智能交通信号灯控制系统设计
设计智能交通信号灯系统
设计智能交通信号灯系统随着城市化进程的加快以及车辆数量的不断增加，交通拥堵问题日益严重。
针对这一问题，设计智能交通信号灯系统成为改善交通流畅度和减少交通事故的重要措施之一。
本文将探讨智能交通信号灯系统的设计原理和应用。
一、智能交通信号灯系统的设计原理智能交通信号灯系统的设计原理主要包括信号灯控制策略、传感器技术和通信技术。
1. 信号灯控制策略传统的交通信号灯系统主要采用定时控制，无法根据实际交通情况进行调整，容易导致交通拥堵。
而智能交通信号灯系统通过实时监测交通流量和车辆状态，采用自适应控制策略，实现了根据交通需求动态调整信号灯时间，提高交通流畅度。
2. 传感器技术智能交通信号灯系统需要通过传感器获取实时交通信息来进行信号灯控制。
常用的传感器技术包括车辆检测器、摄像头和雷达等。
车辆检测器可以通过感知车辆进入或驶离路口的情况，判断交通流量和车辆排队长度。
摄像头可以获取交通图像，实现对车辆数量和类型的检测，进一步提供交通信息。
雷达技术可以通过发射和接收电磁波信号，实时测量车辆的距离和速度。
3. 通信技术智能交通信号灯系统需要实现信号灯之间的联动协调，以实现整体交通效率的提升。
通信技术在智能交通信号灯系统中起着重要作用。
通过无线通信技术，信号灯可以实时交换交通信息，进行协同控制。
常用的通信技术包括无线局域网、蓝牙和移动通信网络等。
二、智能交通信号灯系统的应用智能交通信号灯系统可以应用于城市道路、高速公路以及专用道路等不同交通场景。
1. 城市道路在城市道路中，智能交通信号灯系统可以通过交通流量检测和信号灯控制策略的优化，提高交通效率。
通过实时监测道路上的车辆数量和排队长度，根据交通需求智能调整信号灯的通行时间，缓解交通拥堵现象，减少交通事故发生率。
2. 高速公路在高速公路上，智能交通信号灯系统可以用于车辆入口和出口的管理。
通过传感器监测入口和出口车辆的数量和速度，智能控制道路指示灯，引导和管理车辆进出。
基于人工智能的智能交通信号灯控制系统设计
基于人工智能的智能交通信号灯控制系统设计随着城市交通的发展与车辆数量的不断增加，交通拥堵问题已成为城市管理的一大难题。
传统的交通信号灯控制系统往往只能按照预设的时间间隔进行信号灯切换，无法根据交通状况灵活调整信号灯的时长，导致交通拥堵和能源浪费的问题。
基于人工智能的智能交通信号灯控制系统的出现，为解决上述问题提供了新的思路和解决方案。
一、智能交通信号灯控制系统的工作原理智能交通信号灯控制系统通过使用人工智能技术，利用感知器对交通路口的交通状况进行实时感知，并根据所收集到的交通数据进行分析与处理，最终确定最优化的信号灯切换策略。
其工作原理主要包括以下几个步骤：1. 数据采集与传输：智能交通信号灯控制系统利用交通感知器（如摄像头、雷达等）对交通路口的交通状况进行实时采集，并将采集到的数据通过网络传输到控制系统。
2. 数据分析与处理：通过人工智能算法对采集到的交通数据进行分析与处理，包括车辆流量、车辆类型、行驶速度等信息。
同时，还需考虑交通优先级、道路容量等因素。
3. 信号灯控制策略确定：根据分析处理的交通数据，智能交通信号灯控制系统利用优化算法确定最优化的信号灯切换策略。
该策略应考虑到交通状况、交通量以及道路容量等因素，实现交通优化、车流均衡的目标。
4. 信号灯切换与控制：控制系统将最优化的信号灯切换策略传输到路口的信号灯控制设备，并实现信号灯的实时切换与控制，以优化交通流动，并减少拥堵。
二、智能交通信号灯控制系统的优势相比传统的交通信号灯控制系统，基于人工智能的智能交通信号灯控制系统具有以下几个显著的优势：1. 实时性：智能交通信号灯控制系统能够实时感知和处理交通数据，根据最新的交通状况调整信号灯切换策略，从而减少交通延误和能源浪费。
2. 灵活性：智能交通信号灯控制系统能够根据不同时间段和不同交通需求灵活调整信号灯的切换时长，使交通流畅度得到最大程度的提升。
3. 适应性：智能交通信号灯控制系统能够适应不同交通路口和不同交通需求的要求，通过智能算法和数据分析，确保交通信号灯的切换策略以最优方式进行调整。
智能交通灯控制系统的设计与实现
智能交通灯控制系统的设计与实现随着城市化进程的加速，城市道路交通越来越拥堵，交通管理成为城市发展的一个重要组成部分。
传统的交通信号灯只具备固定时序控制交通流量的功能，但随着技术的进步和智能化应用的出现，要求交通信号灯具备实时性、自适应性和智能化，因此，智能交通信号灯控制系统应运而生。
