基于51單片機的交通燈設計

湯拓

【摘要】 交通燈在日常生活中扮演著重要角色，本文基于Atmel公司生產的型號為AT89C51的單片機，利用uvision的編譯環境進行編程，同時在Proteus的環境中進行仿真，對交通信號燈進行設計，使交通燈具有應急狀況處理的功能。

【關鍵詞】 交通燈 51單片機 uvision Proteus 應急處理

在日常生活中，交通燈是一項必不可少的公共設施，可以維護道路的暢通和交通的秩序。如若交通燈發生故障，那么后果可想而知。因此，交通燈的正常工作就顯得尤為重要。由于交通燈對于公共安全的重要性，本文基于51單片機模擬雙向交通燈的設計。

一、交通燈的設計要求

雙向交通燈紅、黃、綠燈對應相同，紅燈5s，黃燈1s，綠燈5s。當有急救車到達時，雙向交通信號為全紅，以便讓急救車通過。假定急救車通過路口時間為10s，急救車通過后，交通燈恢復中斷前狀態。

二、AT89C51單片機的中斷系統介紹

計算機系統中止當前的正常工作，轉入處理突發事件，等到突發事件處理完畢之后，再回到原來被中斷的地方，繼續原來的工作，這樣的整個過程稱為中斷。能夠實現這種功能的部件稱為中斷系統。產生中斷請求的事件稱為中斷源。其中AT89C51單片機具有5個中斷源，在本次設計中我們采用的是外部事情中斷請求源0，以及T1計數溢出事情中斷請求這兩個中斷源。

三、AT89C51單片機的定時/計數器介紹

在單片機中，通常計數器和定時器設計成一個部件——計數器，當計數脈沖的周期一定時，計數器就作為定時器，定時時間就是計數器計數次數和計數脈沖周期的乘積。在此我們采用的就是計數器的這個定時功能。

四、交通燈的硬件電路搭建

本次設計的硬件電路搭建如圖1。兩路交通燈的6個燈依次接在51單片機P1口的P1.0到P1.5，另外在單片機的P3.2口接一個按壓式開關作為救護車到來時的中斷源。

五、交通燈的軟件編程設計

中斷部分的程序設計。首先，應將51單片機中中斷允許寄存器IE的EA位設為1，這代表允許中斷源向CPU申請中斷，即CPU開放中斷。同時將IE的EX0位設為1，這代表允許外中斷0向CPU申請中斷。這樣的話，當救護車來的時候，可以借此發出中斷請求。接下來，應將定時器控制寄存器TCON的IT0位設為1，這代表外部中斷0的觸發方式選擇為邊沿觸發方式。由于筆者采用了按壓式的開關作為中斷的發出方式，這樣會產生一個脈沖，因此應當選擇邊沿觸發方式。定時部分的程序設計。首先，應將控制寄存器TCON的TR1位置1，啟動定時器T1計數。接下來，應將方式寄存器TMOD的值設為0x01，使得定時器T1工作在方式1，即16位定時/計數方式。然后，由于計時器的定時周期是1s，筆者使用定時/計數器T1精確定時50ms，則20次50ms中斷時，定時時間就是1s。在定時器中斷部分，筆者采用的是查詢方式，即CPU不斷查詢TF1的狀態，當TF1為1時，表示50ms定時已到，在主程序中判斷是否20次50ms定時已到，如是，則時間恰好為1s。同時TF1位軟件清0。根據公式，當定時時間為50ms時，計數初值應為15536，換算成十六進制是3CB0H，即計數器T1中TL1的初值為B0H；TH0的初值為3CH。當救護車到來時，雙向交通燈置紅，即將雙向交通燈的紅燈所對應的P1口位置1，其他位清0即可。時間長短的設置方法同上。最后，由于雙向交通燈紅燈5s，黃燈1s，綠燈5s，共11個狀態，我們利用switch語句為這11個狀態分別設置相應P1口的值，再利用一個循環即可。

六、結語

在機動車數量激增的今天，車輛擁堵、交通崩潰的現象還是時有發生的。其原因多半是交通燈時長設置的不合理，抑或無法根據一天之內不同時間的車流狀況，對交通燈的狀態進行調整。因此，合理地設計交通系統，同時對于交通燈的適當調試無疑將會派上很大用場。