基于單片機控制的十字路口交通燈設計與分析

淡海英，楊聰

（陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，陜西西安，710300）

基于單片機控制的十字路口交通燈設計與分析

淡海英，楊聰

（陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，陜西西安，710300）

本文以單片機AT89C51為核心部件，設計了一款帶時間顯示的十字路口交通燈，采用Proteus軟件模擬繪制硬件電路，使用Keil uvision進行軟件程序的編輯、編譯和調(diào)試，通過軟硬件聯(lián)調(diào)實現(xiàn)交通指示的運行和仿真，本系統(tǒng)的實現(xiàn)將為中小型城市交通指揮提供技術(shù)上的參考和依據(jù)，也為緩解城市交通擁堵問題做出一點貢獻。

單片機；交通燈；設計；系統(tǒng)

0 引言

隨著微控技術(shù)的日益完善和發(fā)展，單片機的應用不斷走向深入。它的應用必定導致傳統(tǒng)的控制技術(shù)從根本上發(fā)生變革。同時，伴隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，私家車、公交車的增加無疑會給我我國的道路交通系統(tǒng)帶來沉重的壓力，很多大城市都不同程度地收到交通堵塞的問題的困擾。所以設計一款人性化、智能化為目的的交通燈控制系統(tǒng)是非常有現(xiàn)實意義的。

1 交通燈工作原理

十字路口交通燈的控制是一個比較復雜的問題，既要保證車輛的安全通行，又要考慮緊急情況處理、放行、禁行時間顯示、車流量統(tǒng)計及根據(jù)車流量的大小自動調(diào)整放行、禁行的時間等。十字路口交通燈的變化是固定的，即若東西方向為放行線，則南北方向為禁止線，若南北方向為放行線，則東西方向為禁止線。正常情況下，放行線——綠燈亮放行xs后，黃燈亮警告ys，然后紅燈亮禁止(x+y)s；禁止線——紅燈亮禁止(x+y) s，然后綠燈亮放行xs后，黃燈亮警告ys。在緊急情況下，兩個方向的放行、禁行是手動控制的。僅按下K1鍵時，雙向禁行；松開K1鍵恢復正常。僅按下K2鍵時，東西放行，南北禁行；松開K2鍵恢復正常。僅按下K3鍵時，南北放行，東西禁行；松開K3鍵恢復正常。在模擬情況下，為了在模擬十字路口交通燈的運行情況，可以假設x=29，y=3，即單向放行時間最多為32s。

2 單片機控制的交通燈硬件設計

本系統(tǒng)采用Atmel公司的AT89C51芯片，晶振選用12MHz，信號燈的控制使用P1口。P1.0、P1.1、P1.2分別控制東西方向的紅、

圖1 交通燈硬件電路圖

綠、黃信號燈；P1.4、P1.5、P1.6分別控制南北方向的紅、綠、黃信號燈。 緊急控制按鍵K1、K2、K3分別接在P3.5、P3.6、P3.7引腳上，并將其狀態(tài)通過3輸入或門74LS15送外部中斷0(P3.2引腳)。東西方向和南北方向共需要4組12個信號燈，P0.1、P0.2、P2.0～P2.7接七段數(shù)碼管，用以顯示時間。如圖1所示。

3 單片機控制的交通燈軟件設計

從硬件電路圖可以看出，當 Pl 口有關引腳輸出高電平 1時，則點亮相應的“信號燈”；當 Pl 口有關引腳輸出低電平 0時，則熄滅相應的“信號燈”。本系統(tǒng)的源代碼如下所示：

#include

unsigned int code sm[10]={0x6f,0x7f,0x07,0x7d,0x6d, 0x66,0x4f,0x5b,0x06,0x3f}; //0-9共陰極編碼

sbit K1=P3^5; //開關K1

sbit K2=P3^6; //開關K2

sbit K3=P3^7; //開關K3

bit key;

unsigned char i,m;

void time(void)interrupt 1 using 2 //中斷程序

{

TH0=0x3c; //計數(shù)初值

TL0=0xb0;

i++;

if(i==20){i=0;m++;if(m==70)m=0;}

key=!K1||!K2||!K3;

if(key){m=0;i=0;

}

4 總結(jié)

本系統(tǒng)以AT89C51單片機為核心，設計并分析了一款人性化的十字路口交通燈，并加以C程序作為系統(tǒng)的智能控制，操作簡單，功能強大，可以為中小型城市交通指揮提供一定的服務和指導。

[1] 王靜俠. 單片機應用技術(shù)（C語言版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.05.

[2] 丁向榮，賈萍. 單片機應用系統(tǒng)與開發(fā)技術(shù)[M].北京：清華大學出版社, 2009.09.

[3] 張靖武. 單片機原理應用與PROTEUS仿真編著[M].北京：電子工業(yè)出版社, 2008.08.

Design and analysis of intersection traffic lights based on single chip microcomputer

Dan Haiying，Yang Cong
(Shaanxi Institute of Technology, Xi’an Shaanxi,710300)

Based on the AT89C51 microcontroller as the core components, designed with time display traffic lights at a crossroads, rendering hardware circuit using Proteus Software, using keil uVision software program edit, compile and debug, through debugging operation and Simulation of traffic signs, the implementation of this system will provide technology the reference and basis for the small and mediumsized city traffic, and make a little contribution to alleviate the city traffic congestion problem.

single chip microcomputer;traffic light;design;system

本文系2016年陜西省教育科學規(guī)劃課題 高職院校科研成果轉(zhuǎn)化為教學資源的模式與實踐研究（項目編號：SGH16V040）階段成果。

楊 聰（1969年2月），男，學士，副院長，副教授；主要從事科研管理方面的工作。

淡海英（1981年8月），女，碩士，副教授，主要從事計算機智能控制方向的研究。