【《基于单片机的交通信号灯控制系统的设计与实现》12000字（论文）】

第1章绪论1.1交通信号灯控制系统的研发背景及意义现在，大量的城市交通控制信号灯电路都往着实现便捷性、低功率、数字化、人、车、路三者相互协调配合的方向发展。随着公共交通运输量的迅猛增长及由于缺少对道路交通进行系统性的研究与控制，道路交通问题依旧存在，并未完全得到完善处理。而我国经济社会的不断发展，之前的交通控制系统渐渐的满足不了目前的需求，因此要不断的改善交通信号灯控制系统，来适应新的交通状况，来改善人、车、路这三方面的协调性，交通灯控制系统能够为行人以及驾驶员提供了有力的安全保障并进行合理的时间分配疏导，有效的节约了时间，所以对交通信号灯控制系统的研究极具意义。交通信号灯控制系统主要功能是一种专门设计用于进行道路交通车辆和行人的规范管理，能够在特殊情况做出不同的模式进行规范处理，合理灵活地分配时间来提高交通效率，使其达到控制的目的。1.2研究现况本文研究的目的是为了在当前繁忙的十字路口上能够让行人和车辆秩序安全的行走和驶入各个路口。其中设置了南北方和东西方上车辆的通行时间，当一方通行时，另一方是禁止通行的，都是通过时间的设定进行轮换的，一般情况下都是60秒都会进行一次方向的进行轮换，其中60秒一方都为车辆禁止通行状态而另一方有40秒的通行时间，当40秒的通行时间结束时，该方向只能进行左转，其左转的时间是20秒。60秒的总时间是可以进行调节的，可以在40至99秒之间进行设置总的时间来应对不同的车流量。其中还有特殊的情况有救护车或者警车的情况下还可以启动紧急模式即全部为红灯，让他们通过，还有繁忙模式应对车流量大的情况，此时总时间是45秒，30秒的通行时间以及15秒的左转时间。该主干道为红灯时其各两侧的人行道为绿灯，行人通过。在红灯和绿灯互相转换的前5秒是由黄灯闪烁进行倒计时的提示。这是本次设计的主要功能方案并进行了实现。1.3论文的主要研究工作本项目都主要目标是交通信号灯控制系统设计和实现。本文的详细架构设置如下：第一章是绪论，深化刻入本次课题研究内容，分析了当前系统研究现况，最后对各个板块内容进行介绍。第二章是介绍相关知识和技术，讲述了单片机应用的技术，并对当前交通控制系统的基本构成和原理进行介绍。第三章介绍本系统的需求分析，解析了交通信号控制系统的运作方式以及介绍控制系统通行方案设计。第四章描述的硬件电路的构成和设计以及所用到的各个系统，还有各个模块功能的介绍；第五章讲述的是软件方面的设计和编写；第六章是设计作品进行各个功能的调试与验证，以达到实现的目的。第七章是在对整个过程的总结。1.4本章小结本章内容首先是介绍本论文研究背景及意义，然后，对当前信号灯控制系统进行了总结归纳，最后对本论文对各个章节进行了章节概述总结。第2章相关知识及技术2.1单片机的应用单片机自动完成赋予它的任务的过程，即是单片机执行程序的过程，也同样是一条条执行的指令的过程，这里所说的指令就是要把单片机执行的所有操作以的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，每一条指令都对应着一种基本操作；该单片机的指令系统就是单片机所能够执行的全部命令，不是同种类的单片机，它们的指令系统也就会不同。要让单片机自动完成某一个特定的任务，那么就要把需要解决的问题编成一系列的指令，这一系列指令的集合就成为了程序，但是程序需要先存放在具有存储功能的存储器中。存储器是由许多的存储单元组成而来的，就像一栋楼由很多的房间组成一样，指令就存放在这些单元里，把单元里的指令取出然后执行就像是大楼房的每个房间都分配到了不同的房间号一样，每个房间号都是唯一的，每一个存储单元也必须被分配到相对应唯一的地址号，该地址号称为存储单元的地址，所以只要知道了存储单元的地址，然后可以找到该存储单元，就可以把存储的指令取出来，然后再被执行。