单片机控制的十字路口交通灯控制系统设计

2 系统总体方案及硬件设计

2.1 设计原理

本设计使用的是单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时更新系统，根据道路情况适时调整交通灯的状态，全面有效地利用交通灯指示交通情况。

该设计是以单片机AT89S52为核心完成的,在硬件电路中采用P1口点亮交通指示灯，采用P0口和P2口作为2位LED数码管的驱动接口，可显示各个方向的交通灯的持续时间，单片机外围接有按键开关电路，可以响应外部中断及键盘程序，实现紧急情况处理、调整交通灯的点亮时间等功能。

芯片选用AT89C51 单片机，电路由下列部分组成：时钟电路、复位电路、键盘电路、交通灯演示电路、LED显示电路。

2.2 各功能模块设计 2.2.1 单片机AT89S52介绍

AT89S52是一个低电压，高性能CMOS型 8位单片机，片内含8KB的可反复擦写的Flash只读程序存储器（ROM）和256 B的随机存取数据存储器（RAM）。 AT89S52是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，AT89S52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

单片机控制的十字路口交通灯控制系统设计

其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

引脚使用说明：

I/O端口的编程实际上就是根据应用电路的具体功能和要求对I/O寄存器进行编程。具体步骤如下：

l. 根据实际电路的要求，选择要使用哪些I/O端口。

2. 初始化端口的数据输出寄存器，应避免端口作为输出时的开始阶段出现不确定状态，影响外围电路正常工作。

3. 根据外围电路功能，确定PO端口的方向，初始化端口的数据方向寄存器。对于用作输入的端口可以不考虑方向初始化，因为PO的复位缺省值为输入。

4. 用作输入的PO管脚，需上拉电阻。

5. 最后对I/O端口进行输出(写数据输出寄存器)和输入(读端口)编程，完成对外围电路的相应功能。

几个特殊管脚：

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。

RST： 复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平。

2.2.2 总体方案

此交通灯系统位于一个十字路口，此路口为东南西北走向。南北方向为主

干道，东西方向为支干道。各干道有一组红、绿、黄三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换。

此交通灯系统工作过程分为4个状态。状态0南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮。过25秒后转为状态1，南北方向绿灯灭，黄灯每秒闪亮一次，东西方向还是红灯亮。历时5秒钟再转为状态2，南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮。过15秒后转为状态3，南北方向还是红灯亮，东西方向绿灯灭，黄灯每秒闪亮一次。历时5秒钟又循环至状态0。

交通灯的状态表如下：