城市智能交通工程信号控制系统设计--毕业设计论文.doc

本科毕业论文

城市智能交通工程信号控制系统设计
Design of signal control system for Urban Intelligent Traffic Engineering

学院（部）： 安徽理工大学合肥函授站
专业班级： 电气工程及其自动化2014级
学生姓名： **
指导教师： *****

安徽理工大学成人教育
毕业设计(论文)任务书

函授站： 安徽省能源学校（合肥） 年级、专业 2014级电气工程及其自动化

姓 名： ***

1、课题名称： 城市智能交通工程信号控制系统设计

2、选题意义：
交通灯信号灯的出现是人类历史上的一次重大改革，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。对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题，是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施，也是解决城市交通问题的有效途径之一。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。

3、设计目标
利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，满足交叉路口的信号管理需求。

4、起止时间：
1.2016年3月26日前，选题及确定论文题目。
2.2016年3月30日前，配备指导老师，指导老师审题，拟定任务书框架。
3 2016年4月10日前，指导老师下达任务书。
4.2016年4月15日前，完成开题报告，进入毕业论文写作。
5.2016年4月30日前，进行毕业论文中期检查。
6.2016年5月15日前，完成毕业论文一、二、三稿写作。
7.2016年5月21日前，毕业论文定稿，完成写作任务。
8.2016年5月28日至29日，论文答辩。

交通灯控制系统的设计与制作
摘 要：道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制技术日益更新。本文将介绍一种基于单片机控制的交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51和芯片74LS245为中心器件来设计交通灯控制系统。本系统性能稳定，功能完善，实用性强。

Abstract: Road traffic lights is a safety product categories, is to enhance road traffic management and reduce the occurrence of traffic accidents and enhance road use efficiency and improve the traffic conditions of an important tool. Applicable to cross, such as T-intersection, from road traffic signal control machine control, guidance of vehicles and pedestrian traffic safety in an orderly manner. In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of SCM is at the same time, increasingly driven to update the traditional control technology. This article will introduce a single-chip microcomputer-based control of the automatic traffic signal control system. Many traffic lights control. The system uses MSC-51 series single-chip and chip AT89C51 devices to 74LS245-centric design of the traffic light control system. Stable performance of the system, functional, practical.

关键词： 单片机 多路交通灯 紧急情况处理
目 录
概 述 5
第1部分 总体设计 8
1.1 总体设计 8
1.1.1 系统构成 8
1.2.1功能概述 8
第2部分 单片机简介 12
2.1什么是单片机 12
2.1.1 AT89C51单片机性能介绍 13
2.1.2主要特性 13
2.2什么是单片机系统 15
2.3单片机系统的应用 16
第3部分 系统硬件设计 18
3.1工作原理 18
3.2交通灯四种通行模式及行车方向指示 18
3.3各功能模块硬件设计及实现 20
3.3.1行人通行指示及其实现 20
3.3.2各路口交通状态显示及其实现 20
3.3.3主次干道独立控制功能 21
3.3.4紧急情况处理功能及其实现 21
3.3.5倒计时计数功能及其实现 21
第4部分 系统软件设计 23
4.1程序语言的选择 23
4.2汇编语言简介 23
4.3 软件总体流程图 25
4.4 软件主要子程序流程 25
4.4.1紧急状态子程序 25
4.4.2显示状态子程序 26
第5部分 结论 28
参考文献 29
附录： 30
附录一：元件清单 30
附录二：程序清单 31

37
概 述
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。但这一技术在19世纪就已出现了。1858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。1868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。它由红绿两色旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，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，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。
1918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，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。
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。1968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，除非另一种标志禁止某一种转向。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。
目前合肥市城市智能交通信号控制系统中，使用的车型灯主要有两种：一种为箭头灯，如下图：

一种为满屏灯，如下图：

倒计时器如下图：

人行灯主要有一种，如下图：

其配置可根据各个路口的建设要求及使用需求，自行组合搭配。
我们设计的单片机控制交通灯就是基于信号控制系统。

第1部分 总体设计
1.1 总体设计
1.1.1 系统构成
整个系统的构成以AT89C51单片机为核心，由I/O口扩展，LED数码管显示，紧急情况中断电路还有复位电路等组成。
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、时钟电路、复位电路等组成。
行车方向指示采用LED发光二极管，可有红、绿两种颜色指示放行与禁止，黄灯作为红绿转换的提示，形象直观。
行人通行指示也同样采用LED发光二极管，用红、绿两种颜色指示放行与禁止，黄灯作为红绿转换的提示，形象直观，简洁明了，更方便控制。
按键控制台，可供警察在室内实时监视交通状况。通过按键可设置\紧急情况发生时的交通灯状态控制人机界面非常友好。
系统采用双数码管倒计时计数功能，最大显示数字99。
友好的人机界面、灵活的控制方式、优化的物理结构以及丰富的功能是本设计的亮点。
整个硬件电路组成模块如图1；