程序一般都是按照顺序来执行的，因此程序中的指令也是一条条按照顺序来存放的，单片机在执行程序的时候是把需要的指令取出来然后并执行，必须要有一个部件能够追踪到指令所在的地址，这个部件就是程序计数器PC（包含在CPU中），在开始执行程序时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC中的内容就会自动增加，增加量是由本条指令长度决定，来指向下一条指令的起始地址，确保指令顺序执行。2.2单片机交通控制系统的基本构成及原理本系统软件主要具有系统实用性能比较高、操作简便、可靠和扩展性较好的几大特点。在一定的时间内提升了通车工作的质量和效率。并能够在通车高峰的阶段通过按键来自主改变红绿灯时间的长短，降低了交通瘫痪拥挤的现象。这个系统还拥有紧急模式，就是每个方向都让它变成红灯，目的是让那些政府紧急车辆和救护车以及消防队员这些车辆来使用道路通过，通过后便可通过按键恢复，这是对特殊情况的处理。信号灯的改变是因为单片机，用LED数码管是为了让人知道时间的多少，更加方便。不仅运用了该技术，单片机可以处理各种问题，进行改变控制的模式。如示意图(参见图2-1)所示：设计当中键盘设置模块的作用是模式的切换还有根据路况进行红绿灯时间多少的改变。系统进入工作状态，对当前的状态进行控制，会把时间的多少输入到数码管里进行显示，如遇到特殊情况还可以进行模式的切换。并且我们能够真正做到对各种异常情况下的违规状态控制实现一个安全可靠性较高的状态控制。图2-1系统总体描述图所以该项目设计的控制系统用单片机来当作核心部分连接形成最小系统的，并且经过按钮设置模块来产生稳定的控制输入信号并执行，而LED倒计时模块和信号灯状态模块是用来接收输出的信号并执行。2.3章节总结本章节首先对单片机技术进行介绍，然后针对本次交通灯控制系统的技术进行详细介绍，分析其系统的基本构成和原理。需求分析3.1单片机交通控制系统的功能要求本次系统设计主要目的是为了便于模拟简单的城市道路交通信号灯控制管理系统，用红绿黄灯信号来分别代表车辆停车是否禁止，通行和提醒，按键的功能是实现时间的增减和模式的转变。有五个二位阴极数码管，四个方向东南西北都有数码管用来进行红绿黄灯时间多少的显现。这些数码管都具有放大的作用是因为它们的阴极利用了三极管的开关作用。这个设计有三十二个红绿黄发光的数码管，目的就是提醒行人和驾驶员当前道路的状态。3.1.1显示模块功能数码管显示以及LED显示皆是本次设计当中的两个显示模块功能。数码管的作用就是为了让人知道当前信号灯还有多少时间用来帮助驾车人员对红绿灯时间的判断，然后做出是否通行。有计时显示的信号灯更加具有安全性。倒计时显示是作为灯光改变的依据，从而驾驶人员来判断是否通行和停让的准则。根据红黄绿信号灯以及时间的显示相组合，显得更加方便和醒目。3.1.2按键模块功能该系统控制按键的数量级和控制使用方法并不是很多，且每个I/O口令的数量非常充足的，所以就可以使用独立式的按键来进行操作。按键在里面的作用就是设定时间的多少还有多种模式的替换和执行工作这些，比如车流量大，人多车多，我们就可以通过按键按下繁忙模式，就可以解决当前交通繁忙的问题了，复位按键的作用就是按了之后会回到初始的状态即初始的时间，红绿灯时间的加减也就是能够直接设置的，所以这个交通系统就比较灵活方便有实质性的作用。3.2单片机交通灯控制系统通行方案设计该方案是在一个呈十字的交通道路上面实施的，所以它有南北和东西这两个方向，无论何时只准一个方向的通行，另一个方向则是禁止通行，都具有相应的一段时间，有左转的功能，较短时间后，禁止通行的方向和允许通行的方向进行调换。方案如下图所示。(参见图2-1~图2-8)图2-1到2-8进行循环，通过展示和分析具体的路口交通车辆状态，可以大致把八个时段交通灯的状态总结起来归纳出来如下图所描述：1.当车辆进入十字路口的时候，由南向北和由北向南的车辆会根据信号灯提示进入绿灯通行状态，而东西方向相互通行的车辆即进入准备状态。根据南北反馈的信息，东西方向的人行横道可以正常通行。如下图3-1所示图3-1南北方向通行，东西方向禁止通行2.