基于单片机的交通灯
基于单片机的交通灯设计设计
基于单片机的交通灯设计设计交通信号灯是城市交通管理的基础设施之一，它在道路交通中起着非常重要的作用。
本文将介绍如何基于单片机设计一个简单的交通信号灯系统。
首先，我们需要了解交通信号灯系统的基本原理。
一个完整的交通信号灯系统通常由红、黄、绿三种灯组成，并且它们按照一定的时间间隔进行闪烁。
在红灯亮起时，车辆需要停下来；绿灯亮起时，车辆可以通行；黄灯用于过渡，表示绿灯即将变为红灯。
基于这个原理，我们可以使用单片机来控制交通信号灯系统。
首先，我们需要选择适用于交通信号灯系统的单片机，一些常见的单片机有STM32系列、Arduino等等。
这些单片机具有较高的计算能力和丰富的外设资源，非常适合用于控制交通信号灯系统。
接下来，我们可以设计一个简单的电路来连接单片机和交通信号灯。
首先，我们可以将单片机的GPIO引脚连接到交通信号灯系统的红、黄、绿三种灯上，然后通过程序控制GPIO引脚的高低电平来控制灯的状态。
此外，还可以使用电阻和电容等元件来实现延时功能，以控制灯的闪烁时间间隔。
在软件编程方面，我们可以使用单片机的编程语言，如C语言或Arduino语言。
通过编写合适的程序，我们可以控制交通信号灯的状态和闪烁时间间隔。
例如，可以设置一个定时器来控制红灯亮的时间，然后再设置一个定时器来控制绿灯亮的时间，以此类推。
在过渡时，可以使用延时函数控制黄灯的亮起时间。
当然，在实际的交通信号灯设计中，我们还需要考虑更多的因素，如交通流量、行人需求等等。
这些因素可以通过添加传感器、交互设备等来实现。
例如，可以使用红外传感器来感知车辆和行人的存在，以便在需要时自动调整信号灯的状态。
总之，基于单片机的交通信号灯设计是一项复杂而有趣的工作。
通过合理的硬件连接和编程，我们可以实现一个实用而可靠的交通信号灯系统，以提高交通安全性和交通效率。
希望这篇文章对你有所启发！。
基于单片机的交通灯设计_毕业设计
基于单片机的交通灯设计_毕业设计随着城市化进程的加快，城市道路交通问题越来越受到关注。
为了保证交通的流畅，交通信号灯的作用日益重要。
在城市各个路口都可以看到交通信号灯，它可以指挥道路交通流动，有效地保障了人们的出行。
因此，在本文中，我们利用单片机设计交通信号灯，实现信号灯路口的交通指挥。
设计完善的交通信号灯不仅可以指挥路口的交通流动，还可以增加路口的安全性，减少交通事故的发生。
一、设计方案在本设计中，我们采用AT89S52单片机作为控制核心进行控制，功能实现主要包括四个路口信号灯的控制、交通灯的时间控制、电源电压检测以及人行横道灯的控制等。
1. 路口信号灯的控制：信号灯状态包括红、黄、绿三种，不同颜色代表不同的交通状态。
例如红灯代表停车，黄灯代表减缓，绿灯代表通行。
2. 交通灯的时间控制：为了保证交通流畅，每种信号灯的时间长度需要进行精确控制。
本设计中，我们采用定时器实现时间控制，通过程序设计来确定每种信号灯持续时间。
3. 电源电压检测：为了确保控制系统的稳定性和安全性，在本设计中，我们加入了电源电压检测功能，通过检查电源电压，可以保证交通信号灯在电压稳定的情况下正常工作。
4. 人行横道灯的控制：为了保护行人的交通安全，我们还加入了人行横道灯的控制，通过设置特殊的信号灯来指示行人安全通过的时间。
二、设计思路1.硬件设计硬件设计是本设计的重点，主要包括电芯电源、核心单元、指示器灯和调试接口等。
其中，核心单元采用了最常用的AT89S52单片机，作为控制中心实现各个功能的控制和管理。
指示器灯是由LED灯组成的，在红、黄、绿三个颜色共15个LED灯的基础上，加入了人行横道灯的控制指示。
本设计的关键在于软件控制部分，主要涉及到定时器的使用、端口控制等方面。
为了实现正常的交通指挥，不仅需要对红、黄、绿灯进行控制，还需要根据实际情况来调整不同信号灯之间的时间差。
因此，在软件设计过程中，我们需要根据路口多车道情况设计不同的交通流控制方案，并通过程序调试实现优化。
基于单片机的交通灯设计