本文将从软硬件系统方面，详细介绍智能交通灯控制系统的设计与实现。
一、硬件设计智能交通灯控制系统的硬件部分由四个部分组成：单片机系统、交通灯控制器、传感器及联网模块。
1. 单片机系统单片机是智能交通灯控制系统的核心，该系统选用了8位单片机，主要实现红绿灯状态的自适应和切换。
在设计时，需要根据具体情况选择型号和板子，选择时需要考虑其开发环境、风险和稳定性等因素。
2. 交通灯控制器交通灯控制器是智能交通灯控制系统中的另一个重要部分，主要实现交通信号的灯光控制。
在控制器的设计时，需要考虑网络连接、通信、数据传输等多方面因素，确保系统的稳定性和可靠性。
3. 传感器传感器主要负责采集道路交通信息，包括车辆数量、速度、方向和道路状态等，从而让智能交通灯控制系统更好地运作。
传感器有多种类型，包括磁感应传感器、摄像头、光电传感器等，需要根据实际需求选择。
4. 联网模块联网模块主要负责智能交通灯控制系统的联网和数据传输，包括存储和处理车流数据、上传和下载数据等。
在设计时，需要考虑网络连接的稳定性、数据安全等因素，确保智能交通灯控制系统的连续性和可靠性。
二、软件设计智能交通灯控制系统的软件部分主要由两部分组成：嵌入式系统和上位机系统。
1. 嵌入式系统嵌入式系统是智能交通灯控制系统的主体，主要设计车流量检测、信号灯状态切换等程序。
为了保证系统的自适应性和实时性，需要采用实时操作系统，如FreeRTOS等。
在软件设计阶段，需要注意设计合理的算法和模型，确保系统的准确性和稳定性。
2. 上位机系统上位机系统主要实现智能交通灯控制系统的监控和管理，包括车流量监控、灯光状态监控、信号灯切换和日志记录等。
基于物联网的智能交通信号灯控制系统设计
基于物联网的智能交通信号灯控制系统设计一、引言随着城市交通的急剧发展和现代化水平的提升，道路上车辆的增多给交通管理带来了巨大的挑战。
传统的定时控制交通信号灯系统已经无法满足日益增长的交通需求。
因此，我们需要一种智能化的交通信号灯控制系统，以提高道路通行效率，减少交通事故和拥堵状况。
二、系统设计目标1. 实时交通流量监测：采用物联网技术，通过传感器和摄像头等设备实时监测道路上的交通流量，包括车辆数量、车辆类型及其速度。
2. 智能信号灯控制：根据实时的交通流量数据，智能控制信号灯的变换，使得信号灯的运行模式满足当前道路上交通流量的变化，从而确保交通的流畅性和安全性。
3. 优化交通流动：考虑到不同时间段和不同道路的交通状况差异，通过数据分析和模型优化，提高道路通行效率，减少拥堵状况。
4. 报警系统：根据交通流量、车速等数据，及时发出警报，对可能发生的交通事故进行预警，并通知相关机构进行处理。
三、系统设计方案1. 硬件设备（1）传感器：安装在道路的不同位置，用于检测车辆的数量和速度。
例如，使用磁敏传感器来检测车辆经过的时间和速度。
（2）摄像头：安装在交通路口，用于识别和记录车辆的类型和速度。
（3）控制器：用于控制信号灯的运行状态，通过与传感器和摄像头等设备的连接，实现智能化控制。
2. 数据采集与处理（1）数据采集：由传感器和摄像头等设备实时收集道路上的交通数据。
（2）数据处理：对采集到的数据进行处理，包括车辆数量的统计，车辆速度的计算，以及对交通状态的分析。
3. 智能信号灯控制算法（1）基于交通流量控制：根据交通流量的实时数据，动态调整信号灯的变换时间，以保证道路上的交通流畅。
（2）根据道路状况控制：考虑到不同时间段和不同道路的交通状况差异，设置不同的信号灯控制策略。
（3）协同控制：通过交通信号灯之间的信息共享，实现交叉路口信号灯的协调控制。
4. 数据分析与优化（1）交通数据分析：根据采集到的数据进行分析，发现交通状况的规律和问题。
智能交通信号灯控制系统的设计与应用
智能交通信号灯控制系统的设计与应用智能交通信号灯控制系统是现代交通中不可或缺的重要组成部分，它通过采用计算机技术、传感器技术和通信技术，来实现对交通信号灯的智能控制和管理。
本文将介绍智能交通信号灯控制系统的设计原理、应用场景以及其带来的益处。
一、设计原理智能交通信号灯系统的设计原理基于交通流量的实时监测与控制。
系统通过交通监测传感器采集道路上的车辆、行人等信息，并将其传输到信号控制中心。
信号控制中心根据采集到的交通信息，通过智能控制算法对当前信号灯进行优化调度，以达到交通流量的最优化分配。