当车辆进入十字路口的时候，此时南北方向为黄灯，南北方车辆进入待停状态，准备左转，东西方向的车辆此时依旧是红灯，禁止通行，东西方向人行横道为绿灯可以通行。如下图3-2所示图3-2南北方向等待，东西方向禁止通行3.当车辆进入十字路口时，此时南北方向是左转指示灯，车辆可以进行左转，东西方向依旧是红灯，车辆禁止通行，人行横道禁止通行，此时该阶段还要持续19秒。如图3-3所示图3-3南北方向左转，东西方向禁止通行4.当车辆进入十字路口时，此时南北方向的左转指示灯已经变为黄灯，因此南北方等待，东西方向依旧是红灯，此刻禁止东西方向通行，人行横道都为红灯禁止通行，此时为2秒的倒计时。如图3-4所示图3-4南北方向等待，东西方向禁止通行5.当车辆进入十字路口的时候，此时东西方向车辆会根据信号灯提示进入绿灯通行状态，而南北方向为红灯此刻禁止通行。南北方向的人行横道为绿灯可以正常通行。如下图3-5所示图3-5南北方向禁止通行，东西方向通行6.当车辆进入十字路口的时候，此时东西方向为黄灯，东西方车辆进入待停状态，准备左转，南北方向的车辆此时依旧是红灯，禁止通行，南北方向人行横道为绿灯可以通行。如下图3-6所示图3-6南北方向禁止通行，东西方向等待7.当车辆进入十字路口时，此时东西方向是左转指示灯，车辆可以进行左转，南北方向依旧是红灯，车辆禁止通行，人行横道禁止通行，此时该阶段还要持续19秒。如图3-7所示图3-7南北方向禁止通行，东西方向左转8.当车辆进入十字路口时，此时东西方向的左转指示灯已经变为黄灯，因此东西方等待，南北方向依旧是红灯，此刻禁止南北方向通行，人行横道都为红灯禁止通行，此时为2秒的倒计时。如图3-8所示图3-8南北方向禁止通行，东西方向等待3.3本章小结本章节主要介绍了本系统的需求，本系统提供了显示模块功能和按键模块功能，最后，对各个时间段的具体运作方式进行了剖析。第4章系统硬件电路的设计4.1系统硬件总电路构成该设计选用外围器件组成最小控制系统以及STC89C52单片机来满足目的，十六个红灯和绿灯标识人行行道的通行状态，四组红黄绿三色灯共三十二个发光二极管形成信号灯指示模块，倒计时的显示模块是由八个LED在东西南北方向上各有两个组成两个LED组合的目的是为了显示通行或者禁止的时间，五个按键则组合成复位模式，繁忙状态、紧急模式以及设定时间这五个模式。该单片机技术是这个系统最重要的，它形成了具有一套集数据的收集、远程控制和自动化于整体一身的智能闭环式远程控制管理系统。这个主控系统中重要硬件集成电路基本上有单片机、各个状态的指示灯、按键和电路的驱动以及led进行数字的显示这些大部分部件来组合成来的。把这些数据送给led数据显示的引脚是P0引脚和P2引脚进行的，其中用来控制红绿黄发光的是二极管的P1引脚进行的，口按键控制用的是P3引脚，REST引脚连接上的是复位电路，XTAL1和XTAL2连接的是晶振时钟电路。4.2单片机的应用4.2.1单片机引脚介绍本次系统所使用的STC89C52单片机的关键因素及特点：(1)具有优越的性能价格比特点。(2)软硬件系统集成优化程度高和体积小，具有非常好的工作稳定性。单片机的功能芯片上被集成了所需要的每一个功能部件。它的内部网络架构是引用的是模拟总线网络架构这种架构，目的就是消减用于很多芯片之间所需要的数据接口的作用，这就会让单片机的在工作是更加的稳定牢靠，减轻使起受到的影响。另外，还有因为它占用空间小，所以即使在强磁场的工作环境也不会受干扰并起到保护作用，所以在不良的环境下可以开展工作。(3)在控制这个方面它的功能很全面和稳定。现在工业控制的需求化不断的在提高，所以需要不断的完善并且满足需求，因此在普遍的单片机的指令信号系统中都得具有充分的方向转变的控制指令信号和i/o口所需要的逻辑运算器的操控以及时间分配处理运行等控制功能。单片机在完成这些控制功能方面的基本功能和运算处理能力全都比同一层次的微机都高上许多。(4)在功能上面的消耗得很低，电压强，所以非常适合研发出产一些带着方便体积小的产品。(5)外部串行总线的连接方式有很多种比如spi这些方式，进行合理的应用，使得串行总线的体积更加的小，也让结构更加的简单明了。