目录引言................................................. - 1 - 第一章交通灯课程设计功能描述......................... - 3 -1.1芯片简介 ...................................... - 3 -1.2技术指标 ...................................... - 5 - 第二章课程设计分析设计............................... - 7 - 第三章绘制硬件图并对硬件电路进行说明................. - 9 -3.1STC89C52RC单片机内部结构....................... - 9 -3.2STC89C52RC单片机芯片引脚位置及功能符号........ - 11 - 第四章绘制软件流程图并对软件流程图进行说明 .......... - 13 -4.1软件设计 ..................................... - 13 -4.2主程序流程图.................................. - 14 - 第五章总结与致谢.................................... - 15 -5.1总结 ......................................... - 15 -5.2致谢 ......................................... - 15 - 参考文献............................................ - 17 - 附录................................................ - 19 - 附录A 程序的源代码............................... - 19 - 附录B 实物图 .................................... - 23 -引言数字电子技术基础是高等学校弱电类各专业的一门重要的技术基础课程。
基于单片机的交通灯设计
基于单片机的交通灯设计为了提高城市交通的效率和安全性，交通信号灯作为一个重要的交通管理措施被广泛应用于各种路口和交叉口。
成为了近年来一个备受关注的研究方向。
单片机作为一种集成电路，具有可编程性和高度灵活性，能够实现各种功能的控制和管理。
因此，利用单片机技术设计交通信号灯可以更好地满足现代城市交通管理的需求，提高交通效率，减少交通事故的发生。
本文将分为以下几个部分来详细介绍基于单片机的交通灯设计。
首先，将介绍交通信号灯的发展历史和现状，分析传统的交通信号灯存在的问题和不足。
然后，将介绍单片机技术在交通信号灯设计中的应用和优势，探讨利用单片机实现交通信号灯控制的原理和方法。
接着，将详细介绍基于单片机的交通信号灯系统的硬件设计和软件设计，包括单片机的选型和编程，各个灯的控制逻辑以及整个系统的实现过程。
最后，将通过实验验证基于单片机的交通信号灯设计的可行性和有效性，并对该设计方案进行优化和改进。
交通信号灯作为一种重要的城市交通设施，可以指挥车辆和行人按照规定的时间和顺序通行，有效地控制交通流量，减少交通拥堵和事故发生。
然而，传统的交通信号灯存在一些问题，如固定的时间设置导致交通拥堵，无法适应实际交通情况变化等。
因此，设计一种智能化、自适应的交通信号灯系统显得尤为重要。
单片机作为一种集成电路，具有逻辑控制功能和高度可编程性，可以实现复杂的控制任务。
利用单片机技术设计交通信号灯系统，能够实现灵活的控制策略，根据实际交通情况自动调整灯光的亮灭时间，提高交通效率，减少交通事故的发生。
因此，基于单片机的交通信号灯设计成为了当前交通管理领域的研究热点之一。
在基于单片机的交通信号灯设计中，硬件设计和软件设计是两个关键的环节。
硬件设计包括单片机的选型、外围器件的选择和连接等。
在选择单片机时，需要考虑其性能、功耗、成本等因素，满足交通信号灯系统的实际需求。
外围器件的选择和连接也需要考虑到稳定性、可靠性和安全性等因素，保证交通信号灯系统的正常运行和可靠性。
基于单片机的智能交通灯的设计
基于单片机的智能交通灯的设计智能交通灯是一种基于单片机控制的新型交通信号灯系统。
相比传统的交通信号灯，智能交通灯具有更高的智能化和自动化水平，能够根据实时交通流量和道路条件进行自适应调整，从而提高交通效率和安全性。
下面将介绍基于单片机的智能交通灯的设计。
首先，整个系统由交通灯控制器、传感器、电源和显示设备组成。
交通灯控制器采用单片机作为核心处理器，通过编程实现交通灯的自动控制。
传感器主要用于收集道路的实时交通流量数据，可以使用车辆检测器、红外线传感器等。
电源则提供系统所需的电能，可以通过交流电转直流电供电。
显示设备包括LED灯组成的交通信号灯。
其次，智能交通灯的设计要考虑到交通流量、道路条件和等待时间等因素。
通过传感器采集到的交通流量数据，可以实时判断道路上的车辆数量和行车速度情况，并根据这些数据来进行灯光的控制。
例如，当一些方向的交通流量较大时，该方向的灯光可以延长绿灯时间，以减少等待时间和堵塞情况。
