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随着经济的发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。道路的拥挤现象变得越来越严重，其造成的经济损失也越来越大，并且一直保持着大比例的增长。由于现代生活水平的不断提高，人们开始对交通的安全性以及服务水平有了更高的要求。在交通管理中引入了以单片机控制器的交通灯代替了交管人员服务在交叉路口，能够提高交通运输的安全性以及提高交通管理的质量。并且在一定程度上还可以降低因为道路拥挤所造成的经济损失，与此同时降低了交管人员的劳动强度。随着中国车辆的不断增加，智能交通灯控制在交通管理中有着越来越重要的地位[2]。
1. 交通灯研究的背景和意义
交通是城市经济活动的命脉，对于城市的经济发展和人民生活水平的提高有着重要的作用。城市的交通问题是阻碍城市发展、制约着城市的经济建设的重要因素。城市的交通拥挤的根本原因是市内道路增长的有限和汽车数量增加的无限这一对矛盾。自从使用计算机所控制的系统后，尽管控制硬件取得一定进展，但是在交通控制领域上的控制逻辑方面却没能取得重大突破。
现在看来，对于减轻交通道路拥塞的情况，仍缺乏一种有效的交通响应控制方案。计算机的硬件能力与其控制软件的能力不相符，这使得许多的交通控制方案不能实现。智能化是城市道路交通信号控制系统的发展趋势，而控制结构和阻塞处理则是智能交通控制管理的关键点和突破口。因此，对于智能集成的城市交通信号的研究具有重大的学术价值和实用价值[3]。
2. 芯片简介
2.1 AT89S51芯片简介
AT89S51芯片选用的AT89S51与同系列的AT89C51在功能上有明显的提高，最突出的是可以实现在线的编程，用于实现系统的总的控制。其主要功能列举如下：
(1)有五个中断向量源
(2)晶片的内部有时钟振荡器（传统的最高工作频率可达到33MHz）
(3)内部程式存储器（ROM为4KB）
(4)内部数据存储器（RAM为128B）
(5)外部的程序存储器可以扩充至64KB
(6)外部的数据存储器可以扩充至64KB
(7)有32条双向的输入输出线，并且每一条都可以单独来做 I/O 的控制
(8)是8位做一般控制应用的单片机
(9)2组独立的16位定时器
(10)1个全双工串行通信端口
(11)8751和8752单芯片可以进行数据保密
(12)单芯片可提供位逻辑运算指令
2.2 74HC164芯片简介
74HC164是8位的串行输入且并行输出的移位寄存器。在串行口处于方式0的状态下，即处于移位寄存器工作方式的时候，其波特率是其振荡的频率的十二分之一。器件在执行任何的一条以SBUF当作目的寄存器指令的时侯，数据就开始从RXD端发送。当写信号处于有效的时候，相隔了一个机器的周期，然后发送端SEND会处于有效，此时允许从RXD端发送出数据，与此同时，也允许从TXD端向外输出了移位脉冲。当第一帧(8位)的数据发送完成的时候，各个控制信号都恢复原来状态，只有TI保持着高电平，是处在中断申请的状态。第一个74HC164芯片把第一帧的数据并行输出，而LED1显示出该数据。然后，再用软件将TI清0，再发送第二帧的数据。当第二帧的数据发送完成的时候，LED1会显示出第二帧的数据，第一帧的数据串行输入给了第二个74HC164芯片，LED2会显示出第一帧的数据。依此类推，直至把数据区内全部的数据给发送出去。应当注意的是，当数据全部发送完成之后，第一帧的数据会在最后一个LED处显示。TXD端最多的可以驱动8个TTL门[4]。
注意:当LED显示器超过了8个时，我们应采用74HC244芯片驱动。每个74HC244芯片有8路驱动，每一路驱动可以驱动8个LED，即每增加一个74HC244芯片，可以增加64个LED驱动。七段数码管，用于显示0—9的数字。