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（2）有紧急车辆通过（用按键开关K0模拟）时，A、B道均为红灯。 系统设计：
交通控制系统要控制ＡＢ两车道的交通，以8051单片机为核心芯片，通过控制三色LED的亮灭来控制各车道的通行，另外通过K0按键来模拟有紧急车辆通过时的情况。根据设计要求制定总体设计思想如下：
（1）正常情况下运行程序，采用0.5s延时子程序的反复调用来实现各种定时时间；
（2）有紧急车辆通过时，采用外部中断0执行中断服务程序，并设置该中断为高优先级中断。 系统整体方案：
首先接通电源，然后按下启动按钮，系统能按控制要求工作，并能够利用AT89S51主控制芯片的内部定时器根据设计要求自行启动和停止。当紧急信号出现时，又能自动中断原有的工作来应急处理，返回后，又能重新投入工作，完全实现自动控制，提高系统可操作性。 交通管理的方案论证：
东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。设东西道比南北道的车流量大，指示灯燃亮的方案如表2.1示：
表2.1 指示灯亮暗方案
亮灯时间 A车道 B车道 55s 绿灯亮 红灯亮 3s 绿灯闪烁 红灯亮 2s 黄灯亮 黄灯亮 25s 红灯亮 绿灯亮 3s 红灯亮 绿灯闪烁 2s 黄灯亮 黄灯亮
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3.硬件设计
3.1实现方案
本系统采用AT89S51单片机作为主控制芯片，用12只发光的二极管模拟交通信号灯，以AT89S51单片机的P1口控制这12只发光二极管，由于单片机的带负载能力有限，因此在P1口与发光二极管之间用驱动器做为LED的驱动和信号逻辑转换芯片，12V锂电池电源外接稳压电路来保证系统工作电压的恒定，P1口输出低电平时，信号灯亮，输出高电平时，信号灯灭。在正常情况下和交通繁忙时,A、B两车道的12只信号灯的控制状态有5种形式，P1口的控制功能及相应控制码如表3.1所示。以按键K0模拟紧急车辆通过开关，当K0为高电平时为正常情况，K0为低电平时为紧急车辆通过时的情况，直接将K0信号接至INT0（P3.2）脚即可实现外部中断0中断。
表3.1 P1口控制功能与相关控制码如表
控制状态 A道放行B道禁止 A道警告B道禁止 A道禁止B道放行 A道禁止B道警告 AB道F6H 均禁止 1 1 1 1 0 1 1 0 EEH 1 1 1 0 1 1 1 0 F5H 1 1 1 1 0 1 0 1 P1口P1.7 P1.6 未用 1 P1.5 P1.4 P1.3 B道红灯 0 P1.2 A道绿灯 0 P1.1 A道黄灯 1 P1.0 A道红灯 1 控制码 未用 F3H 1 B道绿B道黄灯 灯 1 1 DEH 1 1 0 1 1 1 1 0
本设计具有紧急优先控制功能，该功能主要是便利交通管理紧急处理。因此，在交通信号灯正常控制的基础上，增加了允许紧急优先处理功能，诸如消防、急救等情况出现时，东西、南北方向的红等均变亮，持续20s，以便紧急处理。在紧急
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情况处理完后，交通信号灯又能够恢复到先前的工作状态。这里采用了中断技术，应用单刀双掷开关K0来模拟，并且在程序中把外部中断0设为高优先级中断，这样使系统更可靠地接受紧急信号，在模拟时K0为手动开关。 3.2硬件结构及相关元器件的选择
硬件结构说明：采用MCS-51系列单片机AT89S51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5s时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过P1口输出，P3口为复位锁存器）；若有紧急车辆通行则两路口均置红灯，保证车辆畅通！本系统以8051单片机为核心，加上适当的驱动电路，数码管显示，红、黄、绿交通灯显示，在单片机计数器达到规定数值瞬间完成十字路口通行状态的转换。本系统的特色是具有硬件调时功能与应对紧急事件功能，并且使用仿真软件模拟实现交通信号灯控制情况良好,如图3.1示：
电源电路 复位电路 晶振电路 8051 单片机 驱动 电路 A车道LED 显示电路 驱动 按键电路 电路 B车道LED 显示电路
图3.1硬件结构图
本设计需要的元器件有单片机芯片、稳压电源块、驱动器、发光二极管、按键、电源、晶振。下面对芯片选择和电路设计思想作以介绍： 8051芯片
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理
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能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统[11]。MCS—51系列单片机是国内目前应用最广泛的一中八位单片机之一，经过20多年的推广与发展，51系列单片机形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍应用，MCS—51系列单片机的发展又进入了一个新的阶段。近年来，基于51系列单片机的嵌入式实时操作系统的出现与推广，表明51系列及其衍生型单片机将在今后很长一段时间内占据嵌入式系统产品的低端市场[12][13]。
近年来随着单片机技术的不断发展，单片机内部功能越来越多。AT89s51是在89c51基础上更加发展优势的芯片，AT89C51 的性能相对于8051 已经算是非常优越的了，AT89S51在原基础上增强了许多特性，如时钟，更优秀的是由Flash（程序存储器的内容至少可以改写 1000 次）存储器取带了原来的 ROM（一次性写入），也就是增加了在线更新程序的功能[14][15]。ISP 在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能；此外，89s51自身带有内部集成看门狗计时器，A/D、D/A转换，PWM于一体，体现了单片机由MCU向SOC偏上系统发展的全过程，不再需要像89C51 那样外接看门狗计时器单元电路。但也有其弊端，AT89S51比AT89C51功能是多了，但驱动能力差了，抗干扰性能差了，所以在电路设计时要外加电路来克服此项缺点[16]。
AT89S51单片机是低功耗的、具有4KB在线课编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。片内的Flash可允许在线重新编程，也可使用非易失性存储器编程。他将通用CPU和在线可编程Flash集成在一个芯片上，形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能性价比的微控制器[17]。
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图3.2 89S51芯片引脚图
引脚功能简介
·RST:复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。
·ALE/PROG:当访问外部存储器时，地址锁存允许是一输出脉冲，用以锁存地址的低8位字节。当在Flash编程时还可以作为编程脉冲输出（PROG）。
一般情况下，ALE是以晶振频率的1/6输出，可以用作外部时钟或定时目的。但也要注意，每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
·PSEN：程序存储允许时外部程序存储器的读选通信号。当AT89C51执行外部程序存储器的指令时，每个机器周期PSEN两次有效，除了当访问外部数据存储器时，PSEN将跳过两个信号。
·EA/VPP:外部访问允许。为了使单片机能够有效的传送外部数据存储器从0000H到FFFH单元的指令，EA必须同GND相连接。需要主要的是，如果加密位1被编程，复位时EA端会自动内部锁存。
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