同时，系统还可以根据实际道路条件进行调整，例如在下雨天或冰雪天气中，可以适当延长红灯时间，以提高行车安全性。
此外，智能交通灯系统还可以配备优先级设定功能。
这意味着交通灯可以根据不同交通参与者的特定需求来设置优先级顺序。
例如，救护车和消防车可以通过特定的信号发送给交通灯系统，以优先通行。
当系统接收到这些信号时，可以尽快改变交通灯状态，并确保畅通无阻地通行。
最后，在智能交通灯的设计过程中，还需要注意安全性和可靠性。
系统中的单片机必须能够稳定运行，并能够及时控制交通灯的状态。
同时，对于车辆和行人来说，应该提供明确的信号指示，以确保他们能够正确理解和响应交通灯的指示。
综上所述，基于单片机的智能交通灯的设计可以提高交通效率和安全性。
通过采集道路上的实时交通流量数据，并根据这些数据来自动调整交通灯的控制，可以减少交通拥堵和事故发生的概率。
此外，智能交通灯还可以根据不同交通参与者的特定需求来进行优先级设置，提高交通系统的灵活性和适应性。
基于单片机的交通信号灯设计
基于单片机的交通信号灯设计交通信号灯是城市道路交通管理的重要组成部分，通过控制交通信号灯的亮灭顺序，可以有效地调控车辆和行人的通行，保证道路的交通流畅和安全。
本文将介绍基于单片机的交通信号灯设计。
一、设计目标本设计的目标是利用单片机控制交通信号灯的亮灭顺序，并根据交通状况进行动态调控，以提高道路通行效率和安全性。
二、硬件设计硬件设计包括交通信号灯、单片机、红外传感器等。
1.交通信号灯：根据道路情况选择适当的信号灯布局，一般包括红灯、黄灯和绿灯。
2.单片机：选用一款具有较好性能和稳定性的单片机，如STC89C513.红外传感器：用于检测车辆和行人的存在，以及计算通过时间。
三、软件设计软件设计分为信号灯控制程序和调控算法设计。
1.信号灯控制程序：根据信号灯的布局和时序要求，编写程序实现交通信号灯的亮灭控制。
通过单片机的输出口控制灯的状态切换，可以使用各种延时函数来控制各个灯的亮灭时间。
2.调控算法设计：根据交通状况和道路拥堵情况进行调控。
可以通过红外传感器检测车辆和行人的存在与否，并计算通过时间。
根据不同的情况，编写算法来动态调节交通信号灯的亮灭顺序和时间。
例如，当有车辆和行人需要通行时，可以延长绿灯时间；当一些方向车辆较多时，可以调节配时绿灯的时间比例。
四、系统功能设计完成后的交通信号灯系统具备以下功能：1.自动控制：根据预设的时序和调控算法，系统能够自动控制交通信号灯的亮灭。
2.动态调控：根据红外传感器检测到的交通状况和拥堵情况，系统能够动态调控信号灯的亮灭顺序和时间，以提高道路通行效率。
3.人工干预：在需要进行维护或出现特殊情况时，可以通过人机交互界面对信号灯进行手动控制。
4.报警功能：当交通信号灯系统出现故障时，系统能够及时报警，以提醒维修人员进行处理。
五、系统优势与传统的交通信号灯相比1.灵活性更高：通过单片机的程序设计，交通信号灯可以根据交通状况进行动态调控，提高道路通行效率。
2.可靠性更强：采用单片机控制，系统工作稳定可靠，可避免由于传统信号灯老化等原因导致的故障。
单片机课程设计(交通灯程序)
单片机课程设计基于单片机的交通灯设计2007.07.05 一．设计目的：1、通过交通信号灯控制系统的设计，掌握8255A并行口传输数据的方法,以控制发光二极管的亮与灭；2、用8255作为输出口,控制十二个发光二极管熄灭,模拟交通灯管理.3、通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力；4、完成控制系统的硬件设计、软件设计、仿真调试。
二．设计要求：交通信号灯模拟控制系统设计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，并且用LED数码管显示时间。
用8051做输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。
在一个交通十字路口有一条主干道（东西方向），一条从干道（南北方向），主干道的通行时间比从干道通行时间长，四个路口安装红，黄，蓝，灯各一盏；1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，时间可设置修改。
2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮，才能变换运行车道3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。
