位外设线用作输入或输出。晶闸管晶闸管是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅晶闸管是四层半导体结构，它有三个极阳极，阴极和门极晶闸管工作条件为加正向电压且门极有触发电流其派生器件有快速晶闸管，双向晶闸管，逆导晶闸管，光控晶闸管等。它是种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号表示图为晶闸管的结构图图为晶闸管的电路图图晶闸管的结构图图为晶闸管的电路图晶闸管在工作过程中，它的阳极和阴极与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极和阴极与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。晶闸管的工作条件晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。晶闸管在导通情况下，只要有定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。在电路中我们使用的晶闸管来控制红绿灯的亮灭。如图所示图晶闸管控制电路交通灯控制原理分析与方案论证本设计以单片机为核心，以数码管作为倒计时指示，根据设计的要求我们考虑了各功能模块的几种设计方案，以求最佳方案，实现实时显示系统各种状态，系统还增设了根据交通拥挤情况可分别设置主干道和次干道的通行时间，以提高效率，缓减交通拥挤。系统总体设计框图如图所示图系统总体设计电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源。本次设计考虑了两种电源方案方案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。该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，选择第二种方案。显示界面方案该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，本次设计考虑了两种方案方案完全采用点阵式显示。这种方案功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，但实现复杂，且须完成大量的软件工作。方案二完全采用数码管显示。这种方案优点是实现简单，可以完成倒计时功能。缺点是功能较少，只能显示有限的符号和数码字符。根据本设计的要求，方案二已经满足了要求，所以本次设计采用方案二以实现系统的显示功能。输入方案单片机最小系统倒计时交通灯键盘与状态显示这里同样讨论了两种方案方案采用扩展口键盘及显示等。该方案的优点是使用灵活可编程，并且有及计数器。若用该方案，可提供较多口,但操作起来稍显复杂。方案二直接在口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的端口资源还比较多，我们使用六个按键，分别是，依次完成倒计时加倒计时减调完确认调时方向切换南北强行和东西强行等功能。由于该系统是对交通灯及数码管的控制，只需用单片机本身的口就可实现，且本身的计数器及已经够用，故选择方案二。系统硬件设计硬件设计是整个系统的基础，要考虑的方方面面很多，除了实现交通灯基本功能以外，主要还要考虑如下几个因素系统稳定度器件的通用性或易选购性软件编程的易实现性④系统其它功能及性能指标因此硬件设计至关重要。现从各功能模块的实现逐个进行分析探讨。总体设计本设计以单片机为控制核心，采用模块化设计，共分以下几个功能模块单片机控制系统键盘及状态显示倒计时模块等。单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。它由单片机振荡电路复位电路等组成。键盘及状态显示，开关键盘输入交通灯初始时间，通过单片机输入到系统。系统采用双数码管倒计时计数功能，最大显示数字。友好的人机界面灵活的控制方式优化的物理结构是本设计的亮点。单片机最小系统振荡电路是内部具有振荡电路的单片机，只需在脚和脚之间接上石英晶体，给单片机加工作所需直流电源，振荡器就开始振荡起来。振荡电路就为单片机工作提供了所需要的时钟脉冲信号，是单片机的内部电路单片机的内部程序若有开始工作。振荡电路不工作，整个单片机电路都不能正常工作。常外接的石英晶体，脚和脚分别对地接了个的电容，目的是防止单片机自激。若从脚输入外部时钟脉冲，则脚接地。复位电路复位电路就是在端脚外接的个电路，目的是使单片机上的电开始工作时，内部电路从初始状态开始工作，或者在工作中人为让单片机重新从初始状态开始工作。在时钟工作的情况下，只要复位引脚高电平保持在两个机器周期以上的时间，便能完成系统重置的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设置成已知状态，并且从地址处读入程序代码而执行程序。单片机最小系统电路如图所示图单片机最小系统电路显示及其驱动模块键盘与状态显示功能键盘在本设计中用于紧急情况的手动控制装置，以及定时时间的设置等功能，起到了不可缺少的重要作用。当定时器定时为秒时程序跳转到时间显示及信号灯显示子程序，它将依次显示信号灯时间，同时直显示信号灯的颜色，这时在返回定时子程序定时秒，在显示黄灯的下个时间，这样依次把所有的时间显示完后在重新给时间计数器赋初值，重新进入循环。键盘电路如图所示图键盘电路倒计时计数功能本系统使用数码管完成倒计时显示功能。以南北方向为例，数码管显示的数值从绿灯的设置时间最大值往下减，每秒钟减，直减到。然后又从红灯的设置时间最大值往下减，直减到。接下来又显示绿灯时间，如此循环。系统共有个两位的数码管，分别放置在模拟交通灯控制板上的四个路口。