AT89C51单片机

I/0口
扩展

LED数码管显示

中断系统

复位电路

图1-1.系统硬件构成模块
1.2.1功能概述
本设计由中断系统、单片机、LED数码显示模块和按键等构成。单片机是集成的IC芯片AT89C51单片机，只需根据实际选型。其他部分都需要根据应用要求和性能指标自行设计。
LED数码显示电路
复 位 电 路

AT89C51

单 片 机

键盘控制电路
中断系统电路

交通灯控制电路

电源稳压控制电路

紧急情况处理电路
程序运行指示电路

硬件总体框图
注：以上电路图为我们所设计的交通灯控制系统的具体电路图，在东南西北四个方向的LED指示灯，代表四个方位的交通信号灯，电路图的下方是单片机控制系统。复位，中断等子电路。

1、本系统交通灯控制规则如下：
(1)每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿、黄三种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。
(2)共有四种通行方式：
① 车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。
② 南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1分钟。
③ 东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。
④ 东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为1分钟。
(3)在通行结束前10秒钟，绿灯闪烁直至结束。
2、有倒计时时间显示时间，红绿灯切换提前5秒亮黄灯提示。
3、若交道口出现紧急情况，交警可手动控制：全路口车辆禁行、行人通行。紧急情况结束后再转成自动状态。

第2部分 单片机简介
2.1什么是单片机
单片机是将中央处理器（CPU)、随机存储器（RAM)、只读存储器（ROM或EPROM)、定时器芯片和一些输入/输出接口电路集成在一个芯片上的微控制器（Microcontroller)。
中央处理器包括运算器、控制器和寄存器3个主要部分，是单片机的核心。
存储器按工作方式可以分为两大类：随机存储器RAM和只读存储器ROM。RAM 能被CUP随机地读写，断电后存储的内容消失；ROM中的信息只能被读取，一般用于存放固定的程序。ROM中的内容以能用编程器专用设备写入。
输入/输出接口(I/O接口)是单片机的重要组成部分。程序、数据以及现场信息需要通过输入设备送到单片机，计算结果需要通过输出设备输出到外设。常用的输入有按键、键盘、A/D等，输出设备一般有LED、电机等。
为了方便理解，我们可以将单片机和PC机进行一个比较。一台能够丁作的计算机要由CPU、RAM、ROM、输入/输出设备等几个部分组成。在PC机上这些部分被分成若干块芯片，安装在主板上。而单片机相当于集成了以上所有芯片的一块集成电路芯片。有一些单片机中除了上述基本的功能，还集成了其他部分功能，如A/D、D/A等。一个标准的89C51单片机的引脚功能图如图2所示。

2.1.1 AT89C51单片机性能介绍
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh
Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2.1.2主要特性
(1).与 MCS-51 兼容
(2).4K字节可编程闪烁存储器
(3).寿命：1000写/擦循环
(4).数据保留时间：10年
(5).全静态工作：0Hz-24Hz
(6).三级程序存储器锁定
(7).128*8 位内部 RAM
(8).32可编程I/O线
(9).W个16位定时器/计数器
(10).5个中断源
(11).可编程串行通道
(12).低功耗的闲置和掉电模式
(13).片内振荡器和时钟电路 2. 1.3管脚说明
——VCC:供电电压。
——GND:接地。
——P0口： P0 口为一个8位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1 口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
——P1口： P1门是一个内部提供上拉电阻的8位双内I/O 口，P1门缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入， P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
——P2口： P2口为个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数椐存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
——P3口: P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3U写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表2-1所示：
表2-1 AT89C51的一些特殊功能口
口管脚
备选功能
P3.0
RXD (串行输入口）
P3. 1
TXD (串行输出口）
P3.2
/INTO (外部中断0)
P3.3
/INT1 (外部中断1)
P3.4
T0 (记时器0外部输入）
P3.5
T1 (记时器1外部输入）
P3.6
/WR (外部数据存储器写选通）
P3.7
/RD (外部数据存储器读选通）
P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一忤控制信号。
——RST:复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间.
——ALE/PROG:方问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC:指令是ALE才起作用。此外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
——/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间， 每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数椐存储器时，这两次有效的/PSEX 信号将不出现。
——/EA/VPP:当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器(OOOOH-FFFFH) , 不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP)。
——XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟丁作电路的输入。
——XTAL2:来自反内振荡器的输出。
2.2什么是单片机系统
单片机系统的基木结构框图如图3所示。从图中可以看山，对于一个典型的 单片机系统而言，主要由单片机、晶振和复位电路、输入控制电路、输出显示电 路以及外围功能器件5个部分组成。
除了上文中介绍过的单片机外，单片机系统中的其他4个部分的主要作用和 器件如下。
（1）晶振和复位电路：单片机系统的必要组成邰分，控制单片机的机器周 期和功能复位。
（2）输入控制：是指在一定要求下，釆取何种形式的控制方式来实现单片机不同功能的转换，以及控制指令以何种方式传送到单片机。常用的输入控制方法有按键、矩阵键盘、申行通信等方式。