4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）。
5、同步设置人行横道红、绿灯指示。
三．设计任务和内容：任务：设计一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统。
并且要求交通信号灯按照交通规则的模试来运行。
内容：因为本课程设计是交通灯的控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。
假设一个十字路口为东西南北走向。
初始状态0为东西红灯，南北红灯。
然后转状态1东西红灯，南北绿灯通车，。
过一段时间转状态2南北绿灯灭，黄灯闪烁几次，东西仍然红灯。
再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯。
过一段时间转状态4，东西绿灯灭，闪几次黄灯，南北仍然红灯。
最后循环至状态1。
四．控制系统的总体要求：1.执行程序时，初始态为四个路口的红灯全亮之后；2．东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西路口方向通车；3.延时一段时间后，东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始延时并且开始闪烁，闪烁5次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车；4.延时一段时间之后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始延时并且开始闪烁，闪烁3次之后，再切换到东西路口方向；之后重复2到4过程。
《2024年基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》范文
《基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快，交通问题日益突出，交通灯作为城市交通管理的重要设施，其性能和智能化程度直接影响到交通的顺畅和安全。
因此，基于单片机的智能交通灯控制系统的研究具有重要的现实意义。
本文将从系统设计、硬件实现、软件编程、性能优化等方面对基于单片机的智能交通灯控制系统进行研究。
二、系统设计1. 系统架构本系统采用单片机作为核心控制器，通过传感器、执行器等设备实现交通灯的智能控制。
系统架构包括单片机、输入设备、输出设备以及通信模块等部分。
其中，输入设备包括车辆检测器、行人检测器等，用于检测交通状况；输出设备为交通灯，用于指示交通；通信模块用于实现系统与上位机的通信。
2. 工作原理系统通过传感器实时检测交通状况，根据检测结果控制交通灯的亮灭。
当检测到有车辆或行人通过时，系统会相应地调整交通灯的亮灯时间，以保证交通的顺畅和安全。
同时，系统还具有自动调节功能，根据实际交通情况自动调整亮灯时间，以适应不同的交通状况。
三、硬件实现1. 单片机选择本系统选用STC12C5A60S2系列单片机作为核心控制器，该单片机具有高速度、低功耗、低成本等优点，适合应用于本系统中。
2. 传感器选择系统采用红外线车辆检测器和CCD行人检测器等传感器实现交通状况的实时检测。
这些传感器具有高灵敏度、低误报率等优点，能够有效地提高系统的性能。
3. 执行器选择执行器采用LED交通灯，具有高亮度、长寿命等优点，能够有效地指示交通。
四、软件编程1. 编程语言选择本系统采用C语言进行编程，C语言具有代码效率高、可移植性强等优点，适合应用于本系统中。
2. 程序设计思路程序设计包括主程序和中断服务程序两部分。
主程序负责初始化系统参数和控制程序的循环执行；中断服务程序负责处理传感器输入的信号和执行相应的控制命令。
在程序设计过程中，应充分考虑系统的实时性和稳定性要求。
五、性能优化1. 算法优化通过对算法进行优化，可以提高系统的响应速度和准确性。
基于单片机的交通灯
按键处理程序：检测按键开关的状态，实现手动控 制交通信号的切换
报警处理程序：在系统异常时，控制蜂鸣器和LED指 示灯发出报警
3系统实现ຫໍສະໝຸດ 3 系统实现代码实现
基于51单片机的交通灯控制系统的代码实现主要采用C语言。下面是一个简单的示例代码 ，用于实现基本的交通灯控制逻辑
基于51单片机的交通 灯‘
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1 引言 2 系统设计 3 系统实现
1
引言
1 引言
2
系统设计
2 系统设计
硬件设计
