智能交通燈設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、實(shí)用文案遼寧工程技術(shù)大學(xué)集成電路EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目:智能交通燈設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)教師：李淑艷院（系、部）：電子與信息工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：電子09 2學(xué)號(hào)：0906040216姓名：穆加林日期：2012.06.18智能交通燈設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：智能的交通信號(hào)燈指揮著人和各種車輛的安全運(yùn)行 ，實(shí)現(xiàn)紅、黃、綠燈的自動(dòng)指揮是 城鄉(xiāng)交通管理現(xiàn)代化的重要課題。在城鄉(xiāng)街道的十字交叉路口，為了保證交通秩序和行 人安全，一般在每條道路上各有一組紅、黃、綠交通信號(hào)燈 ，其中紅燈亮，表示該條道路禁 止通行；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(xù)通 行；綠燈亮，表示該條道路允許通行。交通燈

2、控制電路自動(dòng)控制十字路口兩組紅、黃、綠 交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，指揮各種車輛和行人安全通行，實(shí)現(xiàn)十字路口城鄉(xiāng)交通管理自動(dòng)化。本文為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。分析應(yīng)用了單片機(jī)實(shí) 現(xiàn)智能交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法，實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單、 經(jīng)濟(jì),能夠有效地疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。關(guān)鍵詞：交通信號(hào)燈單片機(jī)一. 技術(shù)指標(biāo)1）設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈控制電路，要求南北方向和東西方向兩個(gè)交叉路口 的車輛交替運(yùn)行。2）每次綠燈變紅燈時(shí)，要求黃燈先亮5S,才能變換運(yùn)行車輛。3）東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用 數(shù)碼管顯示器進(jìn)

3、行顯示（采用倒計(jì)時(shí)的方法）。4）同步設(shè)置人行橫道紅、綠燈指示。5）考慮到特殊車輛情況，設(shè)置緊急轉(zhuǎn)換開頭。二. 智能交通燈的方案選擇1）智能交通燈的研究現(xiàn)狀其實(shí)，用紅黃綠三色來作交通訊號(hào)和人的視覺機(jī)能結(jié)構(gòu)和心理反應(yīng)有關(guān)。我們的視網(wǎng)膜含有桿狀和三種錐狀感光細(xì)胞。桿狀細(xì)胞對(duì)黃色的光特別敏感， 三種錐狀細(xì)胞則分別對(duì)紅光、綠光及藍(lán)光最敏感。由于這種視覺結(jié)構(gòu)，人最容易 分辨紅色與綠色。雖然黃色與藍(lán)色也容易分辨，但因?yàn)檠矍颍瑢?duì)藍(lán)光敏感的感光 細(xì)胞較少，所以分辨顏色，還是以紅、綠色為佳。顏色也有活動(dòng)的含意，要表達(dá)熱或劇烈的話，最強(qiáng)是紅色，其次是黃色。綠 色則有較冷及平靜的含意。因此，人們常以紅色代表危險(xiǎn)，黃色

4、代表警覺，綠色 代表安全。而且，由于紅光的穿透力最強(qiáng)，其他顏色的光很容易被散射，在霧天里就不 容易看見，而紅光最不容易被散射，即使空氣能見度比較低，也容易被看見，不 會(huì)發(fā)生事故。所以我們用紅色表示禁止。2）智能交通燈的設(shè)計(jì)方案針對(duì)道路交通擁擠，交叉路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵的情況。利用單片機(jī)控制技術(shù)提出了軟 件和硬件由于AT89S51單片機(jī)自單帶有2計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 用單片機(jī)設(shè)計(jì)不但設(shè)計(jì)簡單，而且成本低，用其設(shè)計(jì)的交通燈也滿足了要求，所以本文標(biāo)準(zhǔn)文檔采用單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈，系統(tǒng)構(gòu)圖如圖 1所示:圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖三. 智能交通燈方案的實(shí)現(xiàn)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，可畫出該控制器的原理框圖，

5、為確保十字路口的交通安全, 往都采用交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)來控制交通信號(hào)。其中紅燈亮，表示禁止通行；黃燈亮表 示暫停；綠燈亮表示允許通行。1）控制器的系統(tǒng)框圖如圖2所示東西方向G ¥EWij u11 (J南北方向NS®GYR系醫(yī)R圖2交通燈控制器系統(tǒng)框圖2）電路圖智能交通燈電路圖如圖3所示一屮劇鵬任點(diǎn)瓷77E-3N常沖心“ABF= 1 .- I & a- d* - -I- 1- ak - < - S 乂 = f p 77 > V K A * X »Z-iL>二 J：.as3）智能交通燈系統(tǒng)的組成交通燈系統(tǒng)由四部分組成：車檢測電路，信號(hào)燈電路，

