具有綠燈倒計時交通燈控制系統的設計與制作

王 開劉 美

（1.茂名職業技術學院，廣東 茂名 525000；2.廣東石油化工學院，廣東 茂名 525000)

具有綠燈倒計時交通燈控制系統的設計與制作

王 開1劉 美2

（1.茂名職業技術學院，廣東 茂名 525000；2.廣東石油化工學院，廣東 茂名 525000)

針對我國“史上最嚴交規”對闖黃燈的處罰正式實施，給司機造成極大的心理壓力，應用AT89S52單片機設計并制作了一款具有綠燈倒計時十字路口交通燈控制系統，使司機能清楚綠燈剩余時間的多少，控制好自己的車速，達到避免追尾和暢通路口的目的。通過Proteus仿真平臺對交通燈控制系統進行了虛擬仿真，并進行了硬件電路的安裝與測試，結果說明設計滿足系統總體功能。

交通燈控制系統；單片機；Proteus仿真；安裝與測試

1 前言

2013年1月1日，被稱為“史上最嚴交規”的修訂版《機動車駕駛證申領和使用規定》（公安部令第123號）和《機動車登記規定》（公安部令第124號）正式實施，新規加強了對闖黃燈的處罰力度，這對已經習慣于黃燈為過度期的司機造成極大的心理壓力，司機們普遍認為綠燈停車即停很難掌控，要么燈前50米左右就把車速降至極低這必將給本就擁堵不堪的交通造成更大災難；要么隨時準備燈前急剎這必將造成更多追尾事故，不然就是闖黃燈接受扣 6分的處罰。為此，用C51單片機設計了一款具有綠燈倒計時十字路口交通燈控制系統，使司機能清楚綠燈剩余時間的多少，控制好自己的車速，達到避免追尾和暢通路口的目的。同時，本系統還具有手動控制功能。

2 系統硬件電路設計

系統主要由單片機最小系統、驅動電路和顯示輸出負載三部分組成，圖1為系統組成方框圖。

圖1 系統組成方框圖

圖2為電路原理圖，AT89S52是系統的核心。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微處理器，具有8K可重擦寫FLASH存儲器，256字節內部RAM ，32個I/O口，它主要負責處理按鍵響應，控制東西南北LED燈的顯示和綠燈的倒計時器的顯示。其中C1、C2、X1構成12M振動電路為系統計時脈沖，C3、R13、R14、K1構成復位電路，單片機端口P2.0-P2.2和P2.3-P2.5分別輸出東西和南北的紅黃綠控制信號，該信號經反相器74LS04后驅動LED管發出相應的指示信息；而綠燈顯示的倒計時共陽極七段數碼管的數據信號由單片機的 P0.0-P0.5端口輸出，控制信號分別由P1.0-P1.1和P1.2-P1.3控制東西和南北方向的數碼管的個位和十位，本系統為了節約成本，數碼管的顯示控制采用動態掃描的方法來實現。K2、K3、K4分別接單片機的P3.0、P3.1、P3.3端口，用于手動1、手動2和自動方式的控制。元件的參數如表1。

圖2 系統原理圖

表1 元件的參數

3 系統軟件設計

本系統的為了達到手動和自動控制的目的，設置了手動1、手動2和自動3個按鈕，其中，K2為手動1東西綠燈亮、南北紅燈亮；K3為手動2南北綠燈亮、東西紅燈亮；K4為自動方式，按下K4則南北紅燈亮25秒，東西綠燈亮19秒后閃3秒轉黃燈3秒，然后，東西紅燈亮30秒，南北綠燈亮24秒后閃3秒轉黃燈閃3秒完成一個控制周期，在完成一個周期后接著第二個周期循環點亮東西南北交通燈，從而形成路口交通燈的指示，同時在綠燈亮的時候通過 2位數碼管進行倒計時顯示。

根據交通燈的控制功能要求，在軟件上編寫了主程序、中斷計時程序、自動循環子程序等。主程序、中斷計時程序、自動循環子程序流程圖如圖3、圖4、圖5所示。

圖3 主程序流程圖

圖4 中斷程序流程圖

圖5 自動循環子程序流程圖

4 系統仿真調試與運行

在Kill開發軟件中進行源程序的輸入并編譯生成HEX文件，然后將HEX文件加載到Proteus仿真軟件繪制的電路中的單片機中，在仿真的環境中單擊仿真按鈕，進入仿真運行狀態，可以看到交通燈和綠燈倒計時的顯示，如圖6所示。

圖6 具有倒計時交通燈仿真圖

5 實物制作與運行效果

根據 Proteus仿真軟件繪制的電路原理圖，再用 Proteus軟件制作PCB板圖，其中負載數碼管和LED顯示PCB板圖如圖7所示，控制和驅動電路的PCB板圖如圖 8所示。

圖7 數碼管和LED顯示PCB板圖

圖 8 控制和驅動電路的PCB板圖

最后進行實物電路的裝配和調試，將目標文件下載到單片機中，完成具有倒計時的交通燈的制作，實物制作和運行效果如圖 9所示，達到了十字路口交通燈綠燈倒計時顯示的控制功能。

圖9 實物制作和運行效果

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Design and manufacture of have the green light countdown traffic lights control system

In view of punishment in China "in the history of the most stringent traffic rules" for the yellow light through the formal implementation, caused great psychological pressure to the driver, application of AT89S52 chip design and production of a have the green light countdown crossroads traffic light control system, so the driver can know how much light remaining time, good control of their speed, to avoid rear end and smooth at the junction of the objective. Through the Proteus simulation platform for virtual simulation of traffic lights control system, and has carried on the installation and testing of the hardware circuit, results show that the design can meet the system overall function.

Traffic light control system; SCM; Proteus simulation; installation and testing

TP391.9

A

1008-1151(2015)05-0063-03

2015-04-11

王開（1967－），男， 廣東電白人，茂名職業技術學院機電信息系高級講師，研究方向為電子與電氣工程。