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本设计主要包含以下几方面的工作：首先是确定交通灯控制系统的总体设计，包括PC机与单片机的串行通信，适用于远程传输数据的RS-458通信标准接口，RS-485与TTL电平之间的转换，波特率的设定，单片机对数码管显示器及LED灯的控制。二是程序的编写包括基于VB的PC机的软件设计，软件Virtual Serial Ports Driver（VSPD）对虚拟串口的设定，单片机控制交通灯程序的编程等。
系统设计目标包括：改善控制区域的交通秩序，增加现有道路设施的通行能力，减少交通事故，减少停车次数和提高十字路口行驶速度（从而减小废气和噪音污染的程度）。
1. 总体设计思路
单片机控制的交通灯在正常工作，监控屏幕前的工作人员分析交通路口的人员流动，在身旁的电脑上修改需要调整的交通灯的时间，以达到更好的疏导交通的效果。所以整个设计是，AT89S51控制着LED和数码管像我们所熟悉的交通灯那样工作着，当控制人员在PC机上打开软件在固定的地方操作修改交通灯的时间时，从PC机出发的数据通过PC机的RS-232接口送出经转换电路在RS-485标准的电气接口传输，后经过两芯屏蔽双绞线的传输，到达AT89S51单片机，单片机响应中断，通过软件控制LED和数码管修改数码管的倒计时时间和LED的状态，同时保持LED与数码管的一致性。中断处理完，AT89S51单片机回到正常情况进行工作。
PC机上输入修改交通灯时间的软件选择VB6.0，在上VB设置输入时间的text文本框，发送按钮，清除按钮，退出按钮。VB与单片机之间的数据传输需要连接串行端口，在硬件部分用可以通过USB转换成RS-485的转换器处理PC机端，单片机端有串行接口的引脚。然而仿真时还需用VSPD软件建立虚拟端口的映射，建立起来仿真链路。
如图1是本次设计的总体框图。
图1 硬件电路的方框图
2. 交通灯指挥十字路口的原理
2.1信号灯规则
交通规则规定：红灯——停止通行，绿灯——通行，黄灯——共同等待，即允许已过停车线的车辆继续通行，通过路口。
交通信号控制原理：按照一定的控制程序，在十字路口的每个方向上通过红、黄、绿三色灯循环显示，指挥交通流。
交通信号相位是指交通信号灯按次序给每个方向的车辆或行人分配交通权的一种顺序。我们把每一种控制（即对十字路口不同方向所显示倒计时时间和不同颜色灯的组合）称为一个信号相位。
十字路口的交通灯总在进行周期的相变以控制车辆有序的通行。交通灯优化控制问题，就是通过改变这些相的持续时间以及相邻路口交通灯的相的周期，使通行达到最佳效果。
城市交通中，一些重要的十字路口设有分流岛以起到车辆右转的分流作用，这样在交通灯控制中不用考虑右转的相位设置，能提高十字路口的效率。但每年有大量的新手上路，城市交通备感压力，采用何种技术手段既可行又奏效，还能保证投资的长远效益，使系统具有合理的前瞻性和先进性，是交通技术人员首先要解决的问题。
2.2交通灯信号相位设置
交通灯在一个信号周期内的各个状态称为相（即一个周期内有几种灯色变化）。例如一种颜色的灯在一个周期内有两种状态的信号, 即灯色为一红一绿,称为两相。针对调节交通流, 相位越多, 消除的冲突点就越多, 通行就越安全。但从十字路口通行效率而言, 相位变多, 信号周期变长, 在这种情况下车辆在十字路口上延误的时间就越长, 通行效率变低。相反,相位越少, 十字路口上的通行效率就越高, 但安全性就越差。
2.3各种相位配时方案
⑴ 信号灯二相位配时