基于AT89C51單片機的交通燈控制系統(tǒng)設計與仿真

王貫安

摘 要 AT89C51單片機的交通燈控制系統(tǒng)由AT89C51單片機、LED顯示屏、交通燈顯示等組成，在交通燈功能控制的情況下，需要系統(tǒng)具有通行時間的設置功能，可以有效控制倒計時和急車強行。通過我國科學技術的發(fā)展，AT89C51單片機已經成功應用到很多領域中，并通過系統(tǒng)的設計和完善，充分體現出了AT89C51單片機的優(yōu)秀性能。本系統(tǒng)利用AT89C51單片機為控制芯片，對交通燈的控制采用仿真實驗的方法進行檢測，并對實驗的結果進行分析，從而實現經濟、智能、簡單的設計要求。

關鍵詞 AT89C51單片機；交通燈控制；系統(tǒng)設計；系統(tǒng)仿真

中圖分類號：TP336 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0024-01隨著微控技術的日益完善和發(fā)展，單片機系統(tǒng)已經能完全控制工業(yè)發(fā)展和數據采集過程，通過智能儀表的顯示，可以使技術人員及時掌握到系統(tǒng)的運行狀況，機電一體化的控制模式，也提高了單片機的工作效率。面對我國私家車、公交車增加的情況，給我國道路交通系統(tǒng)帶來了沉重的壓力，為了緩解交通壓力，提高交通的暢通性，可以運用AT89C51單片機來控制交通燈。通過系統(tǒng)的優(yōu)化和設計，呈現出人性化、智能化的控制系統(tǒng)，改善交通通行情況。

1 AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)功能分析

根據對交通燈控制情況的調查，在繁華路段車輛通行的過程中，往往存在交通擁擠的現象，所以設置交通燈控制系統(tǒng)非常有必要。所以交通燈系統(tǒng)具有的功能就必須包括：①主干道先行且通行時間為45 s；②主道與支道的車輛交錯通行；③支道通行時間為25 s；④主道與支道轉換時，綠燈變紅燈時，先讓綠燈閃3 s，另外一個紅燈控制不變，綠燈閃完，黃燈亮2 s；⑤系統(tǒng)要根據交通擁堵的情況和程度去控制，實現人為有效控制的模式；⑥若出現緊急情況，系統(tǒng)可以分別控制主道支道通行[1]。AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)只有實現以上功能，才能正常的指揮道路通行，所以技術人員應該在對實際道路通行進行調查的基礎上，設置合理的控制系統(tǒng)，可以使車輛在暢通的情況下，進行通行，進而提高我國整體的道路管理水平。

2 AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)硬件的設計

在硬件控制系統(tǒng)中，主要由AT89C51單片機提供系統(tǒng)的指示，在遇到特殊交通情況時，需要技術人員人工控制系統(tǒng)的運行，通過按鍵的方式，對系統(tǒng)的指示作出調整。這時復位電路和按鍵電路都會通過AT89C51單片機的作用，把信號傳遞給驅動電路，驅動電路控制把信號顯示在LED電路中，LED電路又會把信號傳遞給復位電路，進而實現循環(huán)形式的系統(tǒng)控制過程[2]。

2.1 最小應用系統(tǒng)的設計

在AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)中，復位電路和時鐘電路與AT89C51單片機組成一個最小應用系統(tǒng)，最小應用系統(tǒng)的運行才能確保交通控制功能的實現。復位電路采用按鍵復位的形式對系統(tǒng)進行控制，所以在AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)應用的過程中，技術人員要定期對復位電路進行檢測，及時發(fā)現電路可能存在的故障，避免影響到控制系統(tǒng)的指示[3]。

2.2 數碼時間顯示電路的設計

利用LED技術來顯示出系統(tǒng)的工作情況，七段的LED數碼管由八個發(fā)光的二極管組成，技術人員可以通過對發(fā)光二極管的觀察，判斷系統(tǒng)的功能實現結果，在數碼管中有0-9個數字和小數點，分別表示不同的顯示內容。