1. 交通监测传感器：交通监测传感器主要包括摄像头、地感器、红外传感器等。
摄像头主要用于车辆和行人的识别与计数；地感器用于检测车辆的存在与实时流量；红外传感器则用于监测行人的存在与通行状态。
2. 信号控制中心：信号控制中心是智能交通信号灯系统的核心，它集中管理、控制各个交通信号灯。
信号控制中心通过接收来自交通监测传感器的数据，利用算法对交通信号进行实时优化控制，以提高道路通行效率和交通安全。
二、应用场景智能交通信号灯控制系统广泛应用于城市道路、高速公路和公共交通枢纽等交通拥堵区域。
以下是几个典型的应用场景：1. 城市交通拥堵疏导：在城市的路口设置智能交通信号灯控制系统，可以根据道路上的车辆流量进行实时调整信号灯的灯光时长，以减少拥堵情况，提高交通效率。
2. 公交快速通行：在公共交通线路上，安装智能交通信号灯控制系统可以实时感知公交车辆的到来，并通过优先放行的策略，确保公交车快速通行，提高公共交通的运行效率。
3. 高速公路流量控制：在高速公路入口设置智能交通信号灯控制系统，可以根据不同时间段和道路实际情况，灵活调整进入高速公路的车辆数量，以平衡车流量，提高交通安全。
三、益处智能交通信号灯控制系统的应用带来了许多益处，其中包括：1. 提高交通效率：通过实时监测交通流量和智能分配信号灯灯光时长，系统能够减少交通拥堵，提高道路通行效率。
智能交通信号灯控制系统的设计与实现
智能交通信号灯控制系统的设计与实现随着城市交通的日益拥挤和人们对交通安全的不断关注，交通信号灯已成为城市道路上不可或缺的一部分。
而传统的交通信号灯控制方式无法满足城市交通的需要，因此出现了智能交通信号灯控制系统。
本文将介绍智能交通信号灯控制系统的设计与实现过程。
一、需求分析智能交通信号灯控制系统需要满足以下需求：1. 实时掌握道路交通情况，根据车辆流量、车速等因素进行智能控制。
2. 能够自适应道路状况，调整信号灯的绿灯保持时间和黄灯时间。
3. 具有预测性能，可以预测交通拥堵情况并进行相应的调节。
4. 支持多种车辆检测方式，包括摄像头、地感线圈等。
5. 具有良好的稳定性和可靠性，能够保证长时间稳定运行。
二、系统架构设计智能交通信号灯控制系统的架构由三部分组成：硬件平台、软件平台和通信平台。
1. 硬件平台硬件平台主要包括交通信号灯、车辆检测设备、控制器等。
交通信号灯可采用LED灯，具有能耗低、寿命长等优点；车辆检测设备可选用车辆识别仪、摄像头、地感线圈等方式进行车辆检测；控制器是系统的核心部分，负责信号灯的控制和车辆数据的分析。
2. 软件平台软件平台主要包括数据采集、算法运行、控制指令生成等功能。
数据采集模块负责采集车辆数据，经过算法运行模块对数据进行分析，生成控制指令并传输给控制器。
3. 通信平台通信平台主要是将硬件平台和软件平台进行连接，通信平台要求通信速度快、可靠性高。
可以采用以太网、WiFi等方式进行通信。
三、系统实现智能交通信号灯控制系统的实现过程可以分为以下几个步骤：1. 数据采集通过设置合理的车辆检测设备，对路口的车辆数据进行采集。
采集到的车辆数据包括车辆数量、车辆速度等。
2. 数据分析将采集到的车辆数据传输到软件平台进行分析，根据车辆流量、车速等因素进行智能控制，并生成相应的控制指令传输给控制器。
3. 控制器控制信号灯控制器根据生成的控制指令进行信号灯的控制。
通过调整信号灯绿灯保持时间和黄灯时间，达到使交通流畅的效果。
智能交通灯控制系统的设计与实现
智能交通灯控制系统的设计与实现一、引言随着城市交通的不断拥堵，智能交通灯控制系统的设计与实现成为改善交通流量、减少交通事故的关键。
本文将对智能交通灯控制系统的设计原理和实际应用进行深入探讨。
二、智能交通灯控制系统的设计原理智能交通灯控制系统的设计原理主要包括实时数据收集、交通流量分析和信号灯控制决策三个方面。
2.1 实时数据收集智能交通灯控制系统通过传感器、摄像头等设备实时采集车辆和行人的信息，包括车辆数量、车速、行人密度等。
这些数据可以通过无线通信技术传输到中央服务器进行处理。
2.2 交通流量分析在中央服务器上，通过对实时数据进行分析处理，可以得到不同道路的交通流量情况。
交通流量分析可以包括车辆流量、行人流量、车速和拥堵程度等指标，为后续的信号灯控制提供依据。
2.3 信号灯控制决策基于交通流量分析结果，智能交通灯控制系统可以根据交通状况智能地决定信号灯的开启和关闭时间。
优化的信号灯控制策略可以使车辆和行人的通行效率达到最大化。
