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本设计可以模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁止通行，产生通行和等待信号，还可以倒计时显示。 键可以控制禁止、深夜模式、复位、东西通行、南北通行、时间加法、时间减法、切换等功能。
共4个2位阴极数码管，东南西北各显示一个时间。 4个数码管阴极均连接STC89C51的P1端口，阳极连接74HC245芯片，通过P0端口控制74HC245芯片，起到驱动放大作用。 总共有12个发光二极管，四个交叉点每个都有红(禁止)、黄(警告)发光二极管，四个交叉点的二极管连接到P2端口，然后按键连接到P3端口。
设置在十字路口，分为东西方向和南北方向，在任一时刻只允许一个方向通行，另一个方向持续一定时间，经过短过渡时间后调换禁止通行方向。 其具体状态如下图所示。 说明：黑色表示明亮，白色表示消失。 交通状态从状态1开始变化，到状态6再循环到状态1，重复，到状态6再循环到状态1，通过对具体交叉口信号灯状态的演示分析，可以把这四种状态归纳为：
东西方向红色消失，同时蓝色点亮，南北方向黄色熄灭，同时红色点亮，倒计时20秒。 这种状态下，东西禁止通行，南北禁止通行。
东西方向绿色消失，同时黄色点亮，南北方向红色点亮，倒计时5秒。 在这种状态下，除了已经通行的以外，车辆需要等待状态的变化。
南北方向红色消失，同时蓝色点亮，东西方向黄色熄灭，同时红色点亮，倒计时30秒。 在这种状态下，东西允许通行，南北禁止通行。
南北方向绿灯熄灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时5秒。 在这种状态下，除了已经通行的以外，车辆需要等待状态的变化。
本系统采用STC89C51单片机以及单片机最小系统和74HC245驱动电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。
显示模块的数码管显示和LED显示，数码管倒计时显示可以提示驾驶员在信号颜色变化的时间、“停止”和“通过”之间进行适当的选择。 司机和行人都想选择有倒计时显示的红绿灯控制方式，有倒计时显示的十字路口更安全。
倒计时是一种减少驾驶员在信号颜色变化的关键时刻做出复杂判断的方法，可以提醒驾驶员灯光颜色变化的时间，帮助驾驶员在“停止”和“通过”之间做出适当的选择。 两个显示器相结合，本设计更加合理可靠。
显示模块功能
本系统所需关键控制少，I/0端口充足，可直接采用独立式。 按键，可以设定系统的运行状态。 禁止状态下，代码管上全部显示“00”，红色点亮。 可以通过重置按钮重置整个系统； 东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮； 时间的增减可以安排通行和等待通行的时间； 切换键可以切换加减的方向和时间。 通过安全模块的控制，使整个系统具有灵活性和实用性。
按键模块功能
同时提高开通质量、效率。 高峰时期可根据实际情况结合方程控制按钮调整主干道开通时间，减少交通堵塞现象。 此外，通过救护车、救护车时，双向亮红灯，使交通控制系统具有应急控制，以便救护车和消防车通过后恢复原状，提高特殊情况下的处理能力。
该单片机控制信号机的系统，可以通过单片机直接控制信号机的状态变化，基本上可以指挥交通的具体通行。 当然，访问LED码管可以显示倒计时，提醒行使者注意，更人性化。 本系统在此基础上，单片机对此进行具体处理，及时调整控制指挥。
键盘设置模块对系统输入模式选择和具体通行时间设置的信号，系统进入正常工作状态，执行信号机状态显示控制，同时将时间数据倒计时输入LED数码管实时显示。 在此过程中，为了实时控制异常情况，还实时捕获违规检测和紧急按钮信号。 紧急停止按钮和违规检测随时调用中断。
基本构成及原理
STC89C51共有4个8位并行I/
O口，分别记作P0、P1、P2、P3。每个口都包含一个锁存器、一个输出驱动器和输入缓冲器。实际上，它们已被归入专用寄存器之列，并且具有字节寻址和位寻址功能。在访问片外扩展存储器时，低8位地址和数据由P0口分时传送，高8位地址由P2口传送。在无片外扩展存储器的系统中，这4个口的每一位均可作为双向的I/O端口使用。
信号显示驱动电路设计
74HC245译码器可接受3位二进制加权地址输入（A0,A1和A2），并当使能时，提供8个互斥的低有效输出（Y0至Y7）。74HC245特有3个使能输入端：两个低有效（E1和E2）和一个高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否则74HC138将保持所有输出为高。
利用这种复合使能特性，仅需4片74HC245芯片和1个反相器，即可轻松实现并行扩展，组合成为一个1-32（5线到32线）译码器。任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作为选通端，则74HC245亦可充当一个8输出多路分配器，未使用的使能输入端必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。
74HC245作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数据传输系统,在高性能存贮器系统中,用这种译码器可以提高译码系统的效率。将快速赋能电路用于高速存贮器时,译码器的延迟时间和存贮器的赋能时间通常小于存贮器的典型存取时间,这就是说由肖特基钳位的系统译码器所引起的有效系统延迟可以忽略不计。
HC138 按照三位二进制输入码和赋能输入条件,从8个输出端中译出一个低电平输出。两个低电平有效的赋能输入端和一个高电平有效的赋能输入端减少了扩展所需要的外接门或倒相器,扩展成24线译码器不需外接门;扩展成32线译码器,只需要接一个外接倒相器。在解调器应用中,赋能输入端可用作数据输入端。
设计中将1脚接VCC，19脚接地，整个芯片是输入端输入高则输出端输出高，输入端输入低则输出端输出地，只是相当于驱动作用。
键盘输入电路设计
独立式键盘的实现方法是利用单片机I/O口读取口的电平高低来判断是否有键按下。将常开按键的一端接地，另一端接一个I/O 口，程序开始时将此I/O口置于高电平，平时无键按下时I/O口保护高电平。
当有键按下时，此I/O 口与地短路迫使I/O 口为低电平。按键释放后，单片机内部的上拉电阻使I/O口仍然保持高电平。我们所要做的就是在程序中查寻此I/O口的电平状态就可以了解我们是否有按键动作了。
程序主体设计
全部控制程序实际上分为若干模块：键盘设置处理程序，状态灯控制程序，LED显示程序，消抖动延时程序，次状态判断及处理程序，紧停或违规判断程序，中断服务子程序，车流量计数程序，红绿灯时间调整程序等。整个软件程序方面主要分两大部分：按键处理程序和50ms扫描程序。