(6)因为单片机在系统优化配置以及系统可扩充性比较典型和合理，所以更加方便共同构成形成各个大小领域的应用系统。下面介绍的是STC89C52单片机在本设计中各个重要引脚的连接以及在系统中所起的作用：VCC：STC89C52电源正端输入，接+5V。GND：电源地端。XTAL1和XTAL2:单芯片系统时钟的反相放大器输入端就是XTAL1，而它的输出端是XTAL2，能够使用石英振荡晶体系统放在它们上就会有动作了。reset:它是stc89c52的重置引脚，高电平的动作，当芯片进行重置时，此时的这个引脚要变成高电平才可以实现该功能，但是它的周期必须有包括两个或者更多的时间周期，此时就可以完成重置。ea/vpp：取用或者储存外部的程序，该过程是低电平的动作，如果之后连上低电平的话，它就不会去使用执行外部的程序。所以它就必须是一个低电平，并且过程中不会被改变持续保持，否则将不会取用外部的程序，因为它内部几乎没有任何应用程序数据存储器的其他空间。因此在要用到8751的时候，该引脚就必须得保持高电平了。ALE/PROG：意为地址锁存器启用信号。STC89C52外部的八位锁存器可以让这个引脚启用，过程中会让0端口的地址总线（A0至A7）锁入锁存器里，那是因为STC89C52使用的是多工方式来送出地址和数据信息的。在程序执行的过程当作，该系统工作频率的六分之一大概是这个引脚的输出频率，以此用来驱动其它的晶片时基输入的功能。PSEN：意为程序储存启动，假若8051来读取外部程序代码工作模式的时候，就会把这个信号送出，然后利用这个过程来获取代码的。该支脚一般情况下是连到EPROM的OE脚。当PSEN引脚和RD引脚分别启用存在外部的RAM和EPROM的时候，可以利用数据存储器和程序存储器组合在一块使STC89C52可达到使用64K的定址范围的要求。PORT0（P0.0～P0.7）：0端口是一个双向输出入端口，一共拥有8个位，P0.0和P0.1以及P0.2一直到P0.7它们都分别表示位0和位1以及位2一直到位7的意思。然而其他三个I/O口（P1口、P2口、P3口）都是没有这个电路组态的，它们的内部还存在一提升电路，P0口拥有推动8个LS的TTL负载的时候它是被当成I/O口来用的。当P0端口就会用多工方式提供数据总线和地址总线，则EA引脚为低电平时。PORT2(p2.0~p2.7):端口2是双向直流i/o输入端口，它的引脚可以使内部直流功率电压提升输入控制电路，它的个个引脚都分别可以同时驱动4个LS的TIL输入负载。PORT1（P1.0～P1.7）：端口1也是拥有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器将会推动4个LSTTL负载。PORT3（P3.0～P3.7）：端口3拥有内部提升电路的双向i/o口，四个TTL负载将会被输出缓冲器给推动。还有其他的特殊功能，比如计时计数控制和串行通信以及读取或写入控制功能等等该引脚功能分配如下:P3.0：RXD，串行通信输入。P3.1：TXD，串行通信输出。P3.2：INT0，外部中断0输入。P3.3：INT1，外部中断1输入。P3.4：T0，计时计数器0输入。P3.5：T1，计时计数器1输入。P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号。P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。RST：复位输入。ALE/PROG：当地址锁存输出电平被当成成锁存地址的地位字节的时候，说明是在访问外部存储器。还有该引脚可能会当成用来输入编程脉冲，此时也说明在FLASH编程的过程。另外的时候，ALE端会有稳定的频率周期用来输出正脉冲信号，它频率的六倍是振荡器频率。所以它可以用来定时或者还可以用来当成对外部输出的脉冲。单片机引脚图如下4-1：图4-1单片机引脚图4.2.2单片机最小系统本次设计的交通控制系统中STC89C52单片机和外围的器件构成了最小系统，下面将介绍本次设计中最小系统的构成和原理。