浅谈单片机控制交通灯系统设计

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  摘 要:本文提出了一种基于单片机的智能交通灯控制系统方案。该方案采用STC89C52作为微处理器,超声波传感器为车流量检测器件,红绿灯和倒计时显示模块为控制对象。通过超声波传感器对道路车流量进行检测,并将其检测数据送与单片机控制系统处理,从而实时分配各道路车辆通行的时间。灵活的智能交通控制系统能够改善交通状况,提高道路的通行效率。
  关键词:单片机;控制系统;交通灯
  随着我国现代化进程的不断加快,城市规模不断扩大,庞大的汽车保有量造成的交通拥堵和混乱已经成为影响我国社会经济发展的一个重要问题。路口交通灯控制系统在时间上给交通流分配通行权,是保证城市交通秩序的关键。而我国目前采用交通灯控制系统大多红绿灯转换时间固定,这种缺乏灵活性的时间设置经常造成道路拥堵,通行效率严重降低。因此智能交通灯控制系统的研究就显得尤为重要。汽车工业的发展,带动着生产经济的发展,随之而来的是人们的购车热潮,越来越多的汽车增加了城市交通的负担,如何能够更有效的疏导交通已成为当今社会的一大难题,那么就需要有一套性能可靠,功能齐全,安全有效的交通灯控制系统,来合理指挥交通。本文介绍的是一种基于89C51单片机作为控制中心的交通灯控制系统。
  1系统控制的基本要求
  十字路口交通灯控制系统:
  东西方向、南北方向各有一组红、黄、绿三色信号灯,一组直行,左转,右转方向信号灯,有左转待停信号灯和一个时钟系统,时钟系统由两个LED组成,用于显示时间的变化。具体要求为:①要能够满足初始时东西向和南北向的红绿灯都亮红灯;②在东西向路口亮绿灯40s之后,转黄灯亮5s,然后再转红灯亮40s;③南北向的红绿灯要能够与东西向相配合,再东西向绿灯亮的时候亮红灯,反之则亮绿灯;④紧急事件发生之时,按下单脉冲按钮,则东西南北向都亮10s红灯;⑤东西向以及南北向的红绿灯时间要能够在LED显示器上显示;⑥所有的上述时间设置,要能够满足根据车流量进行实时调节的需求。
  2硬件电路的设计
  其中,89C51单片机是一个标注你的40引脚双列直插式的集成电路芯片,具有功能较强,功耗相对较低,而且能够适应恶劣环境下工作的特点,芯片内置了256KB数据存储以及4KB程序存储,非常适合本次构建的交通灯控制系统的实际需求。
  接口芯片采用的是英特爾公司设计生产的8255A芯片,该芯片的满足I/O接口的实际需求,具有使用相对方便,通用性较强的特点,能够满足本系统设计的需求。
  交通灯采用的是双色LED装置,包括了红色LED管芯以及绿色LED管芯,通过电平的加高或者调低,从而实现红灯、绿灯、黄灯的亮、灭。
  时间显示方面,采用的是LED发光二极管,分为七段数码显示管。这些显示管首尾相连,形成一个公共端的CC,另外的a~g、dp则是通过引脚以及外部总线来进行连接,通过对公共端与输入端施加电压的调节,点亮其中的部分发光二极管来形成所需要显示的字符。
  3软件设计
  软件的设计主要是分为如下几个构成部分:
  3.1定时设计
  在交通灯时间的显示之中,需要设定一定的时间初始值,然后每秒减1,一直减到0,然后跳转。所以在系统中要实现非常准确的1s定时。这部分是基于89C51单片机的内部定时计算器来实现的。其最大的定时时间是131ms,离1s还有一定的差距,这可以通过硬件和软件计数的方法实现,即把定时器的定时时间为125ms,还需要通过一定的计算方式来进行调整。
  3.2定时程序流程
  定时程序包括了主定时程序以及定时中断服务程序,定是主程序的主要共更能是要进行定时器以及计数器的初始化变成,并且通过反复的调用显示子程序的方法,然后再等待了125ms定时中断的到来。而定时中断服务程序流程主要是进行计时操作,程序先判断技术溢出是否能够满足达到1s的次数,如果不能够达到1s,则表明还没有达到最小计时单位,则中断返回,如果达到了1s,则表明已经达到了最小计时单位,程序可以继续向下执行,并且进行计时操作。系统开始之后,首先是89C51单片机初始化,这个时间一般是在40s左右,然后开始启动定时系统,东西向绿灯亮起,而南北向的红灯亮起,并且设置初始计时,进入系统的正式运行,运行的时间按照初始的设置时间间隔运行。
  3结束语
  交通灯的出现,使得交通能够得到有效的管制,对于疏导交通流量,提高道路的通行能力,并且减少交通事故具有非常重要的现实意义。在我国,随着社会经济的不断发展,汽车的保有量开始持续的上升,但是我国的部分城市的道路设计并没有预料到当前的汽车数量迅猛增长的情况的出现。因此,当前我国各个城市对于交通灯,尤其是智能交通灯的需求量非常大,本文设计了一种基于89C51单片机的交通灯控制系统,该系统能够满足当前我国的交通控制实际需求。希望本文的研究能够有助于改善当前我国的交通状况,提升交通通行能力,减少交通事故的发生。
  参考文献:
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