第一章控制要求
1.1 控制要求
(1)系统的运行由开关控制。 当启动开关为ON时，系统工作； 当启动开关关闭时，系统停止工作。
(2)控制对象有八个：
东西方向两盏红灯，南北方向两盏红灯，
东西方向两盏黄灯，南北方向两盏黄灯，
东西方向两盏绿灯，南北方向两盏绿灯，
东西向左转有两个绿灯，南北向左转有两个绿灯。
(3) 另外，在东西方向和南北方向分别设置一个两位小数的7段显示器，用于显示倒计时数值。
1）高峰时段按时序图2（见附图）运行，正常时段按时序图3（见附图）运行，夜间按提示警告方式运行，规则为：四黄东、南、西、北所有灯都亮，其他灯都灭。
高峰时段、正常时段和晚间时段的时序分布按时序图1（见附图）运行。
只能选择高峰时段或正常时段进行设计，但最终评分最高的为好评； 如果所有功能都实现了（需要设计24小时制作为时分的依据），最高分为好评。
时序图
第二章系统方案设计
2.1 红绿灯运行状况分析
系统根据控制要求，按照下图中流量的运行状态设计了系统方案。
状态1从北向南笔直走； 状态 2 从北向南左转； 状态 3 从东到西直行； 状态 4 从东向西左转。
一共有四种状态，分别设置为S1、S2、S3、S4。 红绿灯以这四种状态为循环。 循环执行如图1.5所示：
图2.1 红绿灯状态循环图
2.2 总体系统设计
图 2.2 系统总体方案图
本系统以MCS-51系列单片机为中心器件，设计了红绿灯控制器，通过单片机的P1口实现正常时红、绿、黄灯的通断功能。 , 高峰时段和傍晚时段。 东、北、南七段显示用于显示倒计时值。 系统分为正常、高峰、傍晚三个工作时段，“正常”、“高峰”、“傍晚”的相互转换由时间段控制。
正常时间：南北段直线通行（绿灯），东西段禁止通行（红灯）40s，南北段和东西段数码管从40s开始倒计时和70sled控制器，最后5s，南北段绿灯变黄闪； 随后南北向路段左转（绿灯亮）通过，东西向路段禁止（红灯）20秒。 同时，南北段和东西段的数码管从20秒开始倒计时。 最后5秒，南北路段左转灯变为黄灯闪烁； 然后东西段直行（绿灯），南北段禁止（红灯）40s。 同时，东西段和南北段的数码管分别从40s和70s开始倒计时。 在最后 5 秒led控制器，东西向部分变为绿色。 黄灯闪烁； 最后在东西路段左转（左转绿灯亮）通过，南北路段禁止（红灯）20秒。 同时东西段和南北段方向数码管从20秒开始倒计时，最后5秒东西段左转灯变黄闪.
高峰时段：南北段和东西段通过时间改为45s，左转时间改为15s。 其他与正常时间相同。
傍晚：禁止左转直行，东、西、南、北四个方向黄灯闪烁。
第三章系统电路设计
3.1 控制芯片选择
图 3.1 引脚图
它是美国ATMEL公司生产的低压、高性能CMOS 8位单片机。 它有 40 个引脚和 32 个外部双向输入/输出 (I/O) 端口。 它还包含 2 个外部中断端口和 3 个可编程定时端口。 计数器，2个全双工串行通信口，2条读写口线，器件采用ATMEL高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统和8051产品引脚，片内内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，可按常规方法或在线编程。 它结合了通用微处理器和闪存，特别是可重写闪存，可以有效降低开发成本。
3.2 状态灯选择
该系统旨在显示红色、绿色和黄色状态灯，并使用 LED 灯代替实际的交通信号灯。 由于有四种不同的运行状态，一个十字路口需要16个LED灯，倒计时数码管显示采用两位数。 片选用的7段数码管需要4个。 数码管显示简单，程序简单，端口用得少。 普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点。 它们可以由各种直流、交流和其他电源驱动点亮。 必须串联一个合适的限流电阻。
3.3 系统硬件原理图设计
图 3.2 系统原理布局
第四章系统软件设计
4.1 程序流程图设计
图 4.1 主程序流程图
系统上电后，初始化定时器为24小时计时，按照7:00-8:15或16:30-17:00高峰时段运行。 6:30至7:00或8:15至16:30或18:00至19:00，将按正常时间运行。 其余时间，它在晚上营业。
图 4.2 时钟和夜间节目流程图
本设计利用单片机的定时器T0中断来设置24小时计时，设置TH1=0x3C，TL1=0xB0，即每0.05秒中断一次。 当第20次中断为20*0.05秒=1秒时，计时60秒时，1分钟满足，60分钟完成，1小时完成，24小时完成，重新开始计时。 利用定时器T1中断设置数码管倒计时，每满1S将时间的计数值减1，进而实现倒计时功能。
图 4.3 高峰时段与正常时段流程图
4.2 系统编程
4.2.1 定时器中断设置
在单片机中，中断技术主要用于实时控制。 所谓实时控制，就是要求计算机及时响应被控对象的分析、计算和控制请求，使被控对象始终处于最佳工作状态，达到预定的控制效果。 . 由于这些控制参数的请求是随机发送的，单片机必须快速响应并及时处理，这只能通过中断技术来实现。