并行I/O口为单片机芯重要的部分，STC89C52一共有四个八位的并行I/O口，依次记位P0口、P1口和P2口以及P3口。它们共同特点是都有一个锁存器和输入缓冲器以及输出驱动器。如果要访问片外的可扩展存储器，此时的P0口分时传送的是低八位地址，高八位地址则是P2口来传送。然而在无片外扩展存储器的系统里，这四个口都可以当成双向的I/O口使用，前提是没有片外扩展存储器的系统里。单片机的四个I/O口取用的为8位双向口，所以该四个I/O口在组成形状以及功能上大概都是基本同样的，但是都具有不同的特点。内部时钟和外部时钟的方式是STC89C52的两种基本时钟信号。它的里面有振荡电路，所以它可以连接在单片机的XTAL1和XTAL2的引脚上组成了自激振荡器，用此来产生时钟脉冲信号。图片中C1和C2电容起到了稳定频率及快速起振的作用。按钮复位及上电自动复位基本上技术复位电路经常用的方式。外部的复位电路里的电容进行充电来满足上电自动复位，这是最简单也是常用的上电自动复位电路。要完全可以实现自动上电复位就需要vcc的上升的时间段不能够多于1ms。用6mhz的时钟频率，r就得取1kω并且c就得取22uf。还能使用按键进行手动的复位。因为本设计的方案就是利用按按键进行手动复位的方式。脉冲和电平是按键手动复位的两种方式。该电平复位由RST端连接电阻和电源来产生的。该系统总体框图结构如下图本表4-2中。图4-2最小系统的原理图4.3显示系统4.3.1LED显示该系统使用到了led来进行显示，led的含义为发光二极管，它是半导体元件，原理是将电能转变为光。它跟白炽灯与节能灯的发光原理是有差异的，它是根据电场发光而来的，结构如下图4-3所示。图4-3LED灯4.3.2数码管显示本次设计运用了数码管显示，发光二极管是数码管的基本单元。数码管有两种形式，它们是七段数码管即里面有七个发光二极管和八段二极管即里面有按发光二极管的段八段二极管，它们相差的一段是用来当作小数点的显示发光；数码管有一位的和两位的以及四位等等，它们的依据是里面有多少个“8”来分的；因为发光二极管的连接方法不同，使用可以划分为共阴及共阳极数码管。共阴数码管的连接方法是全部发光二极管的阴极连接在一起，同理共阳极数码管的连接方法就是阳极连在一起。进行应用的时候，共阳数码管的公共极COM应该接+5V，只要发光二极管的阴极为低电平的时候就会发亮，反之为高电平就不会亮。进行应用的时候，共阴数码管的公共极COM应该接GND，只要发光二极管的阳极为高电平的时候就会发亮，反之为低电平就不会亮。还有它因为性价比高以及使用方便，所以它能够在家电器中被认可与应用，它的原理如图4-4所示。图4-4数码管显示4.4信号显示驱动电路本控制系统中运用74HC573电路来进行驱动显示，74HC573里有八路D型透明锁存器，它们每一个锁存器都是独立的D型输入，适合用来面向总线应用的三态输出。全部的锁存器都共用一个锁存使能（LE）端以及一个输出使能（OE）端。74HC573的驱动电路图如4-5所示。如果锁存使能端变为高了，此时锁存器里的数据将会从Dn输到里面去的，在这个情况下锁存器是一种透明模式的，所以锁存器的输出状态是一直在变化的，是依据D输入的变化从而改变的。如果锁存使能端变低时，锁存器就会储D输入上的信息，持续一直到LE的下降沿的到来。在输出使能端为低电平的时间里，八个锁存器里的数据内容输出不会发生改变；在输出使能端为高电平的时间里，输出状态会以高阻态的形式。锁存器的状态是不会受到OE端的操作而改变的。74HC573在控制系统中的作用和特征：三态正相输出，面向总线的应用。芯片接口封装的两边是输入和输出，使微处理器提供的接口连接操作更加简单。把它用为微控制器和微型计算机的输入输出口。共用三态输出使能端。图4-574HC573驱动电路图这个芯片是把11脚连接VCC和1脚接地，整个的芯片是输入端输入低会使输出端输出低以及输入端输入高会使输出端输出高，这就是跟驱动作用差不多。