2.3 信號燈電路設計

信號燈電路的設計通過AT89C51單片機P2端口的指示，芯片會控制12個發(fā)光二極管的信號模式，通過實時的監(jiān)控和管理，P2.1、P2.2、P2.3分別控制和指示主道的綠燈、黃燈、紅燈。系統(tǒng)會利用共陽性的連接方法對系統(tǒng)的控制形式進行調整，使各個指示信號燈準確的反映出控制信息內容[4]。

2.4 系統(tǒng)控制開關

在實際道路交通中，一定會出現緊急的交通情況，這時系統(tǒng)很難對現場的交通情況進行指揮，這時就需要根據實時交通堵塞情況，進行人為系統(tǒng)控制模式。操作人員可以一邊觀察一邊控制，使系統(tǒng)的控制開關可以起到作用，并能使各路交通回到初始狀態(tài)。

3 AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)軟件的設計

AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)的主程序設計情況，會直接影響到系統(tǒng)的控制功能，所以在軟件設計時，技術人員要根據實際的控制情況對系統(tǒng)進行初始化設置，使AT89C51單片機可以有效控制主道和支道的正常轉換。同時在系統(tǒng)中通過七段LED數碼管的顯示作用，也可以準確的體現出交通時間的控制過程，主程序也需要調用系統(tǒng)中的子程序，來完成更加全面的控制工作。在AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)中包括三個子程序：延時子程序、顯示子程序、中斷子程序，延時子程序會延時500 ms，利用寄存器計算循環(huán)的次數，當循環(huán)兩次時，系統(tǒng)會調用綠燈的閃爍時間，實現1 s的控制過程，顯示子程序用來顯示主道和支道的控制時間[5]。

AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)運用兩種中斷的子程序來控制交通燈的顯示，外部中斷INT0來處理緊急的信號內容，在道路出現緊急事故的情況下，可以利用中斷程序對路燈進行調整，使其變?yōu)榧t燈。

4 AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)仿真

為了方便程序調試，本文采用Proteus仿真電路對實時交通情況進行分析，首先，程序進入初始化階段，并設置綠燈和紅燈的格式，在延長45 s之后，綠燈會閃爍三次，隨后進入黃燈、紅燈模式，延時2 s，重新進入到紅燈、綠燈控制程序中。延時15 s綠燈閃爍三次，進入到黃燈、紅燈程序中，這個程序過程的循環(huán)就可以實現AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)的控制過程。所以技術人員可以根據程序的設置，去分配仿真實驗的具體內容，進而實現最高級中斷功能的仿真結果，對結果的分析也非常有必要，可以使技術人員掌握到系統(tǒng)的運行情況，同時發(fā)現系統(tǒng)可能存在的故障，所以仿真結果的準確性會直接影響到系統(tǒng)的整體控制情況。技術人員要通過交通燈控制系統(tǒng)的循環(huán)過程，去設置具體的實驗數據信息，使其可以真實的反映出交通現狀，同時在AT89C51單片機核心技術的控制下，加強仿真實驗對交通故障的控制能力，使其可以更加快速的處理交通問題。

5 結束語

科學技術的發(fā)展為我國道路交通提供了進步的機會，技術人員利用AT89C51單片機技術已經成功改善了交通燈的控制水平，同時也提高了控制系統(tǒng)的實用價值，使其可以更加高效的處理交通問題。針對交通情況的嚴峻性，技術人員還應該加大研究的力度，使AT89C51單片機交通燈控制系統(tǒng)可以實現硬件與軟件整合。

參考文獻

[1]張綺曼，鄭曙，李默燕，等.基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)設計與實現[J].佳木斯大學學報（自然科學版），2010，12（14）：120-123.

[2]孫啟東，李永恒，胡申健，等.基于單片機的多功能交通燈控制系統(tǒng)設計與仿真實現[J].公路交通技術，2011，19（48）：128-129.

[3]王克然，賈曉輝，袁葉飛，等.基于AT89C51單片機的交通燈控制系統(tǒng)設計與模擬[J].大連理工大學，2013，32（12）：102-103.

[4]竇曉晨，李天風，馬小雨，等.基于AT89C51單片機的十字路口交通燈控制器的設計與仿真[J].南寧職業(yè)技術學院學報，2011，65（45）：520-523.

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