6、時(shí)間顯示電路，緊急轉(zhuǎn)換開 關(guān)。4）工作原理十字路口的紅綠燈指揮著行人和各種車輛的安全通行。有一個(gè)主干道和一個(gè)支干道的十字路口如圖3-1所示。每邊都設(shè)置了紅、綠、黃色信號(hào)燈。紅燈亮表示禁止通行， 綠燈亮表示可以通行，在綠燈變紅燈時(shí)先要求黃燈亮幾秒鐘，以便讓停車線以外的車輛 停止運(yùn)行。I、信號(hào)燈電路信號(hào)燈用來顯示車輛通行狀況，下面以一個(gè)十字路口為例，說明一個(gè)交通燈的四種 狀態(tài)見圖5。每個(gè)路口的信號(hào)的的轉(zhuǎn)換順序?yàn)椋壕G> 黃> 紅，綠燈表示允許通行，黃燈表示禁止通行，但已經(jīng)駛過安全線的車輛可以繼續(xù)通行，是綠燈過渡到紅燈提示燈。紅燈表示禁止通行，綠燈的時(shí)間為 20秒，紅紅最短時(shí)間為25秒，黃

7、燈時(shí)間為5 秒。U、時(shí)間顯示電路在交通信號(hào)燈的正上方安裝一個(gè)可以顯示綠燈通行時(shí)間，紅燈等待時(shí)間的顯示電 路，采用數(shù)碼管顯示電路是一種很好的方法。由于東往西方向和西往東方向顯示的時(shí)間 相同，南往北方向和北往南方向顯示的時(shí)間也相同，所以只需要考慮四位數(shù)碼管顯示電 路，其中東西方向兩位，南北方向兩位，兩位數(shù)碼管可以時(shí)間的時(shí)間為0-99秒完全可以滿足系統(tǒng)的要求。四. 智能交通燈方案的仿真圖五結(jié)束語:1、能實(shí)現(xiàn)的功能交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和計(jì)時(shí)時(shí)間的顯示，基本能實(shí)現(xiàn)甲、乙道路直行和轉(zhuǎn)彎燈的顯示 功能。2、不足之處設(shè)計(jì)過程中用的芯片太多。傳統(tǒng)的定時(shí)交通燈控制還是起到了一定的作用，但隨著社會(huì)的高速發(fā)展，城市化日

8、益完善，車的數(shù)量必然增多，給交通的壓力也增大，這是傳統(tǒng)的交通控制等已經(jīng)無法滿 足現(xiàn)在的通行狀況，功能還不夠完善。交通燈紅、黃、綠時(shí)間還不能按交通緊松完成手 控調(diào)整，軟件編寫實(shí)現(xiàn)功能還不能很好控制硬件。通過這次設(shè)計(jì)，掌握了對(duì)Proteus的基本使用方法，掌握了一些單片機(jī) 的使用及構(gòu)造知識(shí)，對(duì)單片機(jī)有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)中遇到的問題也可以 通過自己的查詢和同學(xué)的幫助解決，鍛煉了自己的獨(dú)立思維能力和動(dòng)手動(dòng) 腦能力。要有一個(gè)明確的目標(biāo)和一顆團(tuán)結(jié)合作的心，還要保持一個(gè)良好的 心態(tài)，才能把設(shè)計(jì)做得更好！參考文獻(xiàn):1、陳大欽主編電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)2、陳梓城主編電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)3、吳黎明主編單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)高等教

9、育出版社2004年機(jī)械工業(yè)出版社2003年科學(xué)出版社2003年4、李學(xué)海主編標(biāo)準(zhǔn)80C51單片機(jī)基礎(chǔ)教程北京航空航天大學(xué)出版社 20065、劉樂善主編微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用華中科技大學(xué)出版社2004年附錄：附智能交通燈控制程序:ORG 0000HA_BIT EQU 20H ;用于存放南北十位數(shù)B_BIT EQU 21H ;用于存放南北十位數(shù)C_BIT EQU 22H ;用于存放東西十位數(shù)D_BIT EQU 23H ;用于存放東西位數(shù)TEMPI EQU 24H;用于存放第一二南北狀態(tài)要顯示的時(shí)間TEMP2 EQU 25H;用于存放第一二東西狀態(tài)要顯示的時(shí)間TEMP3 EQU 26H ;用于存放

