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交通灯模拟电路
摘要
在现代社会，随着科技和经济的高速发展，城市交通问题日益严重。城市交通问题与我们的生活是息息相关的，不仅仅影响着我们的生活状态，更影响着我们的生活质量。同时，这也是交通管理部门所关注的重要问题之一。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，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。因此，我通过用所学的知识设计了一套交通灯控制电路方案。本文主要探讨了交通灯的工作原理，以及怎样运用汇编和接口的知识来制作出交通灯模拟系统。
关键词：单片机 定时器 硬件资源 汇编程序
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1. 设计目的
通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时计数器的使用方法，并把硬件和汇编相结合，设计出一个交通灯控制系统，一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统。利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并用LED灯显示倒计时间。
2. 设计原理
图1
首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口如图1所示，为东南西北走
向。初始状态0为东西南北都红灯亮。然后转状态1东西绿灯通车，南北红灯亮。过一段时间后，转状态2，东西绿灯灭，黄灯闪几下，南北还是红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯亮。过一段时间后转状态4，南北绿灯灭，闪几个黄灯，东西还是为红灯亮，一段时间后，又循环至状态1。
列出交通信号灯的状态表如下：（其中，1代表灯亮，0代表灯灭）
表1 交通信号灯状态表 状态 0 1 2 3 4 00010北 绿黄红 0000111100 0 1 0 0 000100西 绿黄红 10011 0 0 0 1 000001南 绿黄红 11100 0 1 0 0 000100东 绿黄红 10011 对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显
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示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。
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通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。
通过延时时间送显，可以在原有的交通信号灯系统的基础上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。
3. 硬件资源及其分配
主要用到的硬件：P1端口、P3端口、LED数码管、LED发光二级管、定时器T0 硬件分配：
1、 P1口：做为输出口，与发光二极管相连接，其状态及对应的十六进制值如下：
表2 P1状态表
方向 状态 0 1 2 3 4 0000000无 P1.7 P1.6 南 北 东 西 十六进制说 明 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 值 0000000 000010000000101111000 0 1 0 0 0 0 000100001000111 09H 0CH 0AH 08H 21H 11H 01H 都为红灯亮 东西绿南北红 东西黄闪 南北红 东西红南北绿 南北黄闪 东西红 2、P3口中的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)作特殊用途,数据(倒计时时间)从RXD端输入,TXD端输出。
3、74LS240和LED发光二极管用来显示灯亮情况。 4、定时/计数器T0用来产生1秒的定时 5、74LS240和数码管用来显示时间
4. 硬件图
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硬件设计图如下所示：
图2 硬件设计图
5. 程序框图
程序框图如下图所示：
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