一種簡(jiǎn)易交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

韓振花

摘要：近年來(lái)，隨著科技的飛速發(fā)展，電子器件也隨之廣泛應(yīng)用，其中單片機(jī)也不斷深入人民的生活當(dāng)中。本模擬交通燈系統(tǒng)利用單片機(jī)AT89C51作為核心元件，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)信號(hào)燈對(duì)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(chē)輛停車(chē)等待時(shí)間不合理、急車(chē)強(qiáng)通等問(wèn)題。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、實(shí)時(shí)性好、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。本模擬系統(tǒng)由單片機(jī)硬/軟件系統(tǒng)、兩位8段數(shù)碼管、LED燈顯示系統(tǒng)、復(fù)位電路控制電路等組成，較好的模擬了交通路面的控制。

關(guān)鍵詞：交通燈；單片機(jī)；數(shù)碼管

1引言

信號(hào)燈，可以使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，對(duì)減少交通事故有明顯效果。

十字路口車(chē)輛穿梭，行人熙攘，車(chē)行車(chē)道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。交通信號(hào)燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用MCS-51系列單片機(jī)AT89C51為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車(chē)流量通過(guò)8051芯片的P3口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩5秒時(shí)黃燈閃爍警示。

設(shè)計(jì)要求：

東西方向紅燈滅，同時(shí)綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)20秒。此狀態(tài)下，東西向禁止通行，南北向允許通行。

東西方向綠燈滅，同時(shí)黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)5秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車(chē)輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

南北方向紅燈滅，同時(shí)綠燈亮，東西方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)20秒。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止通行。

南北方向綠燈滅，同時(shí)黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)5秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車(chē)輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

2交通燈硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

硬件組成

（1）芯片AT89C51單片機(jī)

（2）八段LED數(shù)碼管

（3）發(fā)光二極管

3 程序主體設(shè)計(jì)流程

全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊：鍵盤(pán)設(shè)置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，LED顯示程序緊停程序，紅綠燈時(shí)間調(diào)整程序等。

3.1設(shè)計(jì)目的

該交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用的是順序執(zhí)行并反復(fù)循環(huán)的方法。智能交通燈控制系統(tǒng)在正常工作的情況下，每20s循環(huán)變化一次。每個(gè)循環(huán)周期在還剩5s時(shí)，正在通行路口的黃燈同時(shí)點(diǎn)亮并開(kāi)始閃爍，以提醒路人上的行人及車(chē)輛，交通燈即將發(fā)生變化。在此期間若中斷按鍵按下則轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序進(jìn)行相關(guān)操作。

3.2 流程圖

3.3 程序

在本設(shè)計(jì)中，實(shí)際控制的燈只有6個(gè)，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(tài)：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(hào)中是P1端口8個(gè)引腳值對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制碼。

用于顯示發(fā)光二極管時(shí)，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(jié)語(yǔ)

利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的交通信號(hào)燈滿足了設(shè)計(jì)要求，性能穩(wěn)定。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可充分利用仿真軟件模擬設(shè)計(jì)效果。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]《單片機(jī)原理與應(yīng)用——基于Proteus與Keil C》林立著 電子工業(yè)出版社 2009.7

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[4]《單片機(jī)原理、應(yīng)用與PROTEUS仿真》張靖武著 電子工業(yè)出版社 2008.8endprint