程序图4 程序流程图;主程序: ORG 0000H AJMP MAINORG 0030H MAIN: MOV SP,#60H MOV SCON,#00H ;设置串行口工作方式为方式0 CLR TI CLR RI MOV A,#09H ;置初态,东南西北都为红灯亮 MOV P1,A MOV R2,#4 LCA
6、LL DELAY ; 调用4次1秒的延时子程序 H1:MOV A,#0CH ;东西绿灯亮,南北红灯亮 MOV P1,A MOV R2,#10 LCALL DELAY ;调用10次1秒的延时子程序 MOV R7,#03H ;黄灯闪烁次数为3次 H2:MOV A,#0AH ;东西黄灯闪,南北红灯亮 MOV P1,A MOV R2,#1 LCALL DELAY ;每1秒闪烁一次 MOV A,#18H ;南北红灯亮,南北黄灯也闪 MOV P1,A MOV R2,#1 LCALL DELAY ;调用1秒的延时子程序 DJNZ R7,H2 ;判断闪烁次数是否达到 MOV A,#21H ;东西红灯亮,南北绿
7、灯亮 MOV P1,A MOV R2,#10 ; LCALL DELAY ;延时10秒 MOV R7,#03H H3:MOV A,#11H ;东西红灯亮,南北黄灯闪 MOV P1,A MOV R2,#1 LCALL DELAY MOV A,#03H ;东西红灯亮,东西黄灯闪 MOV P1,A MOV R2,#1 LCALL DELAY DJNZ R7,H3 ;判断黄灯闪的次数是否达到 LJMP H1 ;循环;1秒的延时子程序:DELAY: MOV R3,#20 ;定时1秒 MOV TMOD,#10H ;T1定时器，方式1 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H SETB TR1L
8、OOP: JBC TF1，NEXT SJMP LOOPNEXT: MOV TL1,#080H MOV TH1，#3CH DJNZ R3，LOOP ;数据传送: DEC R2 ;R2自动减1 MOV DPTR,#CDATA ;置表初地址 MOV A,R2 ;屏蔽R2的高位 SWAP A ANL A,#0FH ; MOVC A,A+DPTR ;读表格数据 CPL A ;取反 MOV SBUF ,A ;串行发送数据AA1: JBC TI,A1 ; SJMP AA1A1: MOV A,R2 ANL A,#0FH MOVC A ,A+DPTR ; CPL A MOV SBUF ,AAAB1: JBC T
9、I,AB1 ; SJMP AAB1AB1: CJNE R2,#00H,DELAY ;当R2为0时返回,不为0时,则跳转 RET CDATA:DB 03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09H END7.调试运行1、接硬件图接线，为了确保东西南北红黄绿灯能够对应显示，实验时，对P1口的接线做了调整。即，P1.0接L3,P1.1接L2,P1.2接L1,P1.3接L6,P1.4接L5,P1.5接L32、S/P区DATA插孔接BUS 3区P3。0 S/P区CLK插孔接BUS 3区P3。1 S/P区 CLR接/SP插孔3、从0030H单元开始连续运行，观察六个LED灯是
10、否与交通显示情况对应，如果有偏差，则单步运行或断点运行，进行调试，直至满足设计要求。4、调试完灯的显示后，从0030H开始连续运行，观察数码管显示的是否正常，如果不正常，则运用单步运行或断点运行进行分析和调试，直至满足要求。5、整体运行，观察灯显示和时间显示是否都符合要求，如果不符合，则再调试。直至满足要求。8.总结 由于是初次接触单片机，在设计的过程中遇到了不少的障碍，所幸的是，经过和同学的探讨与交流，让我克服了这些障碍，最终完成了实验。这让我体会到了不少团队合作的乐趣，也提高了我的交流能力。这个设计过程中，我遇到过许多次失败的考验，就比如，自己对实际生活中的交通秩序的不了解给整个设计带来的
11、困扰，真想要就此罢休，然而，就在想要放弃的那一刻，我明白了，原来结果并不那么重要，我们更应该注重的是这一整个过程。于是，我坚持了下来。当然最终，这个设计很成功，主要体现在，这一整个系统，与用8255来制作的交通灯控制系统相比，程序简单易读，结构清楚，最重要的是成本低。在设计一个系统，除了达到所要求的性能指标以外，成本也是很重要的一个指标。成本的高低也决定了产品的适用性。当然，在这次实验中，我体会到最多的是学习新知识的乐趣，一种克服新的知识领域的成就感在完成设计的那一刹那油然而生。在大学中，对我们来说，最重要的是自我学习能力。因此 ，这次课程设计不仅仅是一个知识的综合 ，更是对我们学习能力的一种考验。我想，经过这次的历练，以后我可以更有自信的迎接一次又一次的未知的考验！ 参考文献1 苏家健等. 单片机原理及应用技术M. 北京：高等教育出版. 20042 沈美明. 温冬婵. IBM-PC汇编语言程序设计（第2版）M. 北京：清华大学出版社. 2009
