一種簡易交通信號燈的設計與實現

韓振花

摘要：近年來，隨著科技的飛速發展，電子器件也隨之廣泛應用，其中單片機也不斷深入人民的生活當中。本模擬交通燈系統利用單片機AT89C51作為核心元件，實現了通過信號燈對路面狀況的智能控制。從一定程度上解決了交通路口堵塞、車輛停車等待時間不合理、急車強通等問題。系統具有結構簡單、可靠性高、成本低、實時性好、安裝維護方便等優點，有廣泛的應用前景。本模擬系統由單片機硬/軟件系統、兩位8段數碼管、LED燈顯示系統、復位電路控制電路等組成，較好的模擬了交通路面的控制。

關鍵詞：交通燈；單片機；數碼管

1引言

信號燈，可以使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，對減少交通事故有明顯效果。

十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實現這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統。交通信號燈控制方式很多。本系統采用MCS-51系列單片機AT89C51為中心器件來設計交通燈控制器，實現了能根據實際車流量通過8051芯片的P3口設置紅、綠燈燃亮時間的功能；紅綠燈循環點亮，倒計時剩5秒時黃燈閃爍警示。

設計要求：

東西方向紅燈滅，同時綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時紅燈亮，倒計時20秒。此狀態下，東西向禁止通行，南北向允許通行。

東西方向綠燈滅，同時黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計時5秒。此狀態下，除了已經正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態轉換。

南北方向紅燈滅，同時綠燈亮，東西方向黃燈滅，同時紅燈亮，倒計時20秒。此狀態下，東西向允許通行，南北向禁止通行。

南北方向綠燈滅，同時黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計時5秒。此狀態下，除了已經正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態轉換。

2交通燈硬件系統設計

硬件組成

（1）芯片AT89C51單片機

（2）八段LED數碼管

（3）發光二極管

3 程序主體設計流程

全部控制程序實際上分為若干模塊：鍵盤設置處理程序，狀態燈控制程序，LED顯示程序緊停程序，紅綠燈時間調整程序等。

3.1設計目的

該交通燈控制系統的軟件設計采用的是順序執行并反復循環的方法。智能交通燈控制系統在正常工作的情況下，每20s循環變化一次。每個循環周期在還剩5s時，正在通行路口的黃燈同時點亮并開始閃爍，以提醒路人上的行人及車輛，交通燈即將發生變化。在此期間若中斷按鍵按下則轉入中斷服務子程序進行相關操作。

3.2 流程圖

3.3 程序

在本設計中，實際控制的燈只有6個，即：東西紅燈，東西綠燈，東西黃燈，南北紅燈，南北綠燈，南北黃燈。定義IO端口如下，其中均是低電平有效。

H_RED BIT P1.0

H_YELLOW BIT P1.1

H_GREEN BIT P1.2

L_RED BIT P1.3

L_ YELLOW BIT P1.4

L_ GREEN BIT P1.5

共有4鐘狀態：東西紅燈亮，南北綠燈亮（0F3H）；東西紅燈亮，南北黃燈亮（0F5H）；東西綠燈亮，南北紅燈亮（0DEH）；東西黃燈亮，南北紅燈亮（0EEH）。

括號中是P1端口8個引腳值對應的十六進制碼。

用于顯示發光二極管時，部分程序如下：

MOV P1，#0F3H

MOV 60H，61H

A1： MOV R1，#50

A2： ACALL BCD

ACALL DISPCLK

DJNZ R1，A2

MOV A，60H

MOV R0，60H

ADD A，#99H

DA A

MOV 60H，A

CJNE R0，#05H，A1

4 結語

利用單片機實現的交通信號燈滿足了設計要求，性能穩定。在設計過程中，可充分利用仿真軟件模擬設計效果。

參考文獻：

[1]《新課程的深化與反思》余文森 、吳剛平著 首都師范大學出版社 2004.1

[2]《單片機原理與應用——基于Proteus與Keil C》林立著 電子工業出版社 2009.7

[3]《Proteus--電子技術虛擬實驗室》朱清慧著 主編水利水電出版社 2010.8

[4]《單片機原理、應用與PROTEUS仿真》張靖武著 電子工業出版社 2008.8endprint