一、简介
基于8051系列单片机实现，旨在模拟一个简单的交通灯系统，实现红、黄、绿灯的交替亮灭。使用了特殊功能寄存器（SFR）和位操作来控制硬件，使用定时器0的中断功能来控制交通灯信号的切换。通过软件控制，实现交通灯的红、黄、绿灯的亮灭和闪烁。
二、头文件选择，变量定义
在8051微控制器上基于嵌入式C语言的程序片段。定义一系列的宏定义、全局变量和特殊功能位（sbit），用于简化寄存器操作和提高代码可读性。
2.1头文件：
头文件：包含了针对8051微控制器的头文件REG52.H。
2.2宏定义：
uint 和 uchar 分别定义为 unsigned int 和 unsigned char，用于简化代码中的类型声明。
2.3全局变量：
定义了 Time_Count、Flash_Count 和 Operation_Type 三个无符号字符变量，用于控制交通灯的计时和操作类型。
2.4特殊功能位定义：
使用 sbit 关键字定义了6个特殊功能位，分别对应两个交通灯的红、黄、绿灯。
2.5主要引脚口定义：
P0 的 0~5引脚连接红绿灯，由于同方向的灯显示方式相同。
P0.0 ~ P0.2： 分别对应横向的红灯，黄灯，绿灯
P0.3 ~ P0.5： 分别对应纵向的红灯，黄灯，绿灯
三、中断函数说明
T0_INT 用于处理定时器0（Timer 0）的中断。这个中断服务程序是交通灯信号控制逻辑的核心部分，负责根据预设的时间间隔改变交通灯的状态。
3.1中断标识：
interrupt 1 表示这是一个响应定时器0中断的服务程序。数字 1 是定时器0中断的标识符。
3.2定时器重新加载：
TH0 = -50000/256; 和 TL0 = -50000%256; 这两行代码重新加载定时器0的高八位（TH0）和低八位（TL0）寄存器。这里通过计算 -50000 的高八位和低八位，设置定时器的溢出时间。这决定了交通灯状态切换的时间间隔。
3.3状态机逻辑：
使用 switch 语句根据 Operation_Type 的值来决定当前应该执行哪个操作。Operation_Type 是一个全局变量，用于跟踪交通灯的当前状态。
3.4交通灯状态控制：
在每个 case 语句中，根据当前的 Operation_Type，设置相应的交通灯信号位（RED_A, YELLOW_A, GREEN_A, RED_B, YELLOW_B, GREEN_B）。这些位与硬件上的LED灯相连，控制灯的亮灭。
3.5时间计数和状态切换：
Time_Count 用于跟踪当前状态持续的时间。当达到预设的时间（例如100个中断周期）后，Time_Count 被重置，Operation_Type 更新为下一个状态。
3.6闪烁控制：
对于黄灯闪烁的状态（Operation_Type 为2和4），使用 Flash_Count 来跟踪闪烁的次数。当黄灯闪烁了预设的次数（例如10次）后，Flash_Count 被重置，Operation_Type 更新为下一个状态。
3.7状态循环：
状态机的设计使得交通灯的状态在四个状态之间循环：红灯亮、黄灯闪烁、绿灯亮、黄灯闪烁。
3.8代码展示：
void T0_INT() interrupt 1
{
TH0 = -50000/256;
TL0 = -50000%256;
switch(Operation_Type)
{
case 1:
RED_A=0; YELLOW_A=0; GREEN_A=1;
RED_B=1; YELLOW_B=0; GREEN_B=0;
if(++Time_Count != 100) return;
Time_Count=0;
Operation_Type = 2;
break;
case 2:
if(++Time_Count != 8) return;
Time_Count=0;
YELLOW_A=!YELLOW_A;
GREEN_A=0;
if(++Flash_Count != 10) return;
Flash_Count=0;
Operation_Type = 3;
break;
case 3:
RED_A=1; YELLOW_A=0; GREEN_A=0;
RED_B=0; YELLOW_B=0; GREEN_B=1;
if(++Time_Count != 100) return;
Time_Count=0;
Operation_Type = 4;
break;
case 4:
if(++Time_Count != 8) return;
