交通信号灯控制系统
重点内容：
LED显示的驱动电路设计和LED显示输出扫描程序 按键输入电路和按键扫描程序 时间中断的使用。
一、实例说明
有如图所示的街区十字路口，需要为十字路口设计一个交通灯控制系统，该系统的要求如下：东南西北每个方向各有一个红绿灯组，每个红绿灯组包含红黄绿三种颜色的信号灯。
每天的23：00~次日凌晨的6：00，由于车流量较小，为了节省电能各个方向的红绿灯出于休息状态（只亮黄灯）。
每天的6：00~23：00，红绿灯出于工作状态，两个互相垂直方向的绿灯交替点亮来控制交通。交通灯工作状态过程如后所示，在某一个时间段东南方向红灯亮，西北方向绿灯亮；经过一定的时间后，西北方向该为黄灯闪烁，此时东南方向保持红灯；西北方向红灯闪烁5秒后转为红灯，此时东南方向变为绿灯。依此东南方向的红绿灯和西北方向的红绿灯循环往复。
交通信号灯控制系统提供了一个控制面板，交警可以通过该面板可以调整红灯和绿灯亮的时间间隔、控制交通信号灯控制系统的开关等，从而达到控制交通流量的目的。交通信号灯控制系统的控制面板如下图所示，该面板共有6个LED，每3个LED为一组，用于显示交通信号灯的点亮时长（单位为秒）；面板上共有5个按键，用于控制交通灯控制系统的点亮时长和系统的开关。
二、硬件电路设计
1、LED输出电路
本案例中共有6个LED，为了充分利用ARM微处理器的IO资源，我们采用扫描的方式。
LED的输出电路如上图所示，为了使电路比较清晰，这里只画出了其中两个LED。每个七段码LED的a~g端口是并联，分别连接LPC2131的P1.
19、P1.20、P1.
21、P1.
22、P1.
23、P1.24和P1.25。而gnd端口各由一个管脚控制，6个七段码LED的gnd端分别连接LPC2131的P0.0、P0.1、P0.
2、P0.3、P0.4和P0.5。当需要点亮其中某一个七段码LED时，将对应的gnd端口电平拉低，a~g端口根据需要显示的数字给不同的电平。这种连接方式在某一特定时刻只能点亮其中一个七段码LED，而其他的七段码LED处于熄灭状态。
为了让他们看上去是同时点亮并且能够显示不同的数值，我们利用人眼的视觉暂留对他们进行扫描，在一个比较短的始终周期内（0.01s左右）轮流点亮6个七段码LED。
2、按键电路
本案例中的共有5个按键，如下图的控制面板所示，其中一个按键用来控制交通灯控制系统的开关，而其他四个按键用来调整红灯和绿灯的持续时间 按键电路如下图 所示，当没有任何按键被按下时，所有与按键连接的管脚为高电平；
当任意一个按键被按下时，相应按键连接的管脚上为低电平。通过判断那个按键连接的管脚为低电平，就可以判断哪个按键被按下。
3、信号灯显示控制电路
本案例中ARM微处理器驱动信号灯的原理图如图 所示，ARM微处理器管脚的电流驱动能力通常在几个uA左右，不能直接用来驱动继电器，因此首先要通过电流驱动电路进行电流放大，然后采用放大后的电流来驱动继电器。
各个ARM微处理器管脚控制的信号灯如图 8-7所示。每个管脚控制一个信号灯，当某管脚为低电平时，其所控制的信号灯熄灭；当某一管脚为高电平时，其所控制的信号灯亮。ARM微处理器程序通过控制这些管脚的电平就可以控制信号灯的亮灭。
三、软件设计
1、LED输出程序
LED显示函数的作用是将整型变量gtime和rtime的值显示在LED上，其中gtime和rtime都保证在0~999范围内，可以用3个LED来显示。LED显示函数的代码如下图所示。变量segid的值用来表示当前应该点亮6个七段码LED中的哪一个，segid每隔(1/120)秒变化一次，变化一个周期（0~5）需要0.05秒。
switch (segid){ case 0:IO0SET=SEGS_GND; IO0CLR=(int)(1
接下来程序根据digi的值计算七段码LED的a~g端的电平值，例如当dig=0时，表示当前显示的LED需要显示的数值为0，则应该点亮下中LED的b和c端。因此g~a对应的电平值为0000110，对应的十六进制值为0x06。
2、按键扫描程序
按键扫描函数主要作用是扫描控制面板上5个按键的状态，根据各个按键的不同功能做出相应的处理。
3、时间中断处理函数
本案例中时间中断处理函数有两个作用：
产生LED扫描需要的间隔时间，由于控制LED显示输出的全局变量segid在每次时间中断发生时加1，当其值达到5时变回0重新循环。由于时间中断的周期为1/120秒，因此segid每0.05秒循环一个周期，也就是LED刷新的周期为0.05秒。
控制交通灯亮的时间，变量time_cnt在0~11之间变化，循环周期为0.1秒。因此变量curtime每0.1秒变化一次。变量curtime在主函数中将用来与phase中的值比较，从而确定各个交通灯的状态。
4、主函数
主函数的作用是完成交通灯控制系统的整个任务循环，函数反复对输入按键进行扫描，如果有按键请求则进行处理。于此同时函数反复检测当前时间交通灯应该所处的状态，控制交通灯的输出，并更新LED的显示。
