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單片機(jī)交通燈課設(shè)分享 順帶學(xué)習(xí)心得

[復(fù)制鏈接]
ID:195836 發(fā)表于 2018-3-14 12:56 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
上個(gè)學(xué)期幫老師帶了本科課程設(shè)計(jì)，40個(gè)同學(xué)，我就想著先做一遍吧，就隨便選了一個(gè)交通燈的題目。題目如下

用AT89S52單片機(jī)控制一個(gè)交通信號(hào)燈系統(tǒng)。設(shè)A車道與B車道交叉組成十字路口，A是主道，B是支道，要求如下：
（1）用發(fā)光二極管模擬交通信號(hào)燈，用按鍵開關(guān)模擬車輛檢測信號(hào)；
（2）正常情況下，A、B兩車道輪流放行，A車道放行12s，其中3s用于警告；B車道放行8s，其中3s用于警告；（警告為黃燈閃爍）
（3）在交通繁忙時(shí)，交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)應(yīng)有手控開關(guān)，可人為地改變信號(hào)燈的狀態(tài)，以緩解交通擁擠情況。在B車道放行期間，若A車道有車而B車道無車，按下開關(guān)k1使A車道放行5s，在A車道放行期間，若B車道有車而A車道無車，按下開關(guān)k2使B車道放行5s；
（4）有緊急車輛通過時(shí)，按下k3開關(guān)使A、B車道均為紅燈，禁行5s。

看了題目，感覺比較正常，就做唄。其實(shí)也簡單，按下按鍵相當(dāng)于給他一個(gè)中斷，執(zhí)行中斷子程序之后返回原來的地方，大概整個(gè)內(nèi)容兩個(gè)小時(shí)搞定吧。嗯，比想象的時(shí)間要長。
做出來之后，感覺很奇怪。比如此時(shí)我是A通道放行，放行到第8s時(shí)，我讓B車道通，那么B車道通5s后我又回到A車道通，只通1s就開始警告3s然后又到B，感覺中間時(shí)間太短。而且閃爍的時(shí)候也挺混亂的。我設(shè)置的是閃爍3s，每秒亮0.5s，滅0.5s。那么直接回到中斷點(diǎn)的話這個(gè)時(shí)間也非�；靵y。

基于此，我對(duì)這題進(jìn)行了改進(jìn)。
某通道通過時(shí)，有按鍵按下，執(zhí)行相應(yīng)的中斷子程序。執(zhí)行完畢后會(huì)返回，但并不是之前中斷的位置，而是這樣的：
A通過通的過程中，按下k2并不會(huì)有任何動(dòng)作。按下k1，使B通道通行，返回時(shí)是重新使A通道通行，即通行12s。按下k3時(shí)，返回時(shí)是直接使B通道通行。
B通道同理。另外針對(duì)黃燈警告的時(shí)候，比如A亮黃燈，那么就認(rèn)為A通道已經(jīng)放行了很長時(shí)間，按鍵之后偏向于直接使得B通道通。
嗯，具體是怎樣的過程我已經(jīng)忘記了，可能剛剛描述的跟我做的不太準(zhǔn)確。但是很明顯看出這是在原來的題目上加以補(bǔ)充的，更貼合于實(shí)際情況。
那么我們來編程吧，這就遇到困難了。之前的程序相當(dāng)于是正常運(yùn)行，然后三個(gè)按鍵進(jìn)入三個(gè)中斷。但是現(xiàn)在我需要記住中斷之前我的狀態(tài)，中斷結(jié)束后要根據(jù)中斷前的狀態(tài)及具體執(zhí)行哪一個(gè)中斷程序來判斷結(jié)束后執(zhí)行什么任務(wù)。
因此，最重要的就是對(duì)各狀態(tài)進(jìn)行判斷。
在最初的版本中，主要就是每個(gè)階段點(diǎn)燈的子函數(shù)，然后掃描鍵盤的函數(shù)觸發(fā)中斷。這里的思路是三個(gè)按鍵連接3個(gè)IO口，同時(shí)連接到外部中斷，同時(shí)加上拉電阻。當(dāng)有按鍵按下時(shí)給一個(gè)低電平到外部中斷，中斷子函數(shù)掃描三個(gè)IO口判斷哪一個(gè)是低電平從而執(zhí)行相應(yīng)的操作。這里的連接涉及到一些與非門什么的。
但是這個(gè)版本并不能這樣。我考慮的是用定時(shí)器中斷而不用外部中斷。首先我使用了20個(gè)標(biāo)志位來輔助判斷程序運(yùn)行到哪一步了，這個(gè)就非常復(fù)雜了，環(huán)環(huán)相扣。另外我是采取的定時(shí)掃描方式，每隔1ms掃描各個(gè)標(biāo)志位，來判斷按鍵是否按下，而并非通過中斷來按下按鍵。整個(gè)主程序執(zhí)行時(shí)間極短，全部是根據(jù)標(biāo)志位點(diǎn)亮相應(yīng)的燈，而中斷程序主要根據(jù)按鍵及標(biāo)志位兩者來改變標(biāo)志位�，F(xiàn)在放出來給大家看看，希望不會(huì)頭暈。。。
程序有270行，我就不復(fù)制過來啦。


