，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用系列单片机和可编程并行接口芯片为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过芯片的口设置红绿灯燃亮时间的功能红绿灯循环点亮，倒计时剩秒时黄灯闪烁警示。本系统实用性强操作简单扩展功能强。关键词交通灯单片机计时河北交通职业技术学院第页共页，河北交通职业技术学院第页共页中文摘要第章单片机控制交通灯的背景交通灯的背景交通灯的历史交通灯的出现单片机简介单片机的发展历程单片机的特点单片机内部结构有大部分单片机的内部结构图第二章单片机控制交通系统总体设计单片机交通控制系统通行方案设计单片机交通控制系统的功能要求倒计时显示车流量检测及调整时间手动设置紧急处理,单片机交通控制系统的基本构成及原理第三章系统硬件电路的设计系统硬件总电路构成及原理系统硬件电路构成系统工作原理车流量检测电路及模拟八段数码管其它器件第四章系统软件程序的设计河北交通职业技术学院第页共页程序主体设计流程子程序模块设计按键扫描程序状态灯显示及判断倒计时显示车流量检测中断服务子程序紧停及违规中断服务子程序红绿灯时间调整程序消抖动程序致谢河北交通职业技术学院第页共页第章单片机控制交通灯的背景交通灯的背景交通灯的历史世纪初，在英国中部的约克城，红绿装分别代表女性的不同身份。其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，年月日，信号灯家族的第个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德哈特设计制造的灯柱高米，身上挂着盏红绿两色的提灯煤气交通信号灯，这是城市街道的第盏信号灯。在灯的脚下，名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世天的煤气灯突然爆炸自灭，使位正在值勤的警察也因此断送了性命。从此，城市的交通信号灯被取缔了。直到年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是电气信号灯。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。交通灯的出现随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第盏名副其实的三色灯红黄绿三种标志于年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着科学救国的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，辆转弯的汽车呼地声擦身而过，吓了他身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红绿灯中间再加上个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红黄绿三色信号灯即以个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆海空交通领域了。单片机简介单片机的发展历程单片机微型计算机是微型计算机的个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。在系列单片机中，有两个子系列子系列和子系列。每个子系列有诺干中型号。系列有和三个型号，后来经过改进产生了三个型号系列有河北交通职业技术学院第页共页三个型号，改进后的型号是。改进后的型号更加省电。系列比对应的系列增加了定时器并将内部程序存贮器增加到。公司停止生产系列单片机之后将生产权转让给了许多其他公司，于是出现了许多与兼容的单片机。现在生产兼容单片机的公司对其进行了不同程度的改进和提高。我们现在使用比较的多的是等。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件中央处理器存储器和接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为个单片机控制系统。单片机经过代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。单片机的特点性价比高，开发周期短，易于产品化，集成度高，可靠性好，抗干扰性强，功能完善，接口多样，低功耗低电压般电源供电电压在范围内单片机都能正常工作，供电的下限可达。总线多样，易于扩展单片机外部的典型三总线结构，方便系统构扩展，构成各种规模的应用系统。外部总线增加了及等串行总线方式，可根据需要进行并行或者串行扩展。单片机内部结构有大部分个位的中央处理器又称为微处理器中央处理器是整个单片机的核心部件，是位数据宽度的处理器，能处理位二进制数据或代码，负责控制指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。有字节的片内数据存储器。内部有个位用户数据存储单元和个专用寄存器单元，它们是统编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的只有个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。片内程序存储器或共有个位掩膜，用于存放用户程序，原始数据④片内个特殊功能寄存器个位的并行输入输出口共有组位口或，用于对外部数据的传输口输入与输出分时的传送地址低位与数据线口输入与输出无第二功能口输入与输出传送地址的高位河北交通职业技术学院第页共页口输入与输出串行口输入端串行口输出端串行口输出端外部中断中断请求输入端外部中断中断请求输入端定时器计数器外部输入端定时器计数器外部输入端外部数据存储器写选通信号外部数据存储器读选通信号个串行口完成单片机与其他微机的之间的串行通信个位定时器计数器可处理个中断源，两级可程序优先级的中断系统其中含有指令集含条指令，按照指令操作功能话费有五类数据传送指令算术运算指令逻辑运算及转移指令控制转移指令位操作指令单片机的内部结构图除去图中的存储电路和部件，剩下的是，它可以分为运算器和控制器两部分。运算器功能部件包括算术逻辑运算单元累加器寄存器暂存寄存器程序状态字寄存器等。控制器功能部件包括程序计数器指令寄存器指令译码器定时控制逻辑电路数据指针寄存器堆栈指针及时钟电路等。河北交通职业技术学院第页共页第二章单片机控制交通系统总体设计单片机交通控制系统通行方案设计设在十字路口，分为东西向和南北向，在任时刻只有个方向通行，另方向禁行，持续定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态开始变换，直至状态然后循环至状，周而复始，即如图图所示直至状态然后循环至状态，通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下河北交通职业技术学院第页共页图交通状态东西方向红灯灭，同时绿灯亮，南北方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。东西方向绿灯灭，同时黄灯亮，南北方向红灯亮，倒计时秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时秒。此状态下，东西向允许通行，南北向禁止通行。南北方向绿灯灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。下面我们可以用图表表示灯状态和行止状态的关系如下表交通状态及红绿灯状态状态状态状态状态东西向禁行等待变换通行等待变换南北向通行等待变换禁行等待变换东河北交通职业技术学院第页共页东西南北四个路口均有红绿黄灯和数码显示管个，在任个路口，遇红灯禁止通行，转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。状态及红绿灯状态如表所示。说明表示灭，表示亮。单片机交通控制系统的功能要求本设计能模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的信号发生，还能进行时间显示，车流量检测及调整，交通违规处理和紧急处理等功能。西红灯东西黄灯东西绿灯南北红灯南北绿灯南北黄灯河北交通职业技术学院第页共页倒计时显示倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯灯色发生改变的时间在停止和通过两者间作出合适的选择。驾驶员和行人普遍都愿意选择有倒计时显示的信号控制方式，并且认为有倒计时显示的路口更安全。倒计时显示是用来减少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做出复杂判断的种方法，它可以提醒驾驶员灯色发生改变的时间，帮助驾驶员在停止和通过两者间作出合适的选择。车流量检测及调整随着我国经济建设的蓬勃发展，城市人口和机动车拥有量在急剧增长，交通流量日益加大，交通拥挤堵塞现象日趋严重，交通事故时有发生。车辆检测器作为智能交通系统的基本组成部分，在智能交通系统中占有重要的地位。现阶段，车辆检测器检测方式有很多，各有其优缺点，如红外线检测器地磁检测器机械压电检测器，磁频检测器波频检测器视频检测器等。般车流量检测器采用传感器单片机外围器件来实现。而且，目前国内使用的红绿灯都是固定的红绿灯时间，并自动切换。红灯时间和绿灯时间，是根据道口东西向和南北向的车流量，利用统计方法确定的。交通警察不断观察十字路口的两个方向，根据车辆密度和流速决定是否切换红绿灯，以保证最佳的道路交通控制状态。时间手动设置除系统根据车流量自动控制调整，也可以通过键盘进行手动设置，增加了人为的可控性，避免自动故障和意外发生，并再紧急状态下，可设置所有灯变为红灯。键盘是单片机系统中最常用的人机接口，般情况下有式和行列式两种。前者软件编写简单，但在按键数量较多时特别浪费口资源，般用于按键数量少的系统。后者适用于按键数量较多的场合