基于51单片机的交通灯控制系统硬件部分主要由单片机、电源模块、LED灯模块、按键模 块和报警模块组成。具体设计如下
单片机：采用8051单片机，负责处理和控制系统的各个模块 电源模块：为整个系统提供稳定的工作电压，一般采用5V直流电源
3 系统实现
调试与测试
在代码实现后，需要对系统进行 调试和测试，以确保交通灯控制 逻辑和人机交互功能的正确性。 具体的调试和测试方法可以包括 ：连接硬件进行实际操作、观察 LED灯的状态、按键测试和报警 测试等。通过这些测试，可以确 认系统的稳定性和可靠性，为实 际应用提供保障
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20XX
感谢您的聆听
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2 系统设计
LED灯模块：包括红、绿、黄 三种颜色的LED灯，用于模拟 交通信号
按键模块：包含按键开关， 用于手动控制交通信号的切 换
报警模块：包含蜂鸣器和LED 指示灯，用于在系统异常时 发出报警
基于单片机的交通灯设计
本科生毕业设计基于单片机的智能交通灯设计——硬件模块设计201×年5月独创性声明本人重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了意。
签名：__________________________年______月_____日授权声明本人完全了解××有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。
本人授权×××可以将毕业论文（设计）的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。
本人论文（设计）中有原创性数据需要的部分为（如没有，请填写“无”）：学生签名：年月日指导教师签名：年月日基于单片机的智能交通灯设计摘要系统采用两块STC89C52芯片为核心控制器件、三色LED灯作为信号灯状态显示、以两位共阴七段显示数码管描述系统各方向信号灯状态保持的时间。
由按键开关完成上电初始化操作，各LED灯状态保持时间使用倒计时的显示方式，最大显示时间为99S。
两组左转绿、绿、红、黄三色LED灯分别作为南北、东西方向信号灯显示模块，另外四组红、绿两色LED灯分别作为东西、南北方向人行横道交通信号指示灯，至此本设计可以应对交叉路口交通信号系统的基本控制情况。
在此之外,为了真实的模拟交叉路口的交通情况，在另一块单片机电路上设计了一条东西方向循环流动的流水灯来模拟车辆通行时的情况。
当接收到交通灯主电路信号后流水灯根据交通规则作出相应的反应。
关键词：交通信号灯；单片机；LED灯；数码显示；流水灯Design of Intelligent Traffic Lights Based on Single Chip Computer—— Hardware module designABSTRACTThe system USES two STC89C52 chips as the core control device, the three-color LED light as the signal of the signal, and the seven segments of the seven segments show the time for the digital tube to describe the state of the light. Completed by key-press switch on electricity initialization, the state of LED lights to keep a lot of time using the countdown display mode, the biggest display time of 99 s. Two groups of left turn green, green, red and yellow color leds lights display module respectively as the north-south, east-west direction, the other four groups of red and green LED lights as something pedestrian crossing traffic signal lamp, north and south direction, thus this design can handle