智能交通灯控制系统的设计

前言

1、1 概述

近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制日新月益的更新。在实时检测与自动控制的单片机应用系统中,单片机往往就是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识就是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。交通信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。

随着微控技术的日益完善与发展,单片机的应用在不断走向深入。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。也就就是说单片机应用的出现就是对传统控制技术的革命。它在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领路得到了广泛应用,极大的提高了这些领域的技术水平与自动化控制。因此单片机的开发应用已成为高技术工程领域的一项重大课题。因此了解单片机知识,掌握单片机的应用技术具有重大的意义。

1、2 基于单片机的智能交通灯控制系统设计的意义

国内的交通灯一般设在十字路口,在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安全行车,车辆分流尚能发挥作用,但根据实际行车过程中出现的情况,还存在以下缺点:1、经常出现的情况就是某一车道车辆较多,放行时间应该长一些,另一车道车辆较少,放行时间应该短些。2、没有考虑紧急车通过时,两车道应采取的措施,例如,消防车执行紧急任务通过时,两车道的车都应停止,让紧急车通过。

基于传统交通灯控制系统设计过于死板,红绿灯交替就是间过于程式化的缺点,智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义,它能根据道路交通拥护,交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术.提出了软件与硬件设计方案,能够实现道路的最大通行效率。

1 总体设方案

1、1智能交通灯的设计思路

图1 总体设计思路图

根据智能交通灯的具有的功能,将它主要分为三部分,包括数码管显示剩余时间部分、交通灯显示部分与按键实现部分。总体设计思路如图2-1所示。

1、1、1 LED显示剩余时间

根据实际生活中使用的交通灯,在此次的智能交通灯的设计中也将具有显示时间的功能,使我们的设计与实际结合起来,在此部分LED灯将配合红黄绿灯的发光时间显示数据,对于每个数据将使用定时器来实现定时1秒,当1秒时间到达,LED上显示的时间自动减1,当时间减至为0,交通灯变换红黄绿灯。

1、1、2交通灯

此部分将与LED灯紧密联系起来,当数码管显示数字减至为0时,变换发光的灯,不为0,将保持原有状态。

1、1、3紧急状态的设计

在现实生活中随时有突发情况的发生,为了保证交通的正常通行,特地设计了应

对紧急状况的特殊情况。在出现紧急状况时,可以通过人为操作进入特殊情况。在此包含了4种特殊情况,包括加长东西南北方向的通行时间,四个方向均禁行,东西方向保持通行南北方向禁行,南北方向保持通行东西方向禁行。当特殊情况结束时,人为操作进入正常状态。

2 单元模块设计

2、1硬件设计

2、1、1 AT89C51介绍

芯片AT89C51的外形结构与引脚图如图3-1所示。AT89C51就是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MC-51指令集与输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU与闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51就是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

图2 AT89C51引脚图

2、1、2芯片74LS273介绍

74LS273就是8位数据/地址锁存器,如图3-2所示,它就是一种带清除功能的8D 触发器,下面介绍一下它的管脚图功能资料。

1脚就是复位CLR,低电平有效,当1脚就是低电平时,输出脚2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部输出0,即全部复位。

当1脚为高电平时,11(CLK)脚就是锁存控制端,并且就是上升沿触发锁存,当11脚有一个上升沿,立即锁存输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的电平状态,并且立