基于單片機的交通信號燈自動控制系統設計

摘 要：本系統采用單片機AT89C51為中心器件來設計交通燈控制器，根據實際車流量通過8051芯片的P2口設置紅、綠燈時間的功能；紅綠燈循環點亮，倒計時黃燈閃爍警示。設計周期短、可靠性高、實用性強、操作簡單、維護方便、擴展功能強。

關鍵詞：交通燈；單片機；計時器；MCS-51

前言

交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關鍵，設計交通燈的方案有很多，有應用CPLD設計實現交通信號燈控制器方法；有應用PLC實現對交通燈控制系統的設計；有應用單片機實現對交通信號燈的設計。目前，國內的交通燈一般設在十字路門，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈，加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車交通燈的時間控制顯示，以固定時間值預先“固化”在單片機中，每次只是以一定周期交替變化。實際上不同時刻的車輛流通狀況各異，是高度非線性的、隨機的，且經常受人為因素的影響。采用定時控制經常造成道路有效應用時間的浪費，出現綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。對于一般情況下的安全行車，車輛分流尚能發揮作用，但根據實際行車過程中出現的情況，還存在以下缺點：兩車道的車輛輪流放行時間相同，在十字路口，經常一個車道為主干道，車輛較多，放行時間應該長些；另一車道為副干道，車輛較少，放行時間應該短些；兩條干道的紅綠時間不能隨時間的改變而修改。因此，采用單片機自動控制交通燈有現實意義。

1 系統硬件設計

實現本設計要求的具體功能，可以選用STC89C51單片機及外圍器件構成最小控制系統，12個發光二極管分成4組紅綠黃三色燈構成信號燈指示模塊，8個LED東西南北各兩個構成倒計時顯示模塊，若干按鍵組成時間設置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等。

本系統以單片機為核心，組成一個處理、自動控制為一體的閉環控制系統。系統硬件電路由單片機、狀態燈、LED顯示、驅動電路、按鍵等組成，如圖1所示。其中P0，P1用于送顯LED數碼管的型和位，P2用于控制紅綠黃發光二極管，XTAL1和XTAL2接入晶振時鐘電路，REST引腳接上復位電路，P3用于按鍵控制。利用發光二極管來顯示不同顏色的信號指示燈。74HC245的1腳接VCC，19腳接地，整個芯片是輸入端輸入高則輸出端輸出高，輸入端輸入低則輸出端輸出低。

本設計通過按鍵來控制交通燈是否亮，從而達到控制交通的目的。K4是切換方向鍵，能夠在改變時間時，切換東西南北的方向。K1是時間加鍵，當按下后可以增加時間。K2是時間減鍵，按下后能夠減小時間。K3是確認鍵，在一個功能完成后確認。K5是禁止通行鍵，按下后所有方向顯示紅燈，用于緊急情況。K6是夜間模式鍵，深夜時采用此模式。SW2是只許東西通行鍵，SW3是只許南北通行鍵，SW9是復位鍵。

2 系統軟件設計

主程序流程圖如圖2所示。

3 電路檢測

交通燈的主要用途是指示通行和顯示時間，因此主要檢測發光二極管模塊和數碼管顯示模塊，按鍵模塊，交通燈故障監測邏輯電路的檢測，進行相應的功能測試。

4 結束語

本設計是一款多功能交通燈，采用STC89C51單片機為核心，2位LED數碼管顯示，模塊化的設計方法，硬件設計包括單片機模塊、顯示模塊、發光二極管模塊、相關控制模塊等設計與制作，硬件和軟件相結合，電路的可靠性高，功能較強大，實現了交通燈4個狀態的轉化，數碼管的倒計時功能和特殊情況下的交通燈的變化。

參考文獻

[1]褚振勇，翁木云.FPGA設計及應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2003.

[2]廖煥霖.Protel 99電路板設計者必讀[M].北京：冶金工業出版，2000.

[3]楊凌霄.微型計算機原理及應用[M].中國礦業大學出版社，2004.