basic control of traffic lights at the intersection. In the outside, in order to more realistic simulation of the intersection traffic conditions, in another piece of single-chip microcomputer circuit design direction of a thing when circulating water lights to simulate the traffic situation. When the signal of the main circuit of the traffic light is received, the running water light will respond accordingly.key words: traffic light; Single chip microcomputer; LED lamp; Digital display; Running water light目录1. 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 应对交通拥挤问题的策略 (1)2. 系统的整体设计 (2)2.1 交通信号系统 (2)2.1.1 交通管控体系的构成 (2)2.1.2 交通信号控制原理 (2)2.1.3 本文中所涉及到的交通规则 (3)2.2 系统功能概述 (4)2.3 方案的设定与论证 (5)2.4 系统工作原理 (6)3. 系统硬件设置 (7)3.1 单片机的选择 (7)3.2 单片机的基本结构 (8)3.3 单片机外围电路设计 (10)3.3.1 复位电路设计 (10)3.3.2 外部晶振时钟电路设计 (10)3.3.3 按键模块 (11)3.3.4 显示模块电路设计 (12)3.3.5 东西方向信号灯控制下的流水灯电路 (12)4. 系统调试分析及结果 (13)4.1 硬件仿真软件 (13)4.2 设计实物的制作 (14)5. 总结与展望 (15)5.1 总结 (15)5.2 展望 (15)参考文献 (16)附录 (17)附录I 元器件清单 (17)附录II 总体原理图 (18)附录III 仿真图 (19)致 (21)基于单片机的智能交通灯设计——硬件模块设计1. 绪论1.1 课题研究背景随着我国城市化发展步伐的不断迈进，我国出现了越来越多城市人口达到百万、千万基数的“巨城”。
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毕业设计说明书基于单片机的交通灯控制系统设计专业 电气工程及其自动化学生姓名郭恒 燕 班级 BD 电气042 学号0420610228 指导教师 张 兰 红 完成日期2008年6月10日基于单片机的交通灯控制系统设计摘要:对基于单片机的交通灯控制系统进行了设计。
系统功能为：以MCS-51系列单片机作为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，东西南北四个方向具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，用计时器显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。
在对系统功能分析的基础上，提出了三种设计方案，经比较，选择性能较优的LED动态循环显示方案进行了设计。
设计包括硬件和软件两大部分。
硬件部分包括单片机最小系统、时间显示、交通灯显示三部分。
选用Atmel公司的AT89S52单片机作为控制核心，东西南北四个方向设置了LED时间显示和交通灯显示，时间显示采用三位LED显示器，交通灯显示则采用红绿双色高亮发光二极管来模拟。
软件采用了模块化的设计方法，主要分为主程序、定时器中断服务子程序、倒计时显示子程序、交通灯模拟显示子程序四部分。
在实验板上制作了基于单片机的交通灯控制系统样机，对硬件和软件部分分别进行了调试，再进行了软硬件联调，得到的交通灯控制系统样机实物，可圆满地完成毕业设计任务书所要求的功能。
关键词: 交通灯；单片机；AT89S52基于单片机的交通灯控制系统设计1 概述1.1 课题研究背景与意义随着经济的增长和人口的增加，人们生活方式不断变化，人们对交通的需求不断增加。
城市中交通拥挤、堵塞现象日趋严重，由此造成巨大的经济与时间损失。
