交通燈控制系統設計論文

　　摘要：針對我國城市交通控制的現狀和存在的問(wèn)題，介紹了一種利用單片機AT89S51作為核心元件，進(jìn)行智能交通控制系統設計的方案，并詳細闡述了該系統的組成結構、工作原理、硬件電路和軟件設計。該系統實(shí)現了信號燈對路面狀況的智能控制，能夠有效地疏導交通，提高交通路口的通行能力，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C 交通燈控制系統 發(fā)光二極管

　　隨著(zhù)我國社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，機動(dòng)車(chē)數量急劇增加，城市交通面臨巨大壓力，城市道路建設相對滯后，特別是街道的十字路口，更是成為交通網(wǎng)中通行能力的瓶頸和交通事故的多發(fā)地。為了有效緩解交通阻塞，確保交通安全，交通信號燈在所有城市都得到了廣泛應用。傳統的交通信號燈控制系統具有很大的局限性[1]，結合計算機和自動(dòng)控制技術(shù)，設計智能化的交通信號燈指揮系統具有十分重要的現實(shí)意義。

　　1 智能交通燈控制系統的系統分析

　　1.1 設計任務(wù)

　　在由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口處，每個(gè)入口設置紅、綠、黃三色信號燈，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮表示該條道路上未過(guò)停車(chē)線(xiàn)的車(chē)輛停止通行，已過(guò)停車(chē)線(xiàn)的車(chē)輛繼續通行，且黃燈是禁行方向轉換信號。用紅、綠、黃發(fā)光二極管作信號燈，設東西向為主干道，南北為支干道，如圖1所示。在任一時(shí)刻只允許一條干道通行，另一條干道禁行，持續一定時(shí)間后，經(jīng)過(guò)短暫的過(guò)渡，將允許另一條干道通行，循環(huán)往復。每條干道的信號轉換順序為：綠—>黃—>紅，綠燈的最短時(shí)間為20秒，最長(cháng)時(shí)間為40秒，紅燈最短時(shí)間為25秒，最長(cháng)時(shí)間為45秒，黃燈時(shí)間為5秒。

　　1.2 系統的體系結構及其功能

　　該系統由單片機、車(chē)流量檢測模塊、違規檢測模塊、按鍵設置模塊、信號燈狀態(tài)模塊、LED倒計時(shí)模塊組成最小控制系統，如圖2所示[2]。采用單片機作為控制核心，直接控制信號燈的狀態(tài)變化，可以實(shí)現基本的交通指揮功能。LED數碼管顯示倒計時(shí)間，以提醒行使者，更具人性化。違規檢測傳感器和車(chē)流量檢測傳感器為單片機采集數據，在此基礎上單片機及時(shí)調整控制指揮。

　　該系統不僅能實(shí)現基本的交通指揮功能，還能進(jìn)行倒計時(shí)顯示、車(chē)流量檢測及調整、按鍵設置、交通違規處理和緊急處理等功能。

　　2 智能交通燈控制系統的硬件設計

　　該系統選用AT89S51單片機及外圍器件構成最小控制系統，12個(gè)發(fā)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(gè)LED東西南北各兩個(gè)構成倒計時(shí)顯示模塊，車(chē)流量檢測傳感器采集流量數據，光敏傳感器捕獲違規信號，若干按鍵組成時(shí)間設置和緊急按鈕，該系統硬件電路如圖3所示[3]。

　　3 智能交通燈控制系統的軟件設計

　　該系統的軟件部分采用匯編語(yǔ)言實(shí)現，包括鍵盤(pán)設置處理、狀態(tài)燈控制、LED顯示、消抖動(dòng)延時(shí)、次狀態(tài)判斷及處理、緊�；蜻`規判斷、中斷服務(wù)、車(chē)流量計數、紅綠燈時(shí)間調整等模塊組成。整個(gè)軟件程序可分為兩大部分：主程序部分和中斷處理程序，如圖4所示。

　　該智能交通燈控制系統的軟件設計采用順序執行并反復循環(huán)的方法，該系統在正常工作的情況下，每55s循環(huán)變化一次。在每個(gè)循環(huán)周期還剩5s時(shí)，通行路口的黃燈點(diǎn)亮并開(kāi)始閃爍，以提醒路上行人和車(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入中斷服務(wù)子程序進(jìn)行相關(guān)處理[4]。

　　4 結語(yǔ)

　　本文介紹了基于A(yíng)T89S51單片機的智能交通燈控制系統的設計與實(shí)現過(guò)程。模擬實(shí)驗結果表明，該系統完全符合設計要求，并且該系統設計簡(jiǎn)單、易于安裝和維護、成本低、能靈活掛接外圍硬件設備可擴展性好，具有很強的實(shí)用價(jià)值。

　　參考文獻

　　[1]洪偉，牟軒沁等.交叉路網(wǎng)交通燈的協(xié)調模糊控制方法[J].系統仿真學(xué)報，2008，013（005）：551.

　　[2]邊海龍，孫永奎.單片機開(kāi)發(fā)與典型工程項目實(shí)例詳解[M].電子工業(yè)出版社，2008.

　　[3]李學(xué)海.標準80C51單片機基礎教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

　　[4]王燦，何淳等.智能交通燈控制系統的設計和仿真[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報，2009，26（1）：85—87.

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