三、智能交通灯控制系统的实现智能交通灯控制系统的实现需要使用计算机技术、通信技术和物联网技术等多种技术手段。
3.1 计算机技术的应用智能交通灯控制系统中的中央服务器需要配置高性能的计算机系统，以支持实时数据的处理和交通流量分析。
同时，通过计算机系统可以实现信号灯控制策略的优化算法。
3.2 通信技术的应用智能交通灯控制系统需要使用通信技术实现各个交通灯和中央服务器之间的数据传输。
传统的有线通信和无线通信技术都可以应用于智能交通灯控制系统中，以实现数据的实时传输。
3.3 物联网技术的应用智能交通灯控制系统可以通过物联网技术实现与交通工具和行人之间的连接。
车辆和行人可以通过智能终端设备向交通灯发送信号，交通灯可以实时地根据这些信号做出相应的决策。
四、智能交通灯控制系统的实际应用智能交通灯控制系统已经在一些城市得到了广泛的应用。
4.1 交通拥堵减少智能交通灯控制系统根据实时的交通流量情况，可以合理地分配交通信号灯的开启和关闭时间，从而避免了交通拥堵现象的发生，提高了道路的通行效率。
智能交通信号控制系统的设计与实现
智能交通信号控制系统的设计与实现一、前言智能交通信号控制系统是城市交通管理的重要组成部分，它可以通过智能化的方式控制路口的交通信号，提高道路的通行效率和交通安全性。
本文将从设计与实现两个方面，详细介绍智能交通信号控制系统的技术原理和实际应用。
二、设计原理智能交通信号控制系统的设计原理主要包括信号灯控制技术、交通流量检测技术和交通信号协调技术等。
其中，信号灯控制技术作为最基本的技术，主要是通过红、黄、绿三种颜色的信号灯，控制道路不同方向的行车、步行和停车等交通行为。
通常情况下，信号灯控制技术与交通流量检测技术和交通协调技术共同配合使用，以提高交通流量的通行效率和减少交通事故的发生率。
在信号灯控制技术方面，传统的交通信号控制系统通常采用定时控制的方式，即按照一定的时间周期，按照固定的信号配时方案控制信号灯的开启和关闭。
但这种方式的缺点是容易出现信号灯配时不合理的情况，从而影响道路的通行效率。
因此，近年来出现了基于实际交通流量的信号灯控制技术，即通过交通流量检测系统实时监测道路的交通流量，从而根据交通流量变化调整信号灯的配时方案，以实现道路的高效通行。
同时，交通信号协调技术也是智能交通信号控制系统的重要组成部分。
该技术专门针对多个路口交通信号的协调控制问题，通过程序优化和算法调整，使不同路口信号灯之间实现最优配时，从而实现整个道路的通行效率的最大化，让交通流量达到最稳定状态。
三、实现方式智能交通信号控制系统的实现方式主要有两种，一种是基于硬件的实现方式，另一种是基于软件的实现方式。
基于硬件的实现方式将主要依靠传感器和控制器等硬件设备进行交通流量检测和信号灯控制等操作，而基于软件的实现方式则主要依靠一些专门的智能交通信号控制软件进行交通流量统计和信号灯控制等操作。
其中，基于硬件的实现方式具有相对高的实时性和稳定性，但成本也相对较高，需要在每个道路上安装相应的硬件设备。
而基于软件的实现方式则具有低成本、易维护、易升级等优点，但其实时性和稳定性仍然需要考虑和保证。
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智能交通信号灯控制系统设计智能交通信号灯控制系统设计摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。
本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。
关键词：交通灯；单片机；双机容错0 引言近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。
为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。
而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。
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，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。
1 系统硬件电路的设计该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。
