基于单片机控制的十字路口交通灯设计与分析

淡海英，杨聪

（陕西国防工业职业技术学院，陕西西安，710300）

基于单片机控制的十字路口交通灯设计与分析

淡海英，杨聪

（陕西国防工业职业技术学院，陕西西安，710300）

本文以单片机AT89C51为核心部件，设计了一款带时间显示的十字路口交通灯，采用Proteus软件模拟绘制硬件电路，使用Keil uvision进行软件程序的编辑、编译和调试，通过软硬件联调实现交通指示的运行和仿真，本系统的实现将为中小型城市交通指挥提供技术上的参考和依据，也为缓解城市交通拥堵问题做出一点贡献。

单片机；交通灯；设计；系统

0 引言

随着微控技术的日益完善和发展，单片机的应用不断走向深入。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。同时，伴随着我国经济的高速发展，私家车、公交车的增加无疑会给我我国的道路交通系统带来沉重的压力，很多大城市都不同程度地收到交通堵塞的问题的困扰。所以设计一款人性化、智能化为目的的交通灯控制系统是非常有现实意义的。

1 交通灯工作原理

十字路口交通灯的控制是一个比较复杂的问题，既要保证车辆的安全通行，又要考虑紧急情况处理、放行、禁行时间显示、车流量统计及根据车流量的大小自动调整放行、禁行的时间等。十字路口交通灯的变化是固定的，即若东西方向为放行线，则南北方向为禁止线，若南北方向为放行线，则东西方向为禁止线。正常情况下，放行线——绿灯亮放行xs后，黄灯亮警告ys，然后红灯亮禁止(x+y)s；禁止线——红灯亮禁止(x+y) s，然后绿灯亮放行xs后，黄灯亮警告ys。在紧急情况下，两个方向的放行、禁行是手动控制的。仅按下K1键时，双向禁行；松开K1键恢复正常。仅按下K2键时，东西放行，南北禁行；松开K2键恢复正常。仅按下K3键时，南北放行，东西禁行；松开K3键恢复正常。在模拟情况下，为了在模拟十字路口交通灯的运行情况，可以假设x=29，y=3，即单向放行时间最多为32s。

2 单片机控制的交通灯硬件设计

本系统采用Atmel公司的AT89C51芯片，晶振选用12MHz，信号灯的控制使用P1口。P1.0、P1.1、P1.2分别控制东西方向的红、

图1 交通灯硬件电路图

绿、黄信号灯；P1.4、P1.5、P1.6分别控制南北方向的红、绿、黄信号灯。 紧急控制按键K1、K2、K3分别接在P3.5、P3.6、P3.7引脚上，并将其状态通过3输入或门74LS15送外部中断0(P3.2引脚)。东西方向和南北方向共需要4组12个信号灯，P0.1、P0.2、P2.0～P2.7接七段数码管，用以显示时间。如图1所示。

3 单片机控制的交通灯软件设计

从硬件电路图可以看出，当 Pl 口有关引脚输出高电平 1时，则点亮相应的“信号灯”；当 Pl 口有关引脚输出低电平 0时，则熄灭相应的“信号灯”。本系统的源代码如下所示：

#include

unsigned int code sm[10]={0x6f,0x7f,0x07,0x7d,0x6d, 0x66,0x4f,0x5b,0x06,0x3f}; //0-9共阴极编码

sbit K1=P3^5; //开关K1

sbit K2=P3^6; //开关K2

sbit K3=P3^7; //开关K3

bit key;

unsigned char i,m;

void time(void)interrupt 1 using 2 //中断程序

{

TH0=0x3c; //计数初值

TL0=0xb0;

i++;

if(i==20){i=0;m++;if(m==70)m=0;}

key=!K1||!K2||!K3;

if(key){m=0;i=0;

}

4 总结

本系统以AT89C51单片机为核心，设计并分析了一款人性化的十字路口交通灯，并加以C程序作为系统的智能控制，操作简单，功能强大，可以为中小型城市交通指挥提供一定的服务和指导。

[1] 王静侠. 单片机应用技术（C语言版）[M].北京：电子工业出版社，2009.05.

[2] 丁向荣，贾萍. 单片机应用系统与开发技术[M].北京：清华大学出版社, 2009.09.

[3] 张靖武. 单片机原理应用与PROTEUS仿真编著[M].北京：电子工业出版社, 2008.08.

Design and analysis of intersection traffic lights based on single chip microcomputer

Dan Haiying，Yang Cong
(Shaanxi Institute of Technology, Xi’an Shaanxi,710300)

Based on the AT89C51 microcontroller as the core components, designed with time display traffic lights at a crossroads, rendering hardware circuit using Proteus Software, using keil uVision software program edit, compile and debug, through debugging operation and Simulation of traffic signs, the implementation of this system will provide technology the reference and basis for the small and mediumsized city traffic, and make a little contribution to alleviate the city traffic congestion problem.

single chip microcomputer;traffic light;design;system

本文系2016年陕西省教育科学规划课题 高职院校科研成果转化为教学资源的模式与实践研究（项目编号：SGH16V040）阶段成果。

杨 聪（1969年2月），男，学士，副院长，副教授；主要从事科研管理方面的工作。

淡海英（1981年8月），女，硕士，副教授，主要从事计算机智能控制方向的研究。