作者簡介：顏昌彬，攀枝花學院電氣信息工程學院講師，碩士研究生學歷，研究方向：電子設計自動化、計算機控制。endprint

摘 要：本系統采用單片機AT89C51為中心器件來設計交通燈控制器，根據實際車流量通過8051芯片的P2口設置紅、綠燈時間的功能；紅綠燈循環點亮，倒計時黃燈閃爍警示。設計周期短、可靠性高、實用性強、操作簡單、維護方便、擴展功能強。

關鍵詞：交通燈；單片機；計時器；MCS-51

前言

交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關鍵，設計交通燈的方案有很多，有應用CPLD設計實現交通信號燈控制器方法；有應用PLC實現對交通燈控制系統的設計；有應用單片機實現對交通信號燈的設計。目前，國內的交通燈一般設在十字路門，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈，加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車交通燈的時間控制顯示，以固定時間值預先“固化”在單片機中，每次只是以一定周期交替變化。實際上不同時刻的車輛流通狀況各異，是高度非線性的、隨機的，且經常受人為因素的影響。采用定時控制經常造成道路有效應用時間的浪費，出現綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。對于一般情況下的安全行車，車輛分流尚能發揮作用，但根據實際行車過程中出現的情況，還存在以下缺點：兩車道的車輛輪流放行時間相同，在十字路口，經常一個車道為主干道，車輛較多，放行時間應該長些；另一車道為副干道，車輛較少，放行時間應該短些；兩條干道的紅綠時間不能隨時間的改變而修改。因此，采用單片機自動控制交通燈有現實意義。

1 系統硬件設計

實現本設計要求的具體功能，可以選用STC89C51單片機及外圍器件構成最小控制系統，12個發光二極管分成4組紅綠黃三色燈構成信號燈指示模塊，8個LED東西南北各兩個構成倒計時顯示模塊，若干按鍵組成時間設置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等。

本系統以單片機為核心，組成一個處理、自動控制為一體的閉環控制系統。系統硬件電路由單片機、狀態燈、LED顯示、驅動電路、按鍵等組成，如圖1所示。其中P0，P1用于送顯LED數碼管的型和位，P2用于控制紅綠黃發光二極管，XTAL1和XTAL2接入晶振時鐘電路，REST引腳接上復位電路，P3用于按鍵控制。利用發光二極管來顯示不同顏色的信號指示燈。74HC245的1腳接VCC，19腳接地，整個芯片是輸入端輸入高則輸出端輸出高，輸入端輸入低則輸出端輸出低。

本設計通過按鍵來控制交通燈是否亮，從而達到控制交通的目的。K4是切換方向鍵，能夠在改變時間時，切換東西南北的方向。K1是時間加鍵，當按下后可以增加時間。K2是時間減鍵，按下后能夠減小時間。K3是確認鍵，在一個功能完成后確認。K5是禁止通行鍵，按下后所有方向顯示紅燈，用于緊急情況。K6是夜間模式鍵，深夜時采用此模式。SW2是只許東西通行鍵，SW3是只許南北通行鍵，SW9是復位鍵。

2 系統軟件設計

主程序流程圖如圖2所示。

3 電路檢測

交通燈的主要用途是指示通行和顯示時間，因此主要檢測發光二極管模塊和數碼管顯示模塊，按鍵模塊，交通燈故障監測邏輯電路的檢測，進行相應的功能測試。

4 結束語

本設計是一款多功能交通燈，采用STC89C51單片機為核心，2位LED數碼管顯示，模塊化的設計方法，硬件設計包括單片機模塊、顯示模塊、發光二極管模塊、相關控制模塊等設計與制作，硬件和軟件相結合，電路的可靠性高，功能較強大，實現了交通燈4個狀態的轉化，數碼管的倒計時功能和特殊情況下的交通燈的變化。

參考文獻

[1]褚振勇，翁木云.FPGA設計及應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2003.

[2]廖煥霖.Protel 99電路板設計者必讀[M].北京：冶金工業出版，2000.

[3]楊凌霄.微型計算機原理及應用[M].中國礦業大學出版社，2004.