现就主要的硬件模块电路进行说明。
1.1 主控制系统在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。
设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。
主控制器采用89C51单片机。
单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。
本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。
容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。
但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。
双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。
传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。
如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。
其关键部位为检测转换（切换）电路。
图 1 传统双机容硬件错示意图本次选用的双机容错方案，针对传统方案的不足，采用了改进措施，完全去掉专用的检测转换电路，利用主备机双方的串行口连接和软件相结合的方法，实现检测转换电路的功能和主备机之间的数据通信功能，如图2：图 2 双机容硬件改进方案两个单元（这里是两个89C51）的主备工作状态由上电顺序决定，先上电的一方自动进入主机工作状态，后上电者则进入备机状态。
主机在其工作过程中除实现应用功能外，定期向备机发送反映其工作正常的状态数据。
当需要备份的数据发生变化时，主机及时向备机发送已更新的数据。
此外，主机也定期接收来自备机的状态数据，当发生接收超时时，主机认为备机已经发生故障，并通过本单元的显示装置向用户给出通知信号，以便及时对备机进行脱线维护。
备机在其工作过程中不完成应用功能，但定期接收来自主机的状态数据，当发生接收超时，备机认为主机已经发生故障，自动切换进入主机工作状态，并通过本单元显示装置通知用户，以便对原主机单元进行脱线维护。
此外，备机还自动接收来自主机的备份数据并进行存储备份。
该方案摆脱了纯粹依赖检测转换电路带来的瓶颈，且主备机之间能够实时通讯备份，此外原来有检测转换电路所附加不可靠因素也降到了最低。
1.2 通行灯输出控制模块根据系统运行过程中会出现的4种不同的车道通行状况，需要八种不同性质的灯作为显示元件，因此在设计中，利用P0的8个端口进行南北向控制，P2的8个端口进行东西向控制。
以P0口为例，8个输出控制口对应的信号灯属性分别为：P0.0——南北直行绿灯；P0.1——南北直行黄灯；P0.2——南北直行红灯；P0.3——南北左转行绿灯；P0.4——南北左转红灯；P0.5——南北右转绿灯；P0.6——南北右转红灯；P0.7——南北左/右转黄灯。
P2口的输出控制口对应信号灯属性与P0口一致，流程可详见下文2.1交通灯工作状态分析。
本系统设计的十字路口交通灯指示采用红绿黄LED灯，LED选择共阴极，故当某端口输出高电平时，对应的信号灯就会亮。
其控制主要由软件部分来完成。
1.3 时间显示模块十字路口通行剩余时间显示采用高亮7段LED发光数码管，考虑到单片机端口有限，为了满足二位数的数码显示要求，这里用到了BCD译码器。
在实际情况下，倒计显示时间均低于50秒，且东西南北状态的数显个位变化是同步的（仅仅在十位数上有差别）。
因此用于代表十位数显的L1和L3对应的BCD译码器的最高位——D端口均接地，即L1和L3可以表示数值0到7。
而在个位显示上，L2和L4则共用了BCD译码器的输出，实现南北与东西向的个位同步显示功能。
P0的端口分配如图3所示，其中该方案还调用的P3口的T0和T1，参与的对L2和L4的控制。
该模块设计的最大特点在于最大程度地节约了端口占有且充分利用了硬件资源。
图 3 数码管显示硬件电路1.4 特殊车辆通行模块当十字路口出现紧急情况时，交警要根据需要对交通灯进行手动控制，进行紧急情况处理。
通过相应按钮的选择来实现路口正确的通行。
急行车强通信号受急车强通开关控制，不管原来信号灯的状态如何，一律让急车驶来的方向的绿灯亮起，使急车放行，直至急车通过为止。
