交通信号灯起源于19世纪的英国，最初的交通信号灯结构很简单，完全使用煤气让信号灯发光。它的出现，使道路的通行效率得到极大的提高，交通事故也大为减少，然而后来因为煤气爆炸伤人而被停用。随后欧洲各国出现了形式各异的交通信号灯。有的只是简单地两面写有“GO”与“STOP”的牌子，依靠交通警察的判断去翻转牌子指挥车辆的行驶。

随后，美国出现了电气启动的信号灯，并且增加了黄色信号灯。随着计算机的发展，交通信号灯又实现了计算机的自动控制，其准确性也得到极大提高。如今，随着单片机技术发展及计算机的更新换代，交通信号灯也是日新月异，功能不断得到优化。尽管如此，现行的交通信号灯还有许多不完善的地方。现在的信号灯各个方向的通行时间都是相等且固定的，存在不同时段、不同方向等待时间不合理的问题。另外，当信号灯发生故障时如果不能及时发现，会造成交通秩序的短暂混乱。因此，还需要不断对现行的信号灯进行改进，使其功能更加完善。

交通信号灯对指挥城市交通具有重要作用。交通信号灯的出现，改变了传统的依靠交通警察指挥交通的状况，提高了道路的通行效率，同时使交警从繁重的体力工作中解脱出来，节省了人力。城市交通的通行能力很大程度上受到交通路口通行状况的制约。因此，如何提高交通路口的通行能力是急需解决的问题。研究交通信号灯，使其在现有的基础上功能得到不断完善，从而满足经济社会的发展需要和人们的出行需求，不断造福人类社会。

1。 系统总体方案设计

1。1 系统方案设计

本设计主要由按键控制模块、红外遥控模块、故障检测模块、复位电路模块、时钟电路模块、数码管显示模块、LED信号灯显示模块、控制器模块等八部分组成。系统的结构框图如图1所示。

图1 系统结构框图

该系统以AT89C51单片机作为控制器，通过按键控制模块可以实时键入指令，通过红外遥控模块发射、接收红外信号，实现对信号灯的无线控制，通过故障检测模块可以检测系统是否有故障，通过复位电路模块可以使系统恢复初始化，通过时钟电路模块输出时钟周期信号使系统有条不紊的运行，通过数码管显示模块显示倒计时时间，通过信号灯显示模块显示所点亮灯的颜色。其中，按键控制模块、红外遥控模块、故障检测模块、复位电路模块、时钟电路模块都是通过单片机实现对数码管显示模块、信号灯显示模块的控制，AT89C51是本系统的控制中枢。论文网

系统开始工作时，首先检测是否有故障，若没有故障，判断此时是否有指令输入，若没有指令输入，信号灯按预设的程序循环工作。若有指令输入，信号灯进入相应的程序处理阶段。

1。2 系统主要模块

1。2。1 故障检测模块

当交通信号灯系统出现故障时，通过系统中某一元件的电流或元件两端的电压发生变化。本设计通过检测信号灯驱动电路中电流变化的办法来检测系统故障。其主要方法是在信号灯驱动电路中安装一个互感线圈，当信号灯驱动电路中的电流发生变化时，主线圈中电流的变化会引起副线圈中电流的变化，通过分析电流的变化，从而可以判断系统是否有故障[3,4]。

1。2。2 复位电路模块

该模块主要是通过电路产生一个高电平，使处于故障状态或“跑飞”状态的单片机重新启动，恢复正常工作[5]。

1。2。3 键盘控制模块