（3）输出显示：是指单片机将需要显示的数据发送到LED、液晶等显示模块，并控制LED等显示模块按照一定的格式显示的功能。此外，输出对象还有电机、传感器等特殊的功能器件。
（4）外围功能器件：单片机只是控制器件，对应与一定的设计要求，需要加入特定功能的器件。例如外部存储器，单片机通过对外部存储器的读写操作， 完成对数据的存储器的读写操作，完成对数据的存储和读取，从而扩展单片机的 存储单元和数据。此外，常用的外围器件还有A/D、D/A、74LS07门电路以及特定功能的传感器等。
单片机的最简单系统是指单片机能正常下作所必须的外围元件，主要由单片 机、晶振电路和复位电路构成。而输入/输出部分则通过单片机的I/O 口实现。
2.3单片机系统的应用
单片机的成用十分广泛，在工业控制领域、家电产品、智能化仪器仪表、计 算机外部设备，特別是机电一体化产品中，都有重要的用途。其主要的用途可以 分为以下方面。
（1）显示：通过单片机控制发光二极管或是液晶，显示特定的图形和字符。
（2）机电控制：用单片机控制机电产品做定时或定向的动作。
（3）检测：通过单片机和传感器的联合使用，用来检测产品或者工况的意外发生。
（4）通信：通过RS-232串行通信或者是USB通信，传输数据和信号。
（5）科学计算：用来实现简单的算法。
那么单片机是不是解决上述应用的惟一选择呢？当然不是！目前，在自动控 制中，一般有3种选择，分別是嵌入式微机、DSP和单片机，他们的性能比较如 表2-2所示。

单片机最明显的优点是价格便宜，从几元人民币到几十元人民币。这是因为 这类芯片的生产量很大，技术也很成熟。
其次，单片机的体积也较小。单片机本身一般用40脚封装， 当然功能多一些的单片机也有引脚比较多的，如68引脚，功能少的只有10多个或20多个引脚，有的甚至只有8只引脚。
当然，单片机无论在速度还是容量方面都尚有不足，但是实际上工作中并不是任何需要计算机的场合都要求计算机有很高的性能。例如，控制电冰箱温度的控制器就不需要使用嵌入式系统，用一片51就可以轻松实现。所以应用的关键是看是否够用，是否有很好的性能价格比。51系列的单片机已经面世十多年，依然没有被淘汰，还在不断的发展中，这就说明是它有广阔的应用前景。

第3部分 系统硬件设计
3.1工作原理
采用单片机的I/O口P1口和P3直接和交通灯连接，控制程序放在单片机中，在十字路口的四组红、黄、绿交通灯中，受单片机 P1.0-P1.7, P0.0-P0.5, P2. 0-2.7 和 P3.2-P3.5控制，因此 I/O 口输出高电平时，与之相连的相应指示灯会亮，I/O口输出低电平时，相应指示灯会火。紧急车请求通过的信号由人工控制，以中断方式输入单片机，无紧急车通过时，中断引脚INTO通过电阻和电源止极连接为高电平，不产生中断请求，单片机执行主程序，有紧急车通过时，中断引脚采用人工方法接地为低电平，产生中断请求, 单片机执行中断服务程序，让紧急车通过，紧急车通过后，中断引脚变为高电平，返回主程序。
3.2交通灯四种通行模式及行车方向指示
按交通灯控制规则，每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色灯。交道口模型如图2－1所示：