嗯，下面是個(gè)人的一些心得。我曾經(jīng)教過不下十個(gè)同學(xué)學(xué)習(xí)單片機(jī)，我推薦的都是普中的板子，但是他們看了視頻之后就認(rèn)為自己會(huì)了，實(shí)際上不是的。比如數(shù)碼管，整個(gè)視頻大概20分鐘吧（具體記不清了），他們看了之后就沒了，實(shí)際上單片機(jī)這個(gè)東西是需要多練的，我就會(huì)出一些題目，比如數(shù)碼管顯示0-F，一個(gè)按鍵改變顯示頻率，一個(gè)開關(guān)改變顯示方向（+/-）。做得過程中我自己也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問題，譬如就這個(gè)題目如果不用中斷效果很差（不過我相信可以改進(jìn)）。交通燈這個(gè)題目，應(yīng)該是各種課程做爛了的，沒想到我竟然做了三天，其中熬了兩天夜。
其次，學(xué)習(xí)單片機(jī)不僅僅只是學(xué)會(huì)編程，更要學(xué)會(huì)思考。真正做項(xiàng)目中具體任務(wù)都是自己定的，并不會(huì)像題目一樣給你限定死了，那么該選取怎樣的目標(biāo)？甚至包括具體硬件都是自己定的，需要自己靜下心來多思考。而我看得有些同學(xué)覺得這一塊不重要，只在意編程，這是不行的。

程序說不定有問題，半年前做的。只是提出一些自己的思路，希望能幫到大家。

仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）
0.png

單片機(jī)源程序如下:
  1. #include "reg51.h"
  2. sbit Ared=P2^0;
  3. sbit Ayel=P2^1;
  4. sbit Agre=P2^2;
  5. sbit Bred=P2^3;
  6. sbit Byel=P2^4;
  7. sbit Bgre=P2^5;
  8. sbit k1=P0^0;
  9. sbit k2=P0^1;
  10. sbit k3=P0^2;
  11. int flag_key,shine_a,shine_b;                        //通過flag_key來表示當(dāng)前按鍵情況，shine來表示當(dāng)前黃燈情況
  12. int flag_en1,flag_en2,flag_en3,flag_en4,flag_en5;                //五個(gè)任務(wù)的使能標(biāo)志位
  13. int flag_time1,flag_time2,flag_time3,flag_time4,flag_time5;                //定時(shí)器的開啟標(biāo)志位
  14. int time_1,time_2,time_3,time_4,time_5;                //定時(shí)器的計(jì)時(shí)標(biāo)志位
  15. int delay,rst;                //rst是復(fù)位標(biāo)志位，用來判斷中斷結(jié)束后執(zhí)行哪一個(gè)任務(wù)

  17. void scankey()
  18. {
  19.          if(k1==0)
  20.         {
  21.                 delay=1000;
  22.                 while(delay--);
  23.                 if(k1==0)
  24.                 {
  25.                          flag_en5=1;
  26.                         flag_key=1;
  27.                         flag_time1=0;
  28.                         flag_time2=0;
  29.                         flag_time3=0;
  30.                         flag_time4=0;
  31.                         time_1=0;
  32.                         time_2=0;
  33.                         time_3=0;
  34.                         time_4=0;
  35.                         while(!k1);
  36.                 }        
  37.         }
  38.         if(k2==0)
  39.         {
  40.                 delay=1000;
  41.                 while(delay--);
  42.                 if(k2==0)
  43.                 {
  44.                          flag_en5=1;                        
  45.                         flag_key=2;
  46.                         flag_time1=0;
  47.                         flag_time2=0;
  48.                         flag_time3=0;
  49.                         flag_time4=0;
  50.                         time_1=0;
  51.                         time_2=0;
  52.                         time_3=0;
  53.                         time_4=0;
  54.                         while(!k2);
  55.                 }        
  56.         }
  57.         if(k3==0)
  58.         {

  60.                  delay=1000;
  61.                 while(delay--);
  62.                 if(k3==0)
  63.                 {
  64.                          flag_en5=1;
  65.                         flag_key=3;
  66.                         flag_time1=0;
  67.                         flag_time2=0;
  68.                         flag_time3=0;
  69.                         flag_time4=0;
  70.                         time_1=0;
  71.                         time_2=0;
  72.                         time_3=0;
  73.                         time_4=0;
  74.                         while(!k3);
  75.                 }        
  76.         }
  77. }

  79. void led(int r1,r2,r3,r4,r5,r6)
  80. {
  81.         Ared=r1;
  82.         Ayel=r2;
  83.         Agre=r3;
  84.         Bred=r4;
  85.         Byel=r5;
  86.         Bgre=r6;
  87. }

