1.设计框图：
图1-1
设计说明：
1）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，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行间为20秒，时间可设置修改。
2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，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）。
4）能对交通运行进行控制。
2.各元器件选择及其功能介绍：
1)元器件列表
2)
元件名称
型号
数量/个
用途
单片机
AT89C51
1
控制核心
晶振
12MHZ
1
晶振电路
电容
30pF
2
晶振电路
电解电容
10uF
1
复位电路
电阻
5.1K
1
复位电路
发光二极管
LED
12
红、黄、绿灯
集成块
74LS08
1
按键电路
电阻
220Ω
13
LED限流
通过单片机仿真交通灯
第一章概述
1.设计内容：
用AT89S52单片机控制一个交通信号灯系统，晶振采用12MHZ。
设A车道与B车道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道。设计要求如下：
用发光二极管模拟交通信号灯，用按键开关模拟车辆检测信号。正常情况下，A、B两车道轮流放行，A车道放行50s，其中5s用于警告；B车道放行30s，其中5s用于警告。交通繁忙时，交通信号灯控制系统应有手控开关，可人为地改变信号灯的状态，以缓解交通拥挤状况。在B 车道放行期间，若A车道有车而B车道无车，按下开关K1 使 A车道放行15s；在 A车道放行期间，若B车道有车而A车道无车，按下开关K1 使B 车道放行15s。有紧急车辆通过时，按下K2开关使 A、B车道均为红灯，禁行20s。
主控制器采用AT89C51，是ATMEL公司生产的一款性能稳定的8位单片机。AT89C51具有1个8KB的FLASH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位定时/计数器及1个串行口和6个向量二级中断结构。
单片机的P0口分别用于控制南北及东西的通行灯，P2口和P3^4-P3^7口用于4组4位LED计时器的控制，紧急车辆通行时使用外中断0（P3^2）和外中断1(P3^3),进行手动按键，即可转换。
图1-3
2、复位电路模块
复位电路是使单片机的CPU或系统中的其他部件处于某一确定的初始状态，并从这状态开始工作，除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位电路以重新启动。本设计采用的是按键复位电路。其电路如图1-4所示：
图1-4
3、主控制系统模块
3.设计原理图：
红绿灯整体示意图
图1-2
交通信号灯的状态表
状态
北
西
南
东
绿黄红
绿黄红
绿黄红
绿黄红
0
001
பைடு நூலகம்100
001
100
1
011
110
011
110
2
100
001
100
001
3
110
011
110
011
表1-2
状态
S1
S2
S3
S4
时间
30s
5s
30s
5s
东西道
红灯亮
红灯亮
绿灯亮
黄灯亮
南北道
绿灯亮
黄灯亮
红灯亮
使用AT89C51单片机控制4个方向的交通灯（红﹑黄﹑绿）并用数码管显示其时间。
了解交通灯管理的基本工作原理，熟练掌握STC89C51的工作原理和应用编程，熟悉STC89C51单片机并行接口的各种工作方式和应用，并了解计数器/定时器的工作方式和应用编程外部中断的方法，掌握多位LED显示问题的解决。
第二章硬件设计
2.设计目的：
1）进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。
2）掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。
3）通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。
4）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
5）通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，为我们今后从事相应工作打下基础。
红灯亮
共阳与共阴数码管自行代码
表1-3
1、时钟电路模块
时钟电路由一个晶体振荡器12MHZ和两个30pF的瓷片电容组成。时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，而时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信
号控制下严格地工作。其电路如图1-3所示：
5）一道有车而另一道无车（实验时用开关 K0 和 K1 控制），交通灯控制系统能立即让有车道放行。
6）有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。
4.设计任务：
1）东西、南北车辆交替运行， 时间可设置修改。
2）绿灯转为红灯时，黄灯闪亮（间隔1秒）。
3）能显示剩余时间。
3.设计原理：
利用“自动控制”控制交通灯的方法。将事先编制好的程序输入单片机，利用单片机的定时、查询、中断功能；能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，采用查询的方式，根据具体情况，自动给予时间通行，其中利用中断方式来处理特殊情况。这样既方便驾驶员、路人，同时还可以紧急处理一些紧急实况。同样具有红、黄、绿灯的显示功能，为驾驶员、路人“照明”。
电阻
470Ω
8
数码管电路
电阻
1K
7
数码管驱动、按键电路
数码管
GC-3461BS
1
显示电路
微动开关
3
按键电路
三级管PNP
8550
4
数码管驱动电路
表1-1
2）2位8段数码管工作原理：
2位8段数码管电路采用“共阴”连接，阴极公共端（COM）由晶体管推动。如图4-3所示：
段码和位码，段码即段选信号 SEG，它负责数码管显示的内容，图中 a~g、dp组成的数据（a 为最低位，dp 为最高位）就是段码。位码即位选信号 DIG，它决定哪个数码管工作，哪个数码管不工作。当需要某一位数码管显示数字时，只需要先选中这位数码管的位信号，再给显示数字的段码。
4、交通灯输出控制模块
道口交通灯指示采用高亮度红、黄、绿发光二极管进行提示。
当R=220欧时，按公式A=(5-1.8)/R计算，电路中的电流大小应为A=14.545mA.由于每个路口的通行双向指示处理相同，因此每个端口应具有3A的吸收电流能力。
5、时间显示电路模块
道口通行剩余时间采用高亮红色7段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，列扫描驱动使用三极管，按每段6mA电流计算，全显示字形“8”时，每个数码需6mA*8=48mA，由于时间显示每个道口相同，共需要电流192mA，因此设计中也采用了中功率三极管8550.其显示电路如图1-6所示：