各个方向的数码管个位把数码管第二位定义为个位，第位定义为十位用根信号线控制，十位用另根信号线控制。这里采用动态显示。数码管如图所示图数码管系统软件设计延时程序设计延时方法可以有两种种是利用内部定时器产生溢出中断来确定延时的时间，另种是采用软延时的方法。下面给出延时秒的实现方法。计数器硬件延时计数器初值计算定时器工作时必须给计数器送计数器初值，这个值是送到和中的。它是以加法记数的，并能从全到全时自动产生溢出中断请求。因此，我们可以把计数器记满为零所需的计数值设定为和计数初值设定为可得到如下计算通式式中，为计数器模值，该值和计数器工作方式有关。在方式时为在方式时的值为在方式和的值为。计算公式计数或计数计数是单片机时钟周期的倍为定时初值如单片机的主脉冲频率为，经过分频方式微秒毫秒方式微秒毫秒方式微秒微秒显然秒钟已经超过了计数器的最大定时间，所以我们只有采用定时器和软件相结合的办法和级联的方式解决这么个问题。设置秒延时我们采用在主程序中设定个初值为的软件计数器和使定时毫秒。这样每当到毫秒时就响应它的溢出中断请求，进入他的中断服务子程序。在中断服务子程序中，先使软件计数器减，然后判断它是否为零。为零表示秒已到，可以返回到输出时间显示程序。相应程序代码主程序定时器需定时毫秒，故工作于方式。初值计数令为定时器方式装入定时器初值开中断启动计数器软件计数器赋初值等待中断中断服务子程序跳转到时间及信号灯显示子程序恢复值重装入定时器初值软件延时的工作频率为，我们选用的单片机的工作频率为。机器周期与主频有关，机器周期是主频的倍，所以电子科技大学出版社,李全利单片机原理及应用技术北京高等教育出版社,顾滨单片微计算机原理开发及应用北京高等教育出版社,朱家建单片机与可编程控制器北京高等教育出版社,张毅坤单片微型计算机原理及应用陕西西安电子科技大学出版社,致谢在本论文的工作中，自始自终得到了重庆网络教育学院黄艳玲老师的精心指导和亲切关怀。导师严谨的治学态度严于律己宽以待人的做人风范是作者终身学习的榜样。另外导师们的课题组活跃的学术风气学术观点与为人上的坦诚也深深的感染了作者，使作者获得了太多的启发，在此特表深深谢意,在课题研究的整个过程中黄艳玲老师直给予了我悉心的指导与帮助。在同她的合作中取得了很大的进步，同时她丰富的理论知识及实际工作经验对待学术问题的科学态度令作者钦佩。在此表示由衷的感谢,在进行交通灯控制系统设计过程当中，和我起研究探讨的同学表示感谢。也对这三年来给予了我各方面极大支持及鼓励的电子电气工程系的老师表示感谢。最后向其他关心我支持我的老师朋友同班同学并表示感谢。附录交通灯的总体设计原理图调完确认键倒计时加键倒计时减键东西强行南北强行调时方向切换键附录交通灯控制线路图重庆大学网络教育学院学生毕业设计论文开题报告课题的目的及意义含国内外的研究现状分析当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这技术在世纪就已出现了。年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两种旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示停止，绿色表示注意。年月日，煤气灯爆炸，造成人员伤亡，遂被取消。电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，年开始安装于纽约市号大街的座高塔上。红灯亮表示停止，绿灯亮表示通行。年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，种是把压力探测器安在地下,另种是用扩音器来启动红绿灯。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。年，联合国道路交通和道路标志信号协定对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另种标志禁止种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。基于单片机构成的城市交通信号灯控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。但利用单片机控制交通信号灯涉及到些现实问题，诸如信号的驱动车辆到达的感知等。为此，我们采用模拟方式进行说明。所谓模拟，就是用绿黄红色三只共两组发光二极管代替交通信号灯。目前，城市交通信号灯控制系统应用广泛，因此，开发这种系统显得非常实用。二课题任务重点研究内容实现途径条件课题任务设计个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统。通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时计数哭的使用方法，和简单程序的编写，最终提高我们的逻辑抽象能力。系统工作受开关控制，起动开关则系统工作起动开关则系统停止工作。控制对象有八个东西方向红灯两个,南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个,南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个,南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。重点研究内容重点设计种为两主干线相交的十字路。本设计采用主干道南北方向，从干道东西方向的路口，即主干道的通行时间为从干道的倍。在正常情况下，两干道的交通灯按图进行转换，并以倒计数的方式将剩余时间显示在每个干道对应的两位上另发挥部分为当出现紧急情况时，路口的交通灯全为红灯，紧急情况解除时，恢复到原来的状态。实现途径在论文的写作过