基于微控制器系統的十字路口交通燈控制

魏曉艷

（陜西國防工業職業技術學院軟件教研室,陜西西安,710300）

從硬件電路圖可以看出,當Pl口有關引腳輸出高電平1時，

基于微控制器系統的十字路口交通燈控制

魏曉艷

（陜西國防工業職業技術學院軟件教研室,陜西西安,710300）

基于微控制器系統的十字路口交通燈控制，采用ATMEL公司的AT89S52芯片，采用 Keil C51軟件進行微控制器程序編輯、編譯、鏈接及調試，采用Proteus ISIS仿真軟件進行系統硬件電路原理圖的設計及軟、硬件聯合仿真調試實現。它采用中斷技術、數碼管應用及同步顯示技術進行設計，實現了東西、南北方向正常放行或禁行，緊急情況雙向禁行以及時間同步顯示等功能。它在實際中有廣泛的應用價值。

微控制器；交通燈；控制

0 引言

隨著計算機軟件技術和電子技術的迅速發展，微控制器技術的應用越來越廣泛。單純硬件電路設計對于復雜問題的解決顯得力不從心，而軟、硬件結合設計解決問題有明顯優勢和效果。城市里十字路口交通燈的有效控制一直是一個熱門問題和實際應用系統。為了解決和完善類似問題，系統利用C51語言進行軟件程序部分編寫、Proteus ISIS仿真軟件進行電路設計及軟硬件聯合仿真實現，元器件實物實現十字路口交通燈控制的各種情況，采用中斷技術、流程控制技術極大程度提高了系統的安全性能。

表1 十字路口交通信號燈的變化規律

1 系統分析

本系統針對十字路口交通控制，既要保證車輛安全通行，又考慮緊急情況處理，放行/禁行時間顯示，交通信號燈變化是固定的，東西放行則南北就要禁行；相反一樣。但實際上常常會出現緊急情況，所以系統中涉及到雙向禁行、東西方向禁行南北方向放行和東西方向放行南北方向禁行三種緊急情況。正常情況下是由定時器中斷控制時間，單方向放行xs(實際給值為30s)后警ys(實際給值為5s)然后改變方向。信號燈由微控制器P1口控制，數碼管數字顯示由P2口控制，數碼管位選端由P0口控制構成動態顯示。緊急情況下是由外部中斷控制，中斷響應雙向禁行，東西方向禁行和南北方向禁行三種情況。分別由開關K1，K2，K3通過三輸入與門送入外部中斷信號輸入口P3.2。由P3.5，P3.6，P3.7判斷按下的開關號，做出相應響應。系統能達

到實用的目的。

2 硬件電路設計

2.1 電路圖分析

微控制器系統采用Atmel公司的AT89S52芯片，晶振選用12MHz，信號燈控制使用P1口。P1.0、P1.1、P1.2分別控制東西方向的紅、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，并將其狀態通過3輸入或門74LS15送外部中斷0（P3.2引腳）。倒計時采用兩位共陰極7段數碼管顯示器（7SEG_MPX2_CC），接在P2口上，位選分別接于P0.0，P0.1；東西方向和南北方向共需4組12個信號燈，采用十二個發光二極管（仿真采用了Proteus ISIS中的TRAFFIC LIGHTS元件）。

2.2 電路圖

根據以上的電路圖分析繪制的系統電路圖如圖1所示：

3 軟件設計

3.1 程序分析

表2 不同運行狀態時的控制碼則點亮相應的“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”。為了實現交通運行狀態的控制要求，Pl口輸出的控制碼有7種。不同運行狀態時的控制碼如表1所示。

圖2 主程序流程圖

圖3 定時器中斷服務程序程序流程圖

圖1

從硬件電路圖可以看出,當Pl口有關引腳輸出高電平1時，

3.2 程序流圖

根據程序分析得到實現系統的主程序流程圖（如圖2所示）和定時器中斷服務程序流程圖（如圖3所示）。

3.3 程序源代碼

本系統利用函數Time0(void)interrupt 1 using2 T0中斷服務程序，實現延時50ms。利用函數Init(void)來實現系統初始化設置。利用main(void)來實現主函數使信號燈正常運行。下面主要給出中斷服務程序源代碼。

4 Proteus仿真、實物實現

在 Keil Vision4環境中建立*.c文件進行編寫程序，并加載到所建立的工程文件中進行編譯、鏈接，生成所需要的 *.hex文件。然后在 Proteus ISIS運行環境中繪制電路圖并調測成功，把*.hex文件加載到電路圖中的微控制器芯片中，啟動仿真進行調試，通過調試得到仿真結果。按照電路圖在萬用版上進行元器件布局及布線、查錯后，進行焊接、燒錄程序、系統聯合調試等步驟成功后，得到實現結果。下面主要給出5秒南北警告、按下K1后四個方向全部禁行仿真效果和實物實現，具體情況如圖4所示。

圖4 5秒南北警告 按下K1后四個方向全部禁行 實物實現

5 結論

本文從系統分析、硬件電路設計、軟件設計及系統實現四個方面介紹了基于微控制器的十字路口交通控制系統。通過利用中斷技術、流程控制技術結合LED燈、數碼管的典型應用實現，系統具有軟硬件設計簡單實用、易開發、高安全、低成本等特點，可用于現今擁有復雜人流的城市十字路口交通燈控制應用開發中，具有一定的實用價值。

[1] 魏曉艷.微控制器技術與應用.北京理工大學出版社.2013年

[2] 謝智英.十字路口交通燈在PLC實訓中的應用.科技信息.2013年22期

[3] 張秀國.單片機C語言程序設計教程與實訓.北京大學出版社.2008年

魏曉艷，女，陜西國防工業職業技術學院，碩士，軟件教研室主任。主要從事Web軟件開發技術、數據庫技術及微控制器技術方面研究和教學;

Based on the microcontroller intersection traffic light control system

Wei Xiaoyan
(Electronic Information College of Shaanxi Vocational College of National Defense Industry,Xi'an City,710300)

Crossroads traffic lights control based on micro controller system,using AT89S52's ATMEL chip, micro controller program edit,compile,link and debugging using Keil C51 software,the simulation design of system hardware circuit diagram using Proteus ISIS simulation software,hardware and software debugging. It adopts interrupt technology,digital tube display application and synchronous design technology,realize things,north-south direction normal to pass or stop,emergency stop and two-way time synchronization display function.It has extensive application value in practice.

microcontroller;Traffic Light;Control

本文主要根據院級科研項目——基于WEB網上問卷調查系統設計與實現來寫，項目編號：Gfy11-14 。