资料显示，对日本东京268个主要交叉路口的调查估计表明：每年在交叉路口的时间延误，折成经济报失为20亿美元；而在我国北京市，当早晚交通高峰时，交叉路口处的排队长度竟达1000多米，有的阻车车队从一个交叉路口延伸到另一个交叉路口，这时一辆车为通过一交叉路口，往往需要半个小时以上，时间损失相当可观。
我国是一个历史悠久、人口众多的国家，城市数量随着社会的发展不断增多。
随着城市化进程的大大加快，诱发的交通需求急剧增长，供需矛盾不断激化，严重的交通问题也随之而来。
人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
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。
十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊，这一切要归功于城市交通控制系统中的交通灯控制系统。
交通灯控制系统对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果，使城市交通得以有效管理。
交通灯可以采用PLC、单片机等控制方法。
利用单片机实现对交通信号灯的实时控制，只要采用一块单片机，加上简单的接口与驱动放大电路，即可实现，具有成本低，可靠性高的特点。
1.2 课题设计内容本课题对基于单片机的交通灯控制系统进行设计。
以MCS-51系列单片机为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，用于十字路口的车辆及行人的交通管理。
东西南北四个路口具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，并分别用计时器显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。
设计交通灯控制系统硬件电路与软件控制程序，对硬件电路与软件程序分别进行调试，并进行软硬件联调，要求获得调试成功的实物。
2 系统设计2.1 设计方案论证根据设计内容要求，提出了如下三种方案：方案一：采用AT89S52单片机作为控制核心，采用四组高亮红绿双色二极管作图2-1 方案一：采用LED 动态扫描的交通灯控制系统方案二：采用AT89C2051单片机作为控制器，通行倒计时显示采用16×16点阵LED 发光管，左拐、右拐、直行及行人4种通行指示也采用16×16点阵双色LED 发光管。
方案二设计框图如图2-2所示，LED 点阵的列驱动采用74LS595，用串行端口扩展实现，行驱动采用1/16译码器74LS154动态扫描，译码器74LS154生成16条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线。
每条行线上需要较大的驱动电流，应选用大功率三极管作为驱动管。
图2-2 方案二：采用16×16点阵LED 发光管设计的交通灯控制系统方案三：采用AT89C2051单片机作为控制器，通行倒计时及左拐、右拐、直行、行人通行指示采用单块LCD 液晶点阵显示器。
三种方案的特点比较如下：方案一具有电路简单，设计方便，显示亮度高，耗电较少，可靠性高等特点；方案二的图案显示逼真，单片机占用端口资源少，缺点是需要大量的硬件，电路复杂，耗电量大，不太适合于模型制作；方案三设计占用单片机的端口最少，硬件也少，耗电也最少；虽然显示图案也很精美，但由于亮度太暗，晚上还得开背光灯，不够实用。
可见方案一优于其他两种方案，因此本设计选用方案一：采用LED动态扫描的方案进行设计。
2.２系统硬件设计采用LED动态扫描的交通灯控制系统电路原理图如图2-3所示。
（为排版起见，该图放在下一页）。
系统由控制模块、通行灯显示模块、时间显示模块、电源模块四部分组成。
2.2.3 时间显示模块通行剩余时间显示模块如图2-6所示（以北路口为例）。
路口通行剩余时间采用高亮红色7段共阳LED发光数码管显示，采用共阳数码管，如用单片机吸收电流驱动，列扫描驱动使用三级管，按每段6mA电流算，全显示字型“8”时，每个数码管需6mA×8=48mA。
由于时间显示每个路口相同，4组需192mA，因此设计中采用功率三极管S9012驱动。
由于单片机每个段码输出口需吸收48mA电流，因此在电路设计中也使用了驱动集成块74HC244。
2.2.4 电源电路电源电路如图2-7所示。
整个系统采用的电源电压只需+5V电压，将交流电经变压器变换为15V交流电，再用整流桥得到13.5V左右的直流电，采用不可调的3端稳压器件LM7805将电源稳定在5V直流输出。