本控制系统进行驱动的还有三极管，它的原理图如图4-6所示。三极管为一类控制元件，它的作用为控制电流大小以及放大作用。三极管在进行接收放大信号时，首先必须要使其内部进入一个导通状态，必须要先在其上半部建立合适的一个偏置静态放大工作点，这样也就是叫做静立偏置，如果不这样会发生放大失真。用选择合适放大倍数三级管，经过一个电流放大的输入电流达到控制驱动led，它的电流放大倍数具有工作成本低，容易手动实现，容于自动控制的放大特点。图4-6三极管的驱动4.5键盘输入电路本次控制系统要使用键盘输入电路，而矩阵型键盘和独立式键盘是单片机里最基本的两种键盘。其中矩阵式键盘的特点是程序复杂，但占用的的i/o口少。而独立式的这种键盘每一个i/o口只连接一个按键，按键的另一端接地或者电源，这种接法的程序简单而且系统也更加稳定可靠。所以根据设计的需求以及考虑这里选择了独立式键盘接法。独立键盘模块的实现原理是利用单片式i/o口的读取口有没有高低电平的信号来判断是否有按键按下。用常开按键的一端接i/o口，另一端就接地，程序开始的时候把i/o口接高电平，在没有按下按键的时候，i/o口也一直是高电平。若按下按键，则i/o口短路产生低电平，按键松开后该口又变成了高电平。所以电平有变化就是有按下按键的操作。当在使用该交通信号灯控制系统的时候，在键盘这方面，我们还需要对键盘进行消抖。抖动就是在按下到未完全按到底的那期间会产生一个不稳定的电平信号，这种情况都是不可避免的，这种抖动一般范围为10~200毫秒之间，按键抖动的时间人是感觉不出来的，但是对于单片机来说却是很长的，所以就有硬件去抖以及软件去抖，硬件就是通过利用部分电路对抖动部分进行处理，软件去抖就是等待抖动的时间过去，待其稳定在对键盘进行操作。所以本次选择了软件消除抖动，原理是等到低电平信号出现的时候就进行延时来避免抖动，再读i/o口的值当为1的时候说明延时不够，当为0的时候就表示按键按下了，运用相应处理程序。键盘的电路图如4-7所示:图4-7键盘控制电路图4.6本章小结本章节是针对系统的主要硬件设计，首先分析本次系统的总体电路构成，然后详细介绍了本次所使用到单片机技术，认真介绍了单片机引脚和单片机最小系统；然后介绍了显示系统，信号显示驱动电路，键盘输入电路，保证系统的完整性。第5章系统软件程序的设计5.1程序主体设计流程该控制程序分成了红绿黄灯的控制程序、LED显示程序、键盘设置处理程序、消除抖动延时程序、紧急模式程序、灯光时间调整程序和车流量计数程序以及中断服务的子程序以及一些其他的。软件程序主要是由按键处理程序和50ms扫描程序两大部分构成。如图5-1所示。图5-1系统总的流程图5.2子程序模块设计按键模块的控制过程是通过中断来完成的，运用独立式键盘的是利用单片机I/O口来读取口的电平高低信号才知道有没有按键按下。按键一般情况下接地另一方向接i/o口，开始的时候都是接高电平，这个时候没有按下，i/o口也是处于高电平。如果按下按键，则说明i/o口短路产生低电平，按键松开后该口又变成了高电平。所以电平有变化就是有按下的操作。 图5-2中断子程序图5-2描述的是中断子程序的过程，定时器的中断子程序是一个非常主要的重点，定时器开始启动后，它便会从原来的计数值上开始再次添加1的计数，假如在开始的那个时候，我们没有提前设定th0以及tl0，因此皆是0，如果定时器的时钟频率是12MHz，12个时钟周期代表一个机器周期，所以机器周期是1us，记满了一个th0和一个tl0就需要216-1个数，再来一个脉冲计数器就会立刻向cpu申请中断，所以溢出一次总共大约需65536us，大约就相等于65.6ms，假如我们想要定时50ms的话，那么就必须根据需要先给th0和tl0分别重新安装一个定时初始数值，在这个定时初始数值的设计基础上在记50000个进位数后，定时器就会开始溢出，此时刚好也是说就是50ms中断一次，当要定时1s的时候我们写程序时当产生20次50ms的定时器中断后便认为是1s，这样便已经能够精确地进行控制定时的时间了，它负责对定时数码管理器输出的定时信号数据进行刷新和各种定时状态和各个状态进行切换。