本系统中的定时时钟和倒计时设置及相应的中断服务子程序如下：
/*24小时制*/
空白 （）{
TMOD=0x01； //T0定时器工作模式
TH0=0x3C； //设置初始值，计时50MS
TL0=0xB0；
ET0=1； //定时器中断
TR0=1； //启动定时器0
EA=1； //CPU总是允许中断
}
void T0int() 1{
TH0=0x3C； //设置初始值
TL0=0xB0；
++；
如果（>=20）{++；=0；}
如果（>=60）{++；=0；}
如果（>=60）{小时++；=0；}
如果（小时>=24）{小时=0；}
}
/*********倒计时显示定时器********/
空白 （）
{
TMOD=0x01； //T1定时器工作模式
TH1=0x3C； //定时器初值每50ms中断一次
TL1=0xB0；
ET1=1； //定时器中断
TR1=1； //启动定时器1
EA=1； //CPU总是允许中断
}
/*定时器中断函数*/
无效（）3{
TH1=0x3C； //重新加载初始值
TL1=0xB0；
++；
如果（==20）{
=0;
--;//1秒后，数码管的值减1
--;
}
}
第五章系统调试与仿真
5.1 仿真结果
根据系统设计要求，进行keil调试和系统仿真，不断调试程序。 发光二极管、数码管可按要求显示，符合要求。 整体仿真图如下。
图 5.1 仿真结果
近日，有网友发布的“公交车尾屏实时显示前方红绿灯信息”引发广泛热议。 据悉，该功能是两江协同创新区车路协同项目二期工程建设内容之一。 目前已在两江协同创新区、由府区等地区的近20条公交线路、100多辆公交车上实现。 以上功能。
“超暖心！第一次知道公交车尾部可以看到前方红绿灯倒计时，既新鲜又暖心。”
司机们表示，他们通常跟在公交车或大货车后面行驶，经常会因为前方视线被挡住而感到开车不安全。 网友“小寒哥要发芽了”留言说“我跟了很多次大车过红绿灯，实在看不出来，只能等他走远一点，问题是他使劲按喇叭……”引发不少网友热议。 谐振。
龙胜新城的这些“数字公交车”，可以在公交车尾部显示前方路口的红绿灯信息，箭头指向不同方向，并有相应的倒计时秒数，与红绿灯同步在车辆所在的路口。
“这套系统可以大大提高跟车通过路口的安全性和通行效率，值得在全国推广。” 这位网友的留言获得了上千个赞。
那么，这个功能是如何实现的呢？ 两江协同创新区车联网项目负责人杜志红介绍：“路口经过智能化改造后，安装了路侧通信单元RSU，将红绿灯状态信息传递出去。公交车上的交通信号机通过V2X直接通信技术，将车载通信单元OBU显示在公交车的尾屏上，实现“透传”，同时，凭借其超-低延迟性能，尾屏倒计时信息与路边信号灯数据同步。
记者第一眼注意到，百度、高德等导航软件还实现了部分道路红绿灯倒计时功能。 与两江协同创新区车路协同项目有何不同？ “导航软件的红绿灯秒数主要通过大数据和人工智能计算，而两江协同创新区则采用车路协同V2X技术，将红绿灯信息实时传输至公交车后屏.后者的技术途径完全不同。 杜志宏解释道。
记者观察后还发现，导航软件的红绿灯倒计时秒数与实际情况通常会有几秒的误差，多数情况下在1-3秒左右，少数情况下甚至会出现误差10 秒。 两江协同创新区安装的相关智能设备公交红绿灯倒计时信息与实际情况基本同步，误差小于1秒。
事实上，公交车尾屏显示红绿灯倒计时信息只是两江协同创新区车路协同项目的功能之一。
两江协同创新区对道路进行智能升级，总里程约55公里，实现主动公交优先、交叉碰撞预警、5G+北斗高精度定位、L2+I4高级别自动驾驶、自动驾驶游轮。 车联网场景32个子类，共涉及自动驾驶公交、智能网联微循环小巴、出租车、数字公交等12种车辆。 构建集约高效的云管控平台，构建马斯出行信息服务、运营服务与管理、自动驾驶云服务数据与仿真、数字孪生与大屏、融合测试与预研五大体系，打造最密丰富的车联网和自动驾驶在国内规模示范应用。
以无人驾驶公交车为例，驾驶室旁边的疲劳监测系统可以准确智能地识别驾驶员的行为状态，一旦出现异常行为，第一时间向驾驶员发出警告； ，驾驶员可以根据这个参考信息加速或减速，以实现平稳的道路； 主动公交优先系统，根据车辆当前位置、速度、载客量、正点等信息，主动向路边红绿灯发出优先通行请求，延长绿灯时长或缩短绿灯时长闯红灯提高了公交车的准点率、通过率和乘客聚集率，从而缓解交通压力，实现低碳环保； 车内多块液晶屏实时更新显示车辆当前状态，车辆行驶速度、行驶轨迹、站点、拥堵指数等一目了然...
“下一步交通信号机，两江协同创新区还将在部分公交站台安装液晶屏，搭建电子平台，让等车的乘客提前了解公交车的相关信息。” 杜志宏说。
据介绍，重庆（两江新区）国家车联网试验区是在工信部指导下获批设立的。 是西部第一个、全国第四个国家车联网试验区。 该项目结合汽车产业的基础和山区城市复杂的道路交通特点交通信号机，为车联网构建了丰富实用的应用场景。 目前，项目涉及面积580平方公里，已建成城市示范道路、产业园区示范道路近100公里，实现信号灯绿浪。 通道、人行横道检测、无人环卫保洁等30余种车联网应用。
部分图片由两江协同创新区提供
（第一眼——重庆广播电视台特约记者赵鹏编辑张娜）