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简便等优点。LED数码管的结构简单，分为七段和八段两种形式，也有共阳和共阴之分。以八段共阴管为例，它有8个发光二极管(比七段多一个发光二极管，用来显示SP，即点)，每个发光二极管的阴极连在一起。这样，一个LED数码管就有I根位选线和8根段选线，要想显示一个数值，就要分别对它们的高低电平来加以控制。由于交通灯数码管没有SP位，本文主要讨论共阴七段LED数码显示管，其他类形的显示管与其类似。
1234567DS?DPYaabcfbgdeecdfg[LEDgn]DPY_7-SEGP27 图3.8 LED数码管
LED 灯的显示原理:通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同的字形，如a，b，c，d，e，f，g全亮，则数码管显示为8。 采用共阴极连接：
表3-3 驱动代码表
显示数值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f g 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 驱动代码（16进制） 0x3f 0x06 0x5b 0x4f 0x66 0x6d 0x7d 0x07 0x7f 0x6f 3.5.3 电源电路设计
不管是AT89S51单片机工作电源、二极管还是数码管的驱动，都要用到+5V的直流电源，因此，一个稳定的、持续的+5V直流电源对本系统十分重要。本设计运用桥式整流电路，将交流转换为直流，可为各部分电路提供恒定的+5V直流。
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第3章 系统硬件电路的设计
220V左右的交流电压，经变压器后转换为15V左右的电压，再经全波整流电桥整流后，得到一幅0-8V左右的波动直流。这一波动的直接经过电解电容C4滤波后，得到一个较平稳的直流，再经过LM7805稳压为+5V后，得到稳定的+5V直流电流，为系统提供稳定电压，保证电路的稳定性和抗干扰性，其电路如图3.9所示。图中C5用于抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激震荡，其容量较小，本设计选择的为0.31μF的电容。图中C6用于消除输出电压中的高频噪声，本设计选用0.1μF的电容。
1D?T?421U?LM7805CTVin+5V3VCCTRANS1BRIDGE1C4ELECTRO1C5CAPGNDC6CAP32
图3.9 电源电路
3.5.4 蜂鸣器
本设计采用一般蜂鸣器，蜂鸣器使用PNP三极管进行驱动控制，当连接到单片机上的引脚输出为低电平，PNP导通，蜂鸣器蜂鸣；当连接到单片机上的引脚输出高电平时，PNP截止，蜂鸣器停止蜂鸣。如图3.10所示
图3.10 蜂鸣器连接
3.6 本章小结
本章首先对单片机、车流量传感器和电源模块进行了选型，接着介绍了总体设计电路图的构成及原理。第三部分详细介绍了AT89S51单片机各个管脚的功能和内部芯片，以及AT89S51单片机的最小系统。第四部分主要介绍了红外线传感器的原理。最后对其他硬件进行了介绍，如发光二极管，LED数码管以及电源电路等。
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第4章 软件设计 第4章 软件设计
硬件平台结构一旦确定，大的功能框架基本形成。软件在硬件平台上构筑，完成各部分硬件的控制和协调。系统功能是由软硬件共同实现的，因为软件的可伸缩性，最终实现的系统功能可强可弱，差别可能很大。因此，系统是本系统的灵魂。软件采用模块化设计方法，不但易于编程和调试，也可以减小软件故障率和提高软件的可靠性。同时，对软件进行全面测试也是检验错误排除故障的重要手段。这里我采用了常用的C语言编程来实现的。
4.1 主程序设计
将整个流程分为四个状态如下：
（1）南北绿灯亮，东西红灯亮。此状态下，南北允许通行，东西禁止通行。 （2）南北黄灯闪烁5s，东西保持红灯亮。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。
（3）东西绿灯亮，南北红灯亮。此状态下，东西允许通行，南北禁止通行。 （4）东西黄灯闪烁5s，南北保持红灯亮。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。
主程序采用查询方式定时，获取交通灯的各种状态。主程序流程图如图4.1所示。
4.2 车流量采样程序设计
车流量采样程序主要功能是采样各路口的车流量，每次红灯转换成绿灯前两秒对路口车流量进行采样，然后根据采样后得到的车流量的大小来分配红绿灯的时间。根据两方向车流量的比例分成5个区域：小于0.4，0.4-0.8，0.8-1.2，1.2-1.6，大于1.6。
时间调整在此只划定5个范围。比例小于0.4，表示南北方向车流量畅通，东西方向车流量拥挤。比例为0.4-0.8时，表示南北方向车流量比东西车流量少。比例为0.8-1.2时，表示南北车流量与东西车流量差距不大。比例为1.2-1.6时，表示南北车流量比东西车流量多。比例大于1.6时，表示南北方向车流量拥挤，东西方向车流量畅通。时间设置以40s为基准，当比例为1.2-1.6时，南北绿灯时间增加10s，东西绿灯时间减少10s。当比例为1.6以上时，南北绿灯时间增加20s，东西绿灯时间减少20s。当比例为0.4-0.8时，南北绿灯时间减少10s，东西绿灯时间增加10s。当比例为0.4以下时，南北绿灯时间减少20s，东西绿灯时间增加20s。
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程序流程图如图4.2所示。
根据红绿灯时间调整原理，一个周期下来，count_SN，count_EW中分别存储着南北，东西的车流量，接下来求单位时间车流量，此时南北向时间，东西向时间分别存储在tt_SN，tt_EW中，则两个方向的流量比例为（count_SN /tt_SN）/（count_EW/tt_EW）=( count_SN * tt_EW)／(count_EW * tt_SN),显然该比例是1左右带小数的值，然而单片机程序中只取整数，重要的数据信息就会丢失，所以本设计中首先将(R5*R1)乘以10，比例就变为10左右的值。将该比例值放在A，然后根据A的大小进行时间调整，具体时间设置表4-1.
表4-1 比例及调整时间
南北与东西向比例 调整南北向时间 调整东西向时间
0.4以下 20 60 0.4-0.8 30 50 0.8-1.2 40 40 1.2-1.6 50 30 1.6以上 60 20 -24-
基于单片机的智能交通灯控制系统的说明书