  89. void main()
  90. {
  91. //定時(shí)器初始化
  92.         TMOD=0;
  93.         TH1=(8192-1000)/32;
  94.         TL1=(8192-1000)%32;
  95.         EA=1;
  96.         ET1=1;
  97.         TR1=1;
  98. //參數(shù)初始化
  99.         flag_key=0;
  100.         flag_en1=1;
  101.         flag_en2=0;
  102.         flag_en3=0;
  103.         flag_en4=0;
  104.         flag_en5=0;
  105.         time_1=0;
  106.         time_2=0;
  107.         time_3=0;
  108.         time_4=0;
  109.         time_5=0;
  110.         flag_time1=0;
  111.         flag_time2=0;
  112.         flag_time3=0;
  113.         flag_time4=0;
  114.         flag_time5=0;
  115.         shine_a=1;
  116.         shine_b=1;
  117.         rst=0;
  118.         while(1)
  119.         {
  120.                 scankey();
  121. //按鍵未按下，正常運(yùn)行                 
  122.                 if(flag_key==0)
  123.                 {
  124.                          if(flag_en1==1)
  125.                         {
  126.                                  rst=1;
  127.                                 flag_en1=0;
  128.                                 led(0,0,1,1,0,0);
  129.                                 flag_time1=1;
  130.                         }
  131.                         if(flag_en2==1)
  132.                         {
  133.                                 rst=2;
  134.                                 if(shine_a==1||shine_a==3||shine_a==5)
  135.                                         led(0,1,0,1,0,0);
  136.                                 else if(shine_a==2||shine_a==4||shine_a==6)
  137.                                         led(0,0,0,1,0,0);
  138.                                 flag_time2=1;
  139.                                 if(shine_a==6)
  140.                                         flag_en2=0;                                
  141.                         }
  142.                         if(flag_en3==1)
  143.                         {
  144.                                  rst=3;
  145.                                 flag_en3=0;
  146.                                 led(1,0,0,0,0,1);
  147.                                 flag_time3=1;
  148.                         }
  149.                         if(flag_en4==1)
  150.                         {
  151.                                 rst=4;
  152.                                 if(shine_b==1||shine_b==3||shine_b==5)
  153.                                         led(1,0,0,0,1,0);
  154.                                 else if(shine_b==2||shine_b==4||shine_b==6)
  155.                                         led(1,0,0,0,0,0);
  156.                                 flag_time4=1;
  157.                                 if(shine_b==6)
  158.                                         flag_en4=0;               
  159.                         }
  160.                 }

  162.                 if(flag_key==1)
  163.                 {
  164.                          if(flag_en5==1)
  165.                         {
  166.                                  flag_en5=0;
  167.                                 led(0,0,1,1,0,0);
  168.                                 flag_time5=1;
  169.                         }
  170.                 }

  172.                 if(flag_key==2)
  173.                 {
  174.                          if(flag_en5==1)
  175.                         {
  176.                                  flag_en5=0;
  177.                                 led(1,0,0,0,0,1);
  178.                                 flag_time5=1;
  179.                         }
  180.                 }

  182.                 if(flag_key==3)
  183.                 {
  184.                          if(flag_en5==1)
  185.                         {
  186.                                  flag_en5=0;
  187.                                 led(1,0,0,1,0,0);
  188.                                 flag_time5=1;
  189.                         }
  190.                 }
  191.         }
  192. }

  194. void hml() interrupt 3
  195. {
  196.          if(flag_time1==1)
  197.                 time_1++;
  198.         if(time_1==3000)
  199.         {
  200.                  time_1=0;
  201.                 flag_time1=0;
  202.                 flag_en2=1;
  203.         }

  205.         if(flag_time2==1)
  206.                 time_2++;
  207.         if(time_2==500)
  208.         {
  209.                  time_2=0;
  210.                 shine_a++;
  211.                 if(shine_a==7)
  212.                 {
  213.                          flag_time2=0;
  214.                         flag_en3=1;
  215.                         shine_a=1;
  216.                 }
  217.         }

  219.         if(flag_time3==1)
  220.                 time_3++;
  221.         if(time_3==3000)
  222.         {
  223.                  time_3=0;
  224.                 flag_time3=0;
  225.                 flag_en4=1;
  226.         }

  228.         if(flag_time4==1)
  229.                 time_4++;
  230.         if(time_4==500)
  231.         {
  232.                  time_4=0;
  233.                 shine_b++;
  234.                 if(shine_b==7)
  235.                 {
  236.                          flag_time4=0;
  237.                         flag_en1=1;
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  239.                 }
  240. ……………………

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ID:1 發(fā)表于 2018-3-15 02:40 | 顯示全部樓層
好資料，51黑有你更精彩!!!
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ID:291647 發(fā)表于 2018-3-15 09:28 | 顯示全部樓層
資料很好，謝謝
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