PIC单片机实现交通灯控制系统

文章摘要：1 引 言 我国机动车辆发展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后。道路拥挤、阻塞现象及交通事故常有发生。如何利用当今计算机与自动控制技术，有效地疏导交通，提高城镇交通路口的通行能力，提高车辆速度，减少交通事故是值得我们研究的新课题。而目前国内利用单片机实行交通管制这方面应用较少。下面分析用PIC实现交通灯控制设计方法。2 硬件设计本系统选用美国Microchip公司的PICl6F873单片机。配合一些外围电路完成交通灯自动转换系统。PIC单片机有以下优点：①采用哈佛结构(数据总线和指令总线分离)。②指令的"单字节化"。③精简指令集(RISC)技术。④寻址方式简单。

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1 引 言

我国机动车辆发展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后。道路拥挤、阻塞现象及交通事故常有发生。如何利用当今计算机与自动控制技术，有效地疏导交通，提高城镇交通路口的通行能力，提高车辆速度，减少交通事故是值得我们研究的新课题。而目前国内利用单片机实行交通管制这方面应用较少。下面分析用PIC实现交通灯控制设计方法。

2 硬件设计

本系统选用美国Microchip公司的PICl6F873单片机。配合一些外围电路完成交通灯自动转换系统。PIC单片机有以下优点：

①采用哈佛结构(数据总线和指令总线分离)。
②指令的"单字节化"。
③精简指令集(RISC)技术。
④寻址方式简单。
⑤代码压缩率的提高。
⑥运行速度高。
⑦功耗低、驱动能力强。
⑧具备PC和SPI串行总线端口。
⑨寻址空间简洁。
⑩外围电路简洁。
⑾开发方便。
⑿C语言编程。
⒀品种丰富。
⒁程序保密性强。

其指令系统除了程序分支指令是单字节双周期指令外，其他指令都是单周期、单字节指令。在这些指令中，没有功能相交叉的指令，使所有的指令具有简洁性，从而执行速度非常快。PIC单片机硬件特点：PICl6F873型单片机是PIC中级单片机中很有特色的一款，其指令字节为14b。他具有PIC单片机的全部优点，而且片内还带有128×8的EzPROM数据存储器，其程序存储器(4k×l4b)也与众不同，采用快闪存储器。快闪存储器可以实现在电路板上快速擦除和写入，最适合制作仿真板。借助于PICl6F873制作的仿真板，我们在程序编写和调试过程中，可以方便的烧写程序和修改程序。

电路完成功能是：车辆放行方向上(A线)绿灯亮25s，黄灯警告5s，车辆禁止方向上(B线)红灯亮30s，然后绿灯开始放行。各方向上计数器从30开始递减，减到。从新开始。设计方框图如图1所示，整个电路由PICl6873所控制，译码电路由CD4056和7段数码管构成，CD4056的功能是将BCD码转换成十进制数，然后送7段数码管显示输出。6个发光二极管用来模拟双向十字路口的红、黄、绿灯。

3 软件设计

Microchip公司为PIC系列单片机配备了功能强大的软件集成开发环境MPLAB，应用MPLAB就能在微机上对PIC系列单片机进行程序的创建、录入、编辑以及汇编，甚至还能实现程序的模拟运行动态调试(Debug)之类的虚拟演练，而且调试可以采用连续运行、单步运行、自动单步运行、设置断点运行等多种运行方式。

3．1 主程序方框图

主程序框图如图2所示。

控制过程可分为4个过程：

①给PORTA送控制码"0CH"，就是给A口的数据寄存器送"00001100''这样就使A线的绿灯亮，B线的红灯亮。

②同样的给PORTA送"0AH"，A线黄灯亮，B线红灯亮。

③给PORTA送"21H"，A线红灯亮，B线绿灯亮。

④给PORTA送"llH"，A线红灯亮，B线黄灯亮。

这样就完成了红绿灯的转换。用A口来控制双向路口的红黄绿灯的闪亮，将控制码送入A口的数据寄存器PORTA，送1表示输出高电平、0表示输出为低电子，PORTA内容输出就可控制红黄绿灯的亮暗。

3．2 8位二进制转化成2位BCD码流程图

二进制到BCD码转变流程图如图3所示。 如果直接接?段显示器，就需要2个输出端口(PORTC和PORTB)，而接上CD4056后只需要1个输出端口(PORTC)，这样就可以省出一个输出端口(PORTB)用于其功能扩展。二进制到BCD码转变子程序就是为了利用CD4056能完成功能而编写的。

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