图2－1 交道口模型图
4组LED数码管按照设置的通行时间（各路口默认的通行时间均为1分钟）进行倒计时，并各自进行红、绿灯显示，共有四种通行方式，分别为：

图2-2 通行方式一示意图 图2-3 通行方式二示意图

图2-4 通行方式三示意图 图2-5 通行方式四示意图
通行方式一：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：南北直行：绿；东西直行：红；各路右拐：绿；左拐：红；人行道：南北绿，东西红；各路右拐比直行滞后10秒钟开放。如图2-2所示。
通行方式二：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：南北左拐：绿，各路右拐：绿，所有人行道：红。如图2-3所示。
通行方式三：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：东西直行：绿，南北直行：红，各路右拐：绿，左拐：红，人行道：东西绿，南北红，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。如图2-4所示。
通行方式四：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：东西左拐：绿，各路右拐：绿，所有人行道：红。如图2-5所示。
通行默认时间为1分钟，系统设置了任意更改功能，一般主干道通行时间要比次干道要长一些，可以根据实际情况进行调整，以提高车辆通过率，缓减交通压力。在通行结束前10秒钟，绿灯闪烁直至结束。
本设计选用LED发光二极管的红绿灯状态用来指示左右拐、直行等交通指示信息。绿色表示通行，红色则表示禁止通行。中间绿色灯亮，表示直行，两边红色灯亮，表示禁止通行；左边绿色灯亮，表示左拐弯；其他红色灯亮则表示禁止通行和右拐弯。所有指示信息一目了然。
3.3各功能模块硬件设计及实现
3.3.1行人通行指示及其实现
人行道的通行采用红绿两种颜色的发光二极管来指示，其中多加了一个黄灯作为提示红绿转换的提示标志。按规则，南北车辆直行的时间也就是东西路口行人通行的时间。所以，在该时刻南北直行的指示灯和东西路口人行道上的指示灯的点亮情况应该是一致的。
3.3.2各路口交通状态显示及其实现
在完成倒计时、状态信息等的显示功能上，我们采用发光二极管、数码管相结合的方法。
考虑设计需要，我们用三个一组的发光二极管在显示不同的状态，在各个方向分别构成交通提示信息，形象逼真；用二位数码管用来显示倒计时时间。

3.3.3主次干道独立控制功能
当主干道方向的车辆过多发生堵塞, 而次干道方向车辆却很稀少时，正常的
信号灯时序将会使交通状况更加恶化。本设计添加了主次干道独立控制功能，交警可按需求控制任意路口的通行，该措施可在一定程度缓减短暂的交通压力。
3.3.4紧急情况处理功能及其实现
在十字交通路口常出现的紧急情况，若不及时处理将形成不良隐患。比如，交道口的行人有紧急情况发生，那么交警可以对信号灯进行手动控制，按下紧急情况处理键，通过软件使所有红灯亮，路口车辆禁行，行人通行，直至紧急情况结束后再转成常规的自动状态。
3.3.5倒计时计数功能及其实现
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1，一直减到0。然后又从红灯的设置时间最大值往下减，一直减到0。接下来又显示绿灯时间，如此循环。
系统共有4 个二位的LED 数码管，分别放置在模拟交通灯控制板上的四个路口。因为相同直线方向上的数码管应该显示同样的内容，所以我们可以把它们同样对待。也就是说各个方向的数码管个位（把数码管第二位定义为个位，第一位定义为十位）用一根信号线控制，十位用另一根信号线控制。这里采用动态显示。考虑到单片机的P1口驱动数码管七位段码的能力，我们利用一片74LS245芯片来作为数码管的位驱动芯片。经实验证明，该8路同相三态双向总线收发器芯片的驱动能力完全可以满足本设计的显示要求。

