交通信号灯控制器的设计优化方案

1.设计目的

（1）掌握I/O接口电路的编程方法。

（2）掌握模拟交通信号灯控制的实现方法。

（3）掌握外部中断处理程序编程方法。

2.设计要求

（1）设计一个模拟的十字路口交通信号灯控制系统，东西、南北两方向交通信号灯的亮灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮；之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车；延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁；闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车；延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁；闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。

（2）当有急救车到达时，两个方向上均亮起红灯，以便急救车通过，10s后，交通信号灯恢复中断前的状态。

3.原理说明

东西、南北方向各采用3个LED，分别表示红灯、黄灯和绿灯。各LED的阳极通过限流电阻接到+5V的电源上，阴极接到输出I/O口上，因此若要使其点亮，则应使相应I/O口输出低电平。

程序设计要点如下。

1）延时程序的设计方法

交通信号灯的延时可用两种方法实现：软件延时和定时器延时。

软件延时可先编写一段延时1s的子程序，然后在主程序中反复调用，以实现不同的延时。同时，送出信号控制相应的交通信号灯和调用相应的LED显示子程序。

定时器延时可以通过单片机内部定时器T0产生中断来实现。T0可工作于方式1，每50ms产生一次中断，由中断服务程序实现规定的延时，同时，送出信号控制相应的交通信号灯和调用相应的LED显示子程序。

2）中断处理程序的设计

发生中断时两方向的红灯一起亮10s，然后返回中断前的状态。(www.xing528.com)

本实训中最主要的问题是如何保护中断前的状态，使中断程序执行完毕后能回到交通信号灯中断前的状态。要保护的寄存器，除了累加器ACC、标志寄存器PSW外，还要注意以下几点。

（1）主程序中的延时程序和中断处理程序中的延时程序不能混用。

（2）主程序中每执行一步经I/O口输出数据的操作时，应先将所输出的数据保存到一个单元中。因为进入中断程序后也要执行I/O口输出数据的操作，中断返回时如果没有恢复中断前I/O口锁存器的数据，则显示可能出错，不能返回中断前的状态。

例如，有如下操作：

程序如果正好执行到（1）时发生中断，则转入中断程序，假设中断程序返回主程序前需要执行一句MOV　A,SAVE指令，由于主程序中没有执行（2），故SAVE中的内容实际上是前一次放入的，而不是（0）语句中给出的0F0H，显示出错。将（1）（2）两句顺序颠倒一下则没有问题。

4.硬件电路原理图

模拟交通信号灯控制电路原理图如图7.2所示。

图7.2　模拟交通信号灯控制电路原理图

5.程序流程图

模拟交通信号灯程序流程图如图7.3所示。

图7.3　模拟交通信号灯程序流程图

（a）主程序；（b）中断子程序