Time_Count=0;
YELLOW_B=!YELLOW_B;
GREEN_B=0;
if(++Flash_Count !=10)
return;
Flash_Count=0;
Operation_Type = 1;
break;
}
}
四、主函数说明
main 函数是程序的入口点，负责初始化微控制器的定时器和中断系统，以便能够周期性地改变交通灯的状态。
4.1定时器模式设置：
TMOD = 0x01;
这行代码设置了定时器模式寄存器（TMOD）。值 0x01 表示定时器0被设置为模式1，这是一个16位的定时器/计数器模式，适用于精确的时间延迟和事件计数。
4.2中断使能设置：
IE = 0x82;
这行代码设置了中断使能寄存器（IE）。值 0x82 表示允许定时器0的中断（TCON.IT0 = 1，允许定时器0的中断）和全局中断（IE.EA = 1，允许所有中断）。
4.3定时器启动：
TR0 = 1;
这行代码启动了定时器0。一旦定时器启动，它将根据系统时钟的频率计数，直到溢出并触发中断。
4.4无限循环：
while(1);
这个无限循环确保了程序在没有外部干预的情况下持续运行。由于中断系统被激活，程序的执行实际上是由定时器0的中断来驱动的。每次定时器溢出，都会调用 T0_INT 中断服务程序来更新交通灯的状态。
4.5代码展示：
void main()
{
TMOD = 0x01;
IE = 0x82;
TR0 = 1;
while(1);
}
五、仿真电路图
电路图设计：
电路设计思路：
通过了解，得知红绿灯同方向的灯亮起的情况是相同的，所以在设计电路时，将同方向的灯连在了同一个I/O口，这样可以节约I/O口资源，同时也方便代码编写。
微控制器：AT89C51位于中心位置。
时钟源：12MHz晶振连接到XTAL1和XTAL2。
I/O端口：P0.0 ~ P0.2： 分别对应横向的红灯，黄灯，绿灯
P0.3 ~ P0.5： 分别对应纵向的红灯，黄灯，绿灯
LED灯：红、黄、绿LED灯分别代表不同的信号灯。
限流电阻：每个LED串联一个电阻，如220Ω。
电源：通常使用5V或3.3V稳压电源。
复位按钮：连接到RST引脚，用于初始化微控制器。
定时器：Timer 0配置为特定模式，用于控制交通灯的切换。
四种状态：
状态1：横向绿灯亮起，其他灯熄灭，纵向红灯亮起，其他灯熄灭，持续一段时间后进入状态2。
状态2：横向黄灯开始闪烁，其他灯熄灭，纵向红灯继续亮，其他灯熄灭，闪烁一定次数后进入状态3。
状态3：横向红灯亮起，其他灯熄灭，纵向绿灯亮起，其他灯熄灭，持续一段时间后进入状态
状态4：横向红灯继续亮，其他灯熄灭，纵向黄灯闪烁，其他灯灭，与状态2相同，可能用于另一组交通灯。
六、总结
6.1 基本结构和概念
程序结构：理解了C语言程序的基本结构，包括头文件、宏定义、全局变量、中断服务程序和主函数。
寄存器操作：学习了如何通过直接操作微控制器的寄存器来控制硬件。
6.2 硬件接口
特殊功能位（sbit）：掌握了如何使用 sbit 关键字来定义和操作单片机的特定引脚。
I/O操作：了解了如何通过读写引脚状态来控制外部设备，如LED灯。
6.3 中断系统
中断服务程序：理解了中断服务程序的作用和实现方式，以及如何使用 interrupt 关键字声明中断服务程序。
定时器中断：学习了如何使用定时器中断来实现周期性的任务，如交通灯的状态切换。
6.4 状态机
状态控制：通过 switch 语句实现了一个简单的状态机，用于控制交通灯的信号变化。
状态转换逻辑：掌握了如何根据当前状态和计时器来决定下一个状态。
6.5 定时器配置
定时器模式：学习了如何配置定时器的工作模式，如设置为模式1进行精确计时。
定时器初值：了解了如何给定时器设定初值，以控制中断发生的频率。
6.6 控制流程
主循环：理解了主函数中的无限循环用于等待中断发生，从而驱动程序的执行。
中断驱动：掌握了中断驱动的程序执行方式，这是一种常见的嵌入式系统编程范式。
6.7 实践应用
交通灯模拟：通过模拟交通灯的控制，实践了嵌入式系统编程中对时间敏感的应用开发。
硬件控制：加深了对如何通过软件程序控制硬件设备的理解。
6.8 编程技巧
位操作：学习了位操作在控制硬件时的便捷性，如使用 sbit 和位取反操作。
中断使能：掌握了如何启用和禁用中断，以及这对程序实时性的影响。
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