+5V图2-7 电源电路2.2.5 硬件电路中器件选择A. AT89S52单片机AT89系列单片机是ATMEL公司的8位FLASH单片机。
这个系列单片机最吸引人的特点就是在片内含有FLASH存储器，不需要再外扩存储器，与80C51插座兼容，由于这些优点，使它有着十分广泛的用途，特别是在便携式和需要特殊信息保存的仪器和系统中显得更为有用。
89系列单片机典型型号有AT89C51，AT89LV51，AT89C52，AT89LV52，AT89C2051, AT89S52，AT89C1051，AT89S51和AT89S8252。
本设计选用AT89S52。
它内部具有1个8KB的Flash的程序存储器，1个512字节的RAM，4个8位的双向可位寻址I/O端口，3个16的定时/计数器、1个串行口、6个二级中断源和两个中断优先级。
引脚如图2-8所示。
D.七段LED 数码管7段数码管是一种常用的显示器件，其外观与内部电路连接见图2-11。
它使用7个笔画显示0~9共10个数字，加上一个小数点共8个显示段，每一个笔画都是由发光二级管组成的。
LED 数码管根据LED 的接法不同分为共阴和共阳两类，图2-11 (b)是共阳极数码管的内部电路，将八只LED 的阳极连在一起，其中a~g 为7个笔画的驱动端；dp 为小数点驱动端；COM 为公共引脚。
a b c d e f g dp VCC764219105(a)外观 (b)内部电路连接图2-11 LED 数码管0～9共10个字符的字形码如表2-1所示。
E.双色发光二极管双色发光二极管是在一个封装结构内设置两只不同单色的发光二极管。
共阴红绿双色发光电气符号图与内部电路连接如图2-12所示。
有3根引出线，圆形和长方形两种封装。
其中第一只发光二极管的负（或正极）与第二只发光二极管的负（或正极）极相互连接后再向外引出。
表2-1 LED数码管显示字符的字形码发光双色二极管的判别与检测方法：将万用表打在电阻档，用万用表黑表笔接在双色发光二极管中间的负极上，红表笔接在双色发光二极管的正极上，每次都亮，该双色发光二极管是共阴极的，并且是好的。
2.3 系统软件的设计交通灯控制系统软件分为主程序、定时中断程序与特种车实时响应程序三部分。
2.3.1 主程序主程序主要负责总体程序管理功能，包括初始化部分与人机交互设定部分。
由于采用动态扫描方式显示时间，因此主程序大部分时间要调用扫描显示程序。
主程序流程图如图2-15所示。
图2-15主程序流程图初始化部分主要完成内存规划，定时器的工作模式、中断方式等的设定。
由于子程序调用较多，因此初始化时堆栈指针设于80H处。
定时器T0、T1设为16位定时器模式，定时时间为50mS，T0为秒计时用，T1为通行结束闪烁用。
2.3.2 定时中断服务程序定时中断服务程序主要用于车辆与行人的通行指示，按照通行规则，红绿灯控制转换逻辑表如表2-2所示。
通行规则如下：A.车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。
南北向通行时间为1min（60S）,各路右拐比直行滞后10S开放。
B.车辆南北向左拐、各路右拐，行人禁行。
通行时间为1min（60S）。
C.车辆东西直行、各路右拐，东西向行人通行。
东西向通行时间为1min（60S）,各路右拐比直行滞后10S开放。
D.车辆东西向左拐、各路右拐，行人禁行。
通行时间为1min（60S）。
表2-2 路口通行方式控制码数据表交通灯的4种通行规则，是以给控制红绿灯端口送控制码的方式实现的。
它的原理是，将按不同规则通行时的各路口的红绿灯亮灭情况转换为单片机端口控制码。
红绿灯指示功能通过T0定时中断服务程序实现。
定时器T0定时溢出中断周期设为50ms，中断累计20次（即1S）时对120S倒计时单元减一操作。
设计中将4种通行规则分成几种不同的亮灯方式，通过查询秒倒计时单元的数据，实现在不同的时间段给控制端口送不同的控制数据码。
控制码分为5个时间段：120～110S、110～70S、70～60S、60～10S、10～0S。
交通管理定时功能程序流程图如图2-16所示。
图2-16 交通管理定时功能程序2.3.4 算法分析A.定时器/计数器本设计涉及到120～110S、110～70S、70～60S、60～10S、10～0S五段计时，首先须将它们转为16进制代码。
120=7×16+8=78H110=6×16+14=6EH70=4×16+6=46H60=3×16+12=3CH10=0×16+10=0AHB.定时时间初值与TMOD的设置T0、T1为16位定时器，由于定时时间大于8192μS，应选用工作方式一。