中断子程序包括数码管输出数据刷新程序和各状态处理程序。过程的情况如下图5-3。图5-3定时中断流程图5.3本章小结本章节主要是介绍本次系统需要使用到的软件程序，介绍了软件程序的主要设计流程以及各个子模块的软件程序设计。具体代码可见附录。第6章系统功能调试6.1系统功能的实现为测试交通信号灯系统功能的稳定性，本文设定的测试步骤如下：1.用DC-USB线将电路板与电脑USB接口相连来为系统供电，再按下自锁开关电路正常供电。如下图6-1所示，电路板上的交通信号灯系统默认的显示状况为：东西方向上的主干道路的红色和人行通道的绿色LED被点亮且数码管显示60s倒计时，南北方向上的主干道路绿色和人行通道的红色LED灯被点亮且数码管显示40s倒计时。即默认下东西方向上为红灯为60s停车等待，南北方向上为40s绿灯通行时间。左上角的数码管显示60即表示交通灯系统红灯的时间。图6-1默认显示2.如下图6-2所示，由于东西方向的红灯时间要比南北方向绿灯多20s，当南北方向绿灯倒计时五秒时，黄灯闪烁且闪烁完成后南北方向有20s的左转绿灯时间，此时南北方向的车辆可以左转，人行道都为红灯禁止通行。图6-2南北方向左转3.如下图6-3所示，当左转指示灯还剩5s时，黄灯开始闪烁，闪烁结束后切换通行方向。这时南北方向上的主干通道以及人行道为60s红灯，东西方向上的主干通道和人行道为40s绿灯。此时说明交通灯信号系统基本功能能够正常工作，下面将测试该系统的按键调整通行时间、紧急模式和繁忙模式的特殊功能。图6-3切换通行方向4.如下图6-4所示，按动调整红灯时间的加减按键，被调整的时间在左上角的数码管上显示，此时调试红灯时间为40s，即左上角数码管显示40。当交通灯信号系统切换通行方向时，红灯时间会按刚设定的40s倒计时工作显示。图6-4加减时间5.如下图6-5所示，当按下紧急模式按键时，交通灯信号系统所有方向都显示红灯，此模式可在特种车辆实现紧急任务时按下。图6-5紧急模式6.如下图6-6所示，当按下繁忙模式按键时，交通灯信号系统的红灯时间为45s，此时左上角数码管显示为45。图6-6繁忙模式至此，交通灯信号系统的基本功能及其特殊功能都测试完毕，测试表明该系统功能能够正常运行。6.2本章小结本章节主要是根据第三章节所需要的具体功能进行展示，测试本系统是实用性，适用性和正确性，以测试的方式保证硬件和软件程序的交替结合融入本次系统的完整，以致于正常运行。

第7章总结与展望经过这次毕业设计，我把很多在大学期间所学的专业知识运用到了这次的毕业设计当中，并且在从中也找到了很多自己不足的知识点，但是在过程中都慢慢进行了学习与补充。体会到了自己欠缺的地方有很多和知识的重要性，希望在以后的生活里能掌握更多的专业知识。更加深入的掌握了单片机操作方法。让我在单片机内部组成结构，单片机基本原理，里面各个引脚的功能和定时器及电源中断等方面的实际运行情况都有了更深层次的理解。而且能够把自己所掌握的单片机知识运用起来设计一些简易的系统。通过本次的设计，熟悉了一个工程设计项目时需要经历的几个环节。本次的设计经历了从硬件理论的研究开始到硬件的原理示意图设计，元器件的选择以及pcb版的绘制，软件的编程之后并进行了调试。这大大地锻炼了我在专业领域中完成设计的工作任务，认识了一个企业电子产品从无到有的经历过程，为以后的工作事业以及学习的方法带来了经验。对于整个过程，让我掌握了查找资料的方式与技巧。其中遇到了许多的问题，有些是自己没有办法独自理解和解决的，所有就得通过网上查找资料，来进行自我学习与理解，还有寻找老师以及同学进行交流对我进行解决问题方向的指导。这些方法是进行问题的解决的方式。从中让我明白了本设计涉及的知识是非常广阔的，为了获得更多的知识以及解决问题需要与他人进行交流，并认真听取他人的意见和观点，收集和学习网上的资料，要不断的学习。

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