作者簡介：顏昌彬，攀枝花學院電氣信息工程學院講師，碩士研究生學歷，研究方向：電子設計自動化、計算機控制。endprint

摘 要：本系統采用單片機AT89C51為中心器件來設計交通燈控制器，根據實際車流量通過8051芯片的P2口設置紅、綠燈時間的功能；紅綠燈循環點亮，倒計時黃燈閃爍警示。設計周期短、可靠性高、實用性強、操作簡單、維護方便、擴展功能強。

關鍵詞：交通燈；單片機；計時器；MCS-51

前言

交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關鍵，設計交通燈的方案有很多，有應用CPLD設計實現交通信號燈控制器方法；有應用PLC實現對交通燈控制系統的設計；有應用單片機實現對交通信號燈的設計。目前，國內的交通燈一般設在十字路門，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈，加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車交通燈的時間控制顯示，以固定時間值預先“固化”在單片機中，每次只是以一定周期交替變化。實際上不同時刻的車輛流通狀況各異，是高度非線性的、隨機的，且經常受人為因素的影響。采用定時控制經常造成道路有效應用時間的浪費，出現綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。對于一般情況下的安全行車，車輛分流尚能發揮作用，但根據實際行車過程中出現的情況，還存在以下缺點：兩車道的車輛輪流放行時間相同，在十字路口，經常一個車道為主干道，車輛較多，放行時間應該長些；另一車道為副干道，車輛較少，放行時間應該短些；兩條干道的紅綠時間不能隨時間的改變而修改。因此，采用單片機自動控制交通燈有現實意義。

1 系統硬件設計

實現本設計要求的具體功能，可以選用STC89C51單片機及外圍器件構成最小控制系統，12個發光二極管分成4組紅綠黃三色燈構成信號燈指示模塊，8個LED東西南北各兩個構成倒計時顯示模塊，若干按鍵組成時間設置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等。

本系統以單片機為核心，組成一個處理、自動控制為一體的閉環控制系統。系統硬件電路由單片機、狀態燈、LED顯示、驅動電路、按鍵等組成，如圖1所示。其中P0，P1用于送顯LED數碼管的型和位，P2用于控制紅綠黃發光二極管，XTAL1和XTAL2接入晶振時鐘電路，REST引腳接上復位電路，P3用于按鍵控制。利用發光二極管來顯示不同顏色的信號指示燈。74HC245的1腳接VCC，19腳接地，整個芯片是輸入端輸入高則輸出端輸出高，輸入端輸入低則輸出端輸出低。

本設計通過按鍵來控制交通燈是否亮，從而達到控制交通的目的。K4是切換方向鍵，能夠在改變時間時，切換東西南北的方向。K1是時間加鍵，當按下后可以增加時間。K2是時間減鍵，按下后能夠減小時間。K3是確認鍵，在一個功能完成后確認。K5是禁止通行鍵，按下后所有方向顯示紅燈，用于緊急情況。K6是夜間模式鍵，深夜時采用此模式。SW2是只許東西通行鍵，SW3是只許南北通行鍵，SW9是復位鍵。

2 系統軟件設計

主程序流程圖如圖2所示。

3 電路檢測

交通燈的主要用途是指示通行和顯示時間，因此主要檢測發光二極管模塊和數碼管顯示模塊，按鍵模塊，交通燈故障監測邏輯電路的檢測，進行相應的功能測試。

4 結束語

本設計是一款多功能交通燈，采用STC89C51單片機為核心，2位LED數碼管顯示，模塊化的設計方法，硬件設計包括單片機模塊、顯示模塊、發光二極管模塊、相關控制模塊等設計與制作，硬件和軟件相結合，電路的可靠性高，功能較強大，實現了交通燈4個狀態的轉化，數碼管的倒計時功能和特殊情況下的交通燈的變化。

參考文獻

[1]褚振勇，翁木云.FPGA設計及應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2003.

[2]廖煥霖.Protel 99電路板設計者必讀[M].北京：冶金工業出版，2000.

[3]楊凌霄.微型計算機原理及應用[M].中國礦業大學出版社，2004.

作者簡介：顏昌彬，攀枝花學院電氣信息工程學院講師，碩士研究生學歷，研究方向：電子設計自動化、計算機控制。endprint