單片機智能交通燈論文
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摘要：本設計的目的在于設計出一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的、性?xún)r(jià)比較高的智能交通燈的控制系統。在對目前交通控制進(jìn)行深入分析的基礎上，采用檢測傳感、實(shí)時(shí)調整智能化控制的實(shí)現技術(shù)。系統包括直行、左轉、右轉、以及基本的交通燈的功能，能夠根據十字路口雙車(chē)道車(chē)流量的情況控制交通信號燈按特定的規律變化。實(shí)現自動(dòng)控制和在緊急情況下能夠手動(dòng)切換信號燈讓特殊車(chē)輛優(yōu)先通行等。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C；智能交通燈；AT89C52；傳感器
1單片機介紹
1.1單片機的含義
單片微型計算機簡(jiǎn)稱(chēng)單片機，又稱(chēng)微控制器，嵌入式微控制器等，屬于第四代電子計算機。它把中央處理器、存儲器、輸入/輸出接口電路以及定時(shí)器/計數器集成在一塊芯片上，適合應用于工業(yè)過(guò)程控制、智能儀器儀表和測控系統的前端裝置。
AT89C52系列單片機，40個(gè)引腳中，正電源和地線(xiàn)兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線(xiàn)兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫(xiě)的Flash存儲器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。
1.2單片機交通控制系統的功能要求
本設計能模擬基本的交通控制系統，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號發(fā)生，還能進(jìn)行倒計時(shí)顯示，車(chē)流量檢測及調整，交通違規處理和緊急處理等功能。
�、诺褂嫊r(shí)顯示。倒計時(shí)顯示可以提醒駕駛員在信號燈燈色發(fā)生改變的時(shí)間、在“停止”和“通過(guò)”兩者間作出合適的選擇。
�、栖�(chē)流量檢測及調整。隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設的蓬勃發(fā)展，交通擁擠堵塞現象日趨嚴重，交通事故時(shí)有發(fā)生。一般車(chē)流量檢測器采用傳感器+單片機+外圍器件來(lái)實(shí)現。
�、菚r(shí)間手動(dòng)設置。除系統根據車(chē)流量自動(dòng)控制調整，也可以通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行手動(dòng)設置，增加了人為的可控性，避免自動(dòng)故障和意外發(fā)生，并再緊急狀態(tài)下，可設置所有燈變?yōu)榧t燈。
�、染o急處理。交通路口出現緊急狀況在所難免，如特大事件發(fā)生，救護車(chē)等急行車(chē)通過(guò)等，時(shí)時(shí)刻刻關(guān)系著(zhù)公共財產(chǎn)安全，我們都必須盡量允許其暢通無(wú)阻。由此在交通控制中增設禁停按鍵，就可達到想此目的。
�、蛇`規檢測。交通規則必須人人遵守，但是違反規則，如闖紅燈等，也時(shí)有發(fā)生，交警等交通管理人員雖然可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監管，但是耗費精力，在路口設置檢測傳感器就可以進(jìn)行自動(dòng)的警報提示
2工作原理
2.1車(chē)流量檢測傳感器
車(chē)流量檢測傳感器可對單片機控制系統提供實(shí)時(shí)數據，系統對所獲數據進(jìn)行模糊處理。實(shí)現紅綠燈模糊控制必須解決對當前十字路口的交通狀況的檢測，并完成如下工作：
�、泡斎肓康牟杉�，系統采集兩個(gè)輸入量，即兩個(gè)方向的車(chē)流量；⑵輸出量的確認，即紅綠燈時(shí)間值；⑶設計將輸入映照到輸出的模糊規則；⑷決定被激活模糊規則的組合方式和清晰處理，生成精確的輸出控制信號。
為了采集上述數據，在十字路口的四側共設置2個(gè)傳感器。分別檢測兩個(gè)方向的車(chē)流量，車(chē)流量檢測不是最終目的，在每半個(gè)循環(huán)周期，系統會(huì )檢測到兩個(gè)方向的車(chē)流量數據，除以時(shí)間，那么就可以得到單位時(shí)間的車(chē)流量，然后比較兩個(gè)方向單位時(shí)間車(chē)流量多少，以確定下一次循環(huán)紅綠燈時(shí)間，達到調整的目的。
2.2違規檢測電路及模擬
在紅燈和黃燈期間，車(chē)輛是禁行的，為了對那些違反規則的車(chē)輛進(jìn)行檢測，可使用超聲波車(chē)輛傳感器。設計思想：將光敏二極管放在停車(chē)線(xiàn)上，當車(chē)輛行駛過(guò)將光敏二極管遮住，這樣，光敏二極管就不導通，單片機檢測到這一信號執行警報操作。
3系統軟件程序的設計及調試
3.1程序主體設計流程
全部控制程序實(shí)際上分為若干模塊：鍵盤(pán)設置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，LED顯示程序，消抖動(dòng)延時(shí)程序，次狀態(tài)判斷及處理程序，緊�；蜻`規判斷程序，中斷服務(wù)子程序，車(chē)流量計數程序，紅綠燈時(shí)間調整程序等。
3.2特殊車(chē)輛通行時(shí)紅外線(xiàn)檢測電路的調試
在模擬小車(chē)中放一塊紅外線(xiàn)發(fā)射模塊，將示波器輸入端接在交通燈控制的紅外接收模塊的輸出引腳上，當小車(chē)通過(guò)路口時(shí)，檢測紅外線(xiàn)是否被接受。若該腳輸出為低電平，則說(shuō)明可以接收到信號，電路正常。
4系統分析
本系統以AT89C52單片機為核心，程序調試階段采用W78E516B進(jìn)行在線(xiàn)編程及修改，可大大加快調試進(jìn)度。設計的交通燈可用于十字路口的車(chē)輛及行人的交通管理，顯示采用3位7段數碼管，可以直觀(guān)的顯示紅綠燈的開(kāi)放和關(guān)閉的時(shí)間；設計中應用了兩種倒計時(shí)顯示方式，100s倒計時(shí)適用于車(chē)流量較大的城市，50s倒計時(shí)可用于中小城市；功能完整與效果與正式道口管理紅綠燈完全一致。
交通控制研究的發(fā)展，旨在解決人類(lèi)交通因需求的增多而日益繁重帶來(lái)的問(wèn)題，局限于道路建設的暫時(shí)不足和交通工具的快速增長(cháng)，就要使更多的車(chē)輛安全高效的利用有限的道路資源，避免因無(wú)序和搶行等無(wú)控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓。交通燈控制在交通運輸領(lǐng)域有著(zhù)非常重要的作用，本文完成了基于單片機的智能交通燈控制系統的設計。由于使用的是單片機作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強大，而且可以隨時(shí)的更新系統，進(jìn)行不同狀態(tài)的組合。
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