急车一过，将急车强通开关断开，信号灯的状态立刻转为急车来之前的方向，随后按正常时序进行。
此模块中，INT0和INT1分别控制南北和东西向的急车强通状态。
1.5 电源及复位模块整个系统采用的电源电压只需+5V电压，所以采用一片不可调的三端稳压芯片7805C以及两个电容作为电源对系统进行供电。
上电按键复位电路由S1、R3、R4、C5构成，其中S1为手动复位按键（另一组电路为S4、R7、R8、C6）。
时钟电路采用外接12MHz的晶振与33pF的电容，分别与两单片机的X1和X2引脚相连。
另外，系统还设有主机指示灯，即在两单片机的RD口分别接一LED，当连接的单片机用作主机时此灯亮，备机则此灯灭。
2 软件模块2.1 交通灯工作状态分析根据前述分析，交通状态主要有以下9种，具体请见下表。
表1交通灯状态表交通灯状态表状态信号灯0初试状态全部红灯，持续5秒1南北直行南北直行绿灯亮，其他灯全为红等，持续27秒2变南北左右转南北直行黄灯亮，持续3秒3南北左转和右转南北左转、右转绿灯亮，持续17秒4变东西直行南北左右转黄灯亮，持续3秒5东西直行东西直行绿灯亮，其他灯全为红色，持续27秒6变东西左右转东西直行黄灯亮，持续3秒7东西左转和右转东西左转、右转绿灯亮，持续17秒8变南北东西左右转黄灯亮，持续3秒直行根据硬件设计与交通灯状态列出控制器交通灯控制端口的真值表，如下所示。
其中左/右转黄灯状态实际做相同变化，故采用一个端口进行控制。
表2 交通灯控制端口的真值表P0(0~7) P2(0~7)南北直行绿灯南北直行黄灯南北直行红灯南北左转绿灯南北左转红灯南北右转绿灯南北右转红灯南北左右转黄灯东西直行绿灯东西直行黄灯东西直行红灯东西左转绿灯东西左转红灯东西右转绿灯东西右转红灯东西左右转黄灯0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 01 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 12.2 程序设计主程序框图请见下图，系统初始化后，首先进入S0状态，而后进入S1~S8状态，进行循环，实现交通灯的主要功能。
开系统初始S0S1S2S3S4S5S6S7S8主程序流紧急情况中断程序流程图如下：2.3 双机冗余系统 程序涉及到的主要标志位有：常量OK ，REQ,ACK 和NACK,分别表示主备机工作状态正常、备份数据发送请求、肯定应答和否定应答信息的字符常量；MAIN,STANDBY 分别表示工作单元为主机或备机的常量标志。
全局变量 timeout 用于设定以毫秒为单位的超时间隔，而 update ，cpustatus 和failure 分别表示备份数据中断保护ININ东西红灯，东西绿灯，恢复Y YNN 急车强是否更新、主备机状态和主备机是否发生故障的标志位变量。
定时器1采用settime（55）函数产生每隔55ms的定时中断。
每次中断，主备单元的中断服务程序都向对方单元发送表示自身工作状态正常的OK字节，同时也接收对方单元发送的OK字节。
若连续3次都未能成功接收，则本单元认为对方单元出了故障，并将表示对方单元工作状态的全局变量failure置为常量YES，否则，置为NO。
若为备机，还将表示主备身份的标志变量capture的值置为main，从而为备机程序切换和给出原主机故障提示设置判断标志。
若备机在中断服务程序中接收到字符REQ，则将表示备份数据是否更新的标志变量update置为Yes，并立即退出中断服务程序，以便主程序及时接收备份数据帧。
主函数在完成应用系统的公共初始化后，主备单元的定时器1在后台产生定时中断并通过串行通信进行相互检测。
由于规定2个单元的上电时间间隔大于500ms后，即根据当前的主备身份自动进入主（备）机的前台监控例程。
主机的前台监控例程除完成应用功能外，还应在应用功能改变了需要备份的数据时，能调用sendframe函数关闭定时器1的中断并发送备份数据帧。
当备机的前台监控例程判断出需要接收备份数据时，调用recive_frame 函数关闭定时器1的中断并接收备份数据帧。
当备机的前台监控例程监视到主机故障时，备机的前台监控循环自动切换进入主机的前台监控循环。
3 总结和展望本设计是基于单片机双机容错技术的多功能交通灯控制系统，它可用于十字路口的车辆及行人的交通管理，显示采用2位7段数码管，可以很直观地显示红绿灯的开放和关闭时间。