第4部分 系统软件设计
硬件平台结构一旦确定，大的功能框架即形成。软件在硬件平台上构筑，完成各部分硬件的控制和协调。系统功能是由软硬件共同实现的，由于软件的可伸缩性，最终实现的系统功能可强可弱，差别可能很大。因此，软件是本系统的灵魂。软件采用模块化设计方法，不仅易于编程和调试，也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。同时，对软件进行全面测试也是检验错误排除故障的重要手段。
4.1程序语言的选择
软件编程语言有好几种。本次编程语言的选择有两种方案：
方案一：采用汇编语言进行程序的编写，汇编语言执行效率高，对机器的控制精确。
方案二：用C语言开发系统，无需精通单片机指令集和具体的硬件，省去了 人工分配单片机资源的工作。而且，C语言编程的可移植性好，可以实现软件结 构编程。
兹选择比较熟悉的汇编语言作为此次设计的编程语言。
4.2汇编语言简介
汇编语言(Assembly Ltmgimge)是面向机器的程序设计语言.汇编语言是一 种功能很强的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的 语言。“汇编语言”作为一门语言，对应于高级语言的编译器，需要一个“汇编器” 来把汇编语言原文件汇编成机器可执行的代码。高级的汇编器如MASM，TASM等等为我们写汇编程序提供了很多类似于高级语言的特征，比如结构化、抽象等。 在这样的环境中编写的汇编程序，有很大一部分是面向汇编器的伪指令，已经类 同于高级语言。现在的汇编环境已经如此高级，即使全部用汇编语言来编写 windows的应用程序也是可行的，但这不是汇编语言的长处。汇编语言的长处在 于编写高效且需要对机器硬件精确控制的程序。
在汇编语言中，用助记符(Mnemonic)代替操作码，用地址符号(Symbol)或标 号(Label)代替地址码。这样用符号代替机器语R的二进制码，就把机器语言变 成了汇编语言。因此汇编语言亦称为符号语言。
使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻 译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序，汇编程序是系统软件中语言 处理系统软件。汇编语言编译器把汇编程序翻译成机器语言的过程称为汇编。
汇编语言比机器语言易于读写、调试和修改，同时具有机器语言全部优点。 但在编写复杂程序时，相对高级语言代码量较大，而且汇编语言依赖十具体的处 理器体系结构，不能通用, 应此不能直接在不同处理器体系结构之间移植。
汇编语言的特点：
1. 而向机器的低级语言，通常是为特定的计算机或系列计算机专门设计的。
2. 保持了机器语言的优点，具有直接和简捷的特点。
3. 可有效地访问、控制计算机的各种硬件设备，如磁盘、存储器、CPU、I/O 端口等。
目标代码简短，占用内存少，执行速度快，是高效的程序设计语言。
5. 经常与高级语言配合使用，应用十分广泛。
汇编语言的应用：
1. 70%以上的系统软件是用汇编语言编写的。
2. 某些快速处理、位处理、访问硬件设备等高效程序是用汇编语言编写的。
3. 某些高级绘图程序、视频游戏程序是用汇编语言编写的。
汇编语言是我们理解整个计算机系统的最佳起点和最有效途径
人们经常认为汇编语言的应用范很小，而忽视它的重要性。其实汇编语言对每一个希望学习计算机科学勹技术的人来说都是非常重要的，是不能不学习的 语言。
所有可编程计算机都向人们提供机器指令，通过机器指令人们能够使用机器 的逻辑功能。
所有程序，不论用何种语言编制，都必须转成机器指令，运用机器的逻辑功 能，其功能才能得以实现。
机器的逻辑功能，软件系统功能构筑其上，硬件系统功能运行于下。
汇编语言直接描述机器指令，比机器指令容易记忆和理解。通过学习和使用 汇编语言，能够感知、体会、理解机器的逻辑功能，向上为理解各种软件系统的 原理，打下技术理论基础；向下为掌握硬件系统的原理，打下实践应用基础。

4.3 软件总体流程图
软件总体设计及流程图见图3-1，主要完成各部分的软件控制和协调。本系统主程序模块主要完成的工作是对系统的初始化，发送显示数据，同时对按键进行扫描，等待外部中断，以及根据所需要的功能进行相应的操作。其流程图如图3-1所示。
开始
初始化
扫描外部按键状态
判断当前状态
紧急
状态
时间
显示

图3-1 软件总体流程图
主程序比较简单，初始化完成后，调用按键扫描程序，取得按键状态，并根据当前系统状态调用相应的子程序。
4.4 软件主要子程序流程
4.4.1紧急状态子程序
现今社会经济发展状况下，我们身边的交通状况显得越来越拥挤。在道路交通突然状况也越来越多，特别是在车流辆比较集中的十字路口。本设计在紧急状态下，可以通过紧急状态手动控制按键使所有的LED 都被置为红灯，车辆禁行、行人通行。紧急情况结束后再转成自动状态。
状态转为正常运行
开始
按键是否按下
返回
所有LED置为红色
是
否

