【正文】 放行。3） 有緊急車輛要求通過時，系統(tǒng)要能禁止普通車輛通行，A ，B 道均為紅燈，緊急車由 K2 開關(guān)模擬。4）綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，黃燈亮1秒第2章 系統(tǒng)總體方案及硬件設計A、B兩干道交于一個十字路口，各干道有一組紅、黃、綠三色的指示燈，指揮車輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈燃亮時間為A、B兩干道的公共停車時間。設A道比B道的車流量大，指示燈燃亮的方案如表211。141514……A道黃燈亮紅燈亮黃燈亮綠燈亮黃燈亮紅燈亮……B道黃燈亮綠燈亮黃燈亮紅燈亮黃燈亮綠燈亮……表211說明：（1）當為黃燈時 A、B兩道同時為黃燈；以提示行人或車輛下一個燈色即將到來 時間 1秒。 （2）當A到為紅燈，A 道車輛禁止通行，A 道行人可通過；B 道為綠燈，B 道車輛通過，行人禁止通行。時間為4秒。（3）當A道綠燈，A 道車輛通行；B 道為紅燈，B 道車輛禁止通過，行人通行。時間為5秒。 A道車流大 通行時間長（4）這樣如上表的時間和紅、綠、黃出現(xiàn)的順序依次出現(xiàn)這樣行人和車輛就能安全暢通的通行。（5）此表可根據(jù)車流量動態(tài)設定在沒有特殊情況下，即在兩道均有車輛要求通過時，交通燈按常規(guī)運行。通過控制開關(guān)可以輸入要模擬的其它狀態(tài)，交通燈將按照其輸入狀態(tài)的情況進行運行。交通燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖221所示?？傮w設計方案共有五個部分組成，分別是：單片機AT89C5紅、綠、黃燈顯示電路、LED數(shù)顯時間電路、晶振及復位控制電路、控制與調(diào)時開關(guān)電路。在進行仿真調(diào)試過程中，程序運行正確，五個部分就同時工作，從而實現(xiàn)了交通燈的基本功能及調(diào)時功能。系統(tǒng)的總的原理框圖如圖21所示。圖221 硬件設計方案 晶振采用了內(nèi)部時鐘信號源的方式。對于時間要求不是很高的系統(tǒng)，只要按圖進行設計就能使系統(tǒng)可靠起振并穩(wěn)定運行。但由于圖中的CC2電容起著系統(tǒng)時鐘頻率微調(diào)和穩(wěn)定的作用，因此，在本系統(tǒng)的實際應用中一定要注意正確選擇參數(shù)（30177。10 PF），并保證對稱性（盡可能匹配）。圖231 系統(tǒng)時鐘電路 復位電路我采用上電+按鈕復位的方式。當開關(guān)打開時，RST通過電阻接地，當有開關(guān)閉合時由于電容的作用使電源VCC通過電阻施加在單片機復位端RST上，實現(xiàn)單片機復位。只是可惜，在進行仿真器調(diào)試過程中，該復位電路是不起作用的。具體電路如圖241所示。 圖241 系統(tǒng)復位電路 數(shù)碼管工作原理 這里我們介紹8段數(shù)碼管的工作原理。8段數(shù)碼管又稱為8字型數(shù)碼管，分為8段：A、B、C、D、E、F、G、DP。其中，DP為小數(shù)點。數(shù)碼管常用的有10根管腳，每一段有一根管腳，另外兩根管腳為一個數(shù)碼管的公共段，兩根之間相互連通。 發(fā)光二極管的發(fā)光原理，我們已經(jīng)介紹過了，同理，8段LED數(shù)碼管，則是在一定形狀的絕緣材料上，利用不同形狀點劃的發(fā)光二極管組合，排列成“8”字型的數(shù)碼管，分別引出它們的電極，點亮相應的點劃來顯示09的數(shù)字。 從電路上，按數(shù)碼管的接法不同又分為共陰和共陽兩種。圖251是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。在設計時，為了系統(tǒng)圖的美觀，我采用了6個數(shù)碼管組成的數(shù)碼管組，采用共陰極接法。如圖252。圖252 系統(tǒng)數(shù)碼管電路在設計路燈時，采用了發(fā)光二極管代替路燈。先介紹一下二極管，見圖 261。二極管工作原理是單向?qū)ǎ粗挥姓龢O電壓高于負極電壓某特定值時才會導通，而負極電壓高于正極電壓是不導通的。圖 261 發(fā)光二極管示意圖發(fā)光二極管是一種特殊的二極管，導通時會發(fā)光（～）。此外，工作電流要滿足該二極管的工作電流。 發(fā)光二極管的正負極可以用萬用表進行判斷，把萬用表撥至二極管檔或電阻擋，用兩個表筆分別接觸二極管的兩個引出腳。若發(fā)光二極管被點亮，則與紅表筆相接的引出腳為正極。從外觀上看，發(fā)光二極管的正極引腳的長度也比較長。 一般發(fā)光二極管與I/O端口之間都會再連接一個電阻，其作用在于限制通過二極管的電流，從而達到減少功耗或者滿足端口對最大電流的限制。一般發(fā)光二極管的點亮電流為5mA至10mA。 路燈設計時我采用了紅、黃、綠三種發(fā)光二級管。如圖262所示。 圖262 路燈設計電路按鍵工作方式可以是中斷方式也可以是掃描方式，對掃描方式來說，掃描是一直調(diào)用按鍵掃描程序，也可以用定時調(diào)用按鍵掃描程序，不管哪一種，都需要占用系統(tǒng)寶貴的時間資源，相比較而言中斷就有優(yōu)勢，中斷鍵盤只有在有按鍵按下時才去執(zhí)行鍵盤程序，在沒有按鍵按下的情況下，可以處理其他的事務，使資源得到充分的利用，故中斷鍵盤有占用資源少，響應速度快的優(yōu)點，但在有按鍵按下時有數(shù)碼管閃爍的缺點，這是因為處理中斷時，數(shù)碼管停止了掃描，對顯示要求不高的場合下，這也是完全可以滿足要求的。但實際應用中，為了保證安全查詢鍵值和響應，通常還要進行按鍵去抖和等待鍵釋放（查詢按鍵是否抬起）的動作， 由于按鍵本身是機械開關(guān)，所以在觸點閉合或斷開的瞬間會出現(xiàn)電壓抖動的現(xiàn)象。按鍵設計如圖271所示。圖271 按鍵電路第3章 軟件系統(tǒng)設計 一個完整的交通燈相當于一個簡單的單片機系統(tǒng)，該系統(tǒng)有交通燈設置電路、單片機、顯示電路等構(gòu)成。單片機是集成的IC芯片，只需根據(jù)實際設計要求選型。其他部分都需要根據(jù)應用要求和性能指標自行設計。首先了解實際交通燈的變化規(guī)律。假設一個十字路口為東西南北走向。初始狀態(tài)0為東西紅燈，南北紅燈。然后轉(zhuǎn)狀態(tài)1南北綠燈通車，東西紅燈。過一段時間轉(zhuǎn)狀態(tài)2，南北綠燈閃幾次轉(zhuǎn)亮黃燈，延時幾秒，東西仍然紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3，東西綠燈通車，南北紅燈。過一段時間轉(zhuǎn)狀態(tài)4，東西綠燈閃幾次轉(zhuǎn)亮黃燈，延時幾秒，南北仍然紅燈。最后循環(huán)至狀態(tài)1。 軟件流程系統(tǒng)總體流程圖如圖321所示：