道路交通灯系统的总体设计
交通灯正常时序控制
正常时序控制系统工作时，先南北红灯亮，同时东西绿灯亮该信号灯点亮时间由键盘设定， 系统受启动开关控制, 按下键盘上启动键后,系统开始工作, 同时点亮时间进行倒计时显示。时间减为0时, 南北红和东西绿灯熄灭, 两方向的黄灯同时点亮，并维持。倒计时显示减为0时，南北绿灯亮，同时东西红灯亮，维持时间仍由键盘设定。当倒计时显示又减为0时，开始第二周期的动作，以后周而复始的循环。系统还设定了修改键，在任何时候可根据实际情况重新修订信号灯点亮时间，按下修改键后，数码管显示熄灭，等待重新输人新的设定时间。
2.2道路交通灯系统的总体设计方案
图2-1系统框图
交通灯系统的总体设计方案如图2-1, 单片机通过8255 进行I /O 口扩展, 8255 的PA、PB 口分别与两个七段数码管LED1、LED2 相连, 用以显示三色灯的点亮时间,而PC 口输出控制信号控制双向晶闸管的导通与截止, 从而控制三色灯的亮与灭。该方案设计较简单, 而且涉及到的相关器件比较常见, 故在此不作赘述。其详细电路可参考其它相关资料。本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。城市路口交通信号控制系统大体上分为三种类型：定周期的信号机、多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号机以及联网式自适应多相位智能型信号机。具体采用哪种类型，应根据其应用场合及特点加以确定。其中，第一种类型以其成本低，设计简单，安装及维护方便等特点得到了广泛应用。本文讨论的城乡交通灯控制系统就属于该种类型。该交通灯控制系统主要由时间发生器电路、检测电路、控制电路等几个部分组成。2.3 道路交通灯系统的硬件设计方案及实现
2.3.1 方案比较、设计与论证
1 电源提供方案
为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案。
方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。
方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。
综上所述，我们选择第二种方案。
2 显示界面方案
该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。基于上述原因，我们考虑了三种方案。
方案一：完全采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，无法胜任题目要求。
方案二：完全采用点阵式LED 显示。这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作；但功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等。
方案三：采用数码管与点阵LED 相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用数码管与LED灯分别显示时间与提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡利弊，第三种方案可互补一二方案的优缺，我们决定采用方案三以实现系统的显示功能。
3 输入方案：
题目要求系统能手动设灯亮时间、紧急情况处理，我们讨论了两种方案：
方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。该方案的优点是：
使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。
方案二： 直接在IO口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的口资源还比较多，我们使用四个按键，分别是K1、K2、K3、K4。
由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。
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