图3-2 紧急状态子程序
4.4.2显示状态子程序
AT89C51初始化
四个路口的灯全部点亮
按设定的交通方案显示
各路口LED灯的状态
开始
倒计时显示延时
返回
是否出现紧急状况
所有路口LED置红色

图3-2 显示状态子程序
本设计各路口灯比较多，各通行状态前文已有描述在此不一一赘述。虽然整个系统LED灯的数量比较多，但各个方向的灯各司其职使交通指挥更加显而明了。在人为手动复位和初始化的情况下，各路口所有交通灯均点亮。此时若有LED灯出现故障，一目了然，可以及时检修。若有紧急中断信号出现，显示子程序优先处理中断程序，将所有路口的信号灯置为红色禁止通行。紧急状态解除各信号灯再进入正常状态显示。

第5部分 结论
在此次设计过程中，通过查找了大量相关的资料，结合我工作单位的项目实际情况，在历经几个月的努力下终于完成了。实验证明，本系统能成功对交通灯实际运行进行控制，并且除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理等功能。
在初期查阅了大量的文献书籍资料及指导老师的帮助下终于编译出完整的程序。然而在程序的调试过程中，却经常会遇到程序执行错误或运行结果不对的地方，结果程序无法正确运行，经单步调式、不断排查，才找到问题。也曾因为端口设置错误，使程序无法运行，浪费了很多时间。
这次设计不仅巩固了我所学的知识，让我学到了很多新知识和宝贵的实践经验，也检验、锻炼了我将知识运用到实践的能力，培养了我严谨细致的工作作风。

*** 2016-4-29于合肥
参考文献
[1]陈权昌、李兴富.单片机原理及应用.华南理工大学出版社.2004.
[2]葛仁华、卢勇威.数字电子技术.华南理工大学出版社.2005.
[3]沈鸿星.LED交通信号灯系统的硬件设计[J].电子工程师.2004.
[4]何立民.单片机应用技术大全[M].北京：北京航空航天大学出版社.1994.
[5]李广弟.单片机基础[M].北京：北京航空航天大学出版社.1992.
[6]胡汉才. 单片机原理及其接口技术[M].清华大学出版社.2000年5月第一版.
[7]何立民. 单片机高级教程[M].北京航空航天大学出版社，2000年5月第一版.
[8]黄友锐.单片机原理及应用（第2版）.合肥工业大学出版社
附录：
附录一：元件清单
元件类型
元件参数
元件数量(个)
单片机
AT98C51
1
总线驱动器
74LS245
1
电阻
5k
8
10k
4
排阻
10k
1
晶振
12M
1
电解电容
20u
1
瓷片电容
30p
2
NPN型三极管
9013
8
二位数码管
共阳极
4
开关
按键开关
4
拔动开关
1
铜板
13×23cm
1

附录二：程序清单
;工作寄存器及存储单元分配
;1.工作寄存器
;R2设置为定时器定时中断次数,R6、R7用于延时程序中的寄存器

;2.片内存储单元
;30H、31H作为两组数码管显示数据存储单元;32H、33H作为交通灯初始状态存储单元;40H、41H作为交通灯显示数据存储单元

;3.标志位
;00H：南北通行标志位 ; 01H：东西通行标志位;02H：紧急事件标志位
;-----------------------------------
SNF EQU 00H ;;;南北通行标志位
EWF EQU 01H ;;;东西通行标志位
URF EQU 02H ;;;紧急事件标志位
ORG 0000H
LJMP MAIN ;;;上电转主程序
ORG 000BH ;;;定时中断入口
LJMP DSZD
ORG 0003H ;;;紧急中断入口
LJMP URZD
ORG 0030H
MAIN: LCALL INIT ;;;调用初始化子程序
LOOP: LCALL DIS ;;;循环执行显示子程序
AJMP LOOP
;///////////初始化程序
INIT: SETB SNF
SETB EWF
SETB URF
MOV R2,#20 ;;;定时器中断20次为1s
MOV TMOD,#01H ;;;初始化定时器
MOV TL0,#0B0H
MOV TH0,#3CH
SETB EA ;;;开定时中断与紧急中断
SETB ET0
SETB TR0
SETB EX0
SETB IT0 ;;;设置中断程控方式
MOV DPTR,#TAB ;;;数值首地址放入DPTR中
M