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題，介紹了一種利用單片機AT89S51作為核心元件，進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，具有一定的實用價值。
關鍵詞：單片機 交通燈控制系統 發光二極管
隨著我國社會經濟的發展，機動車數量急劇增加，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，更是成為交通網中通行能力的瓶頸和交通事故的多發地。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]，結合計算機和自動控制技術，設計智能化的'交通信號燈指揮系統具有十分重要的現實意義。
1 智能交通燈控制系統的系統分析
1.1 設計任務
在由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口處，每個入口設置紅、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停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續通行，且黃燈是禁行方向轉換信號。用紅、綠、黃發光二極管作信號燈，設東西向為主干道，南北為支干道，如圖1所示。在任一時刻只允許一條干道通行，另一條干道禁行，持續一定時間后，經過短暫的過渡，將允許另一條干道通行，循環往復。每條干道的信號轉換順序為：綠—>黃—>紅，綠燈的最短時間為20秒，最長時間為40秒，紅燈最短時間為25秒，最長時間為45秒，黃燈時間為5秒。
1.2 系統的體系結構及其功能
該系統由單片機、車流量檢測模塊、違規檢測模塊、按鍵設置模塊、信號燈狀態模塊、LED倒計時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變化，可以實現基本的交通指揮功能。LED數碼管顯示倒計時間，以提醒行使者，更具人性化。違規檢測傳感器和車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調整控制指揮。
該系統不僅能實現基本的交通指揮功能，還能進行倒計時顯示、車流量檢測及調整、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個發光二極管分成4組紅綠黃三色燈構成信號燈指示模塊，8個LED東西南北各兩個構成倒計時顯示模塊，車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言實現，包括鍵盤設置處理、狀態燈控制、LED顯示、消抖動延時、次狀態判斷及處理、緊停或違規判斷、中斷服務、車流量計數、紅綠燈時間調整等模塊組成。整個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的方法，該系統在正常工作的情況下，每55s循環變化一次。在每個循環周期還剩5s時，通行路口的黃燈點亮并開始閃爍，以提醒路上行人和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處理[4]。
4 結語
本文介紹了基于AT89S51單片機的智能交通燈控制系統的設計與實現過程。模擬實驗結果表明，該系統完全符合設計要求，并且該系統設計簡單、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，具有很強的實用價值。
參考文獻
[1]洪偉，牟軒沁等.交叉路網交通燈的協調模糊控制方法[J].系統仿真學報，2008，013（005）：551.
[2]邊海龍，孫永奎.單片機開發與典型工程項目實例詳解[M].電子工業出版社，2008.
[3]李學海.標準80C51單片機基礎教程[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006.
[4]王燦，何淳等.智能交通燈控制系統的設計和仿真[J].重慶工商大學學報，2009，26（1）：85—87.
【交通燈控制系統設計論文】相關文章：
7.液位控制系統設計