10、第三第四南北狀態(tài)要顯示的時(shí)間TEMP4 EQU 27H;用于存放第三第四南北狀態(tài)要顯示的時(shí)間LJMP MAINCLR P1.0CLR P1.4;南北通行，東西禁止通行CLR P1.6CLR P2.3MOV P1,#0FFH清除先前狀態(tài)MOV P2,#0FFHCLR P1.2CLR P2.1CLR P1.3;東西通行，南北禁止通行CLR P1.5ORG 0100H；初始情況MOV P1,#0FFH；滅所有燈;將顯示時(shí)間送AMOV P2,#0FFHMOV TMOD,#55HMOV TEMP1,#20 ;MOV TEMP2,#25MOV TEMP3,#25STAR:MOV P1,#0FFHMOV P

11、2,#0FFHMOV A,24H；滅所有燈；計(jì)數(shù)方式方式1CJNE A,#20,T40T;判斷時(shí)間，選初始值T20T:;南北通行要顯示的時(shí)間為20的計(jì)數(shù)器初始值CLR TF0;清 TF0CLR TF1 ;清 TF1MOV TH1 ,#0FFH ;送20秒時(shí)的初始值MOV TH0 ,#0FFHMOV TL0 ,#0FCHLJMP TEMP20 ;跳到 20 秒TEMP20:SETB TR0SETB TR1;TEMP1=20 情況;開始計(jì)數(shù)CLR P1.2CLR P2.1南北通行，東西禁止通行CLR P1.3CLR P1.5；南北要顯示的時(shí)間，東西要顯示的時(shí)間；調(diào)用顯示；時(shí)間夠一秒顯示時(shí)間減1MO

12、V TEMP1,#20MOV TEMP2,#25 ;STLOP:ACALL DISPLAY1DEC TEMPIDEC TEMP2MOV A,TEMP1CJNE A,#0,NEXT ;若顯示時(shí)間不為0保持現(xiàn)在狀態(tài)LJMP STAR2；若顯示時(shí)間為0跳到第二狀態(tài)NEXT: LJMP STLOPSTAR2:;狀態(tài) 1SETB P1.2CLR P1.1;南北黃燈，東西禁止通行SETB P1.3CLR P1.4MOV TEMP1,#05；南北要顯示的時(shí)間,MOV TEMP2,#05 ;東西要顯示的時(shí)間，STLOP2:ACALL DISPLAY1調(diào)I用顯示DEC TEMPI；時(shí)間夠一秒顯示時(shí)間減1DEC

13、TEMP2CJNE A,#0,NEXT2;若顯示時(shí)間不為0保持現(xiàn)在狀態(tài)JB TF1 ,T40；判斷南北是否多車JB TF0 ,T40；判斷北南是否多車MOV TEMP1,#20;少車下次顯示時(shí)間為20秒LJMP STAR3;若顯示時(shí)間為0跳到第三狀態(tài)NEXT2:LJMP STLOP2SETB TR0 ;開始計(jì)數(shù)SETB TR1CLR P1.2CLR P2.1南北通行，東西禁止通行CLR P1.3CLR P1.5MOV TEMP1,#20;南北要顯示的時(shí)間，MOV TEMP2,#25 ;東西要顯示的時(shí)間STLOP11:ACALL DISPLAY1;調(diào)用顯示DEC TEMP1;時(shí)間夠一秒顯示時(shí)間減

14、1DEC TEMP2MOV A,TEMP1CJNE A,#0,NEXT11 ;若顯示時(shí)間不為0保持現(xiàn)在狀態(tài)LJMP STAR22 ;若顯示時(shí)間為0跳到第二狀態(tài)NEXT11: LJMP STLOP11STAR22:;狀態(tài) 1SETB P1.2CLR P1.1;南北黃燈，東西禁止通行SETB P1.3CLR P1.4MOV TEMP1,#05；南北要顯示的時(shí)間，MOV TEMP2,#05 ;東西要顯示的時(shí)間，STLOP22:ACALL DISPLAY1;調(diào)用顯示DEC TEMP1；時(shí)間夠一秒顯示時(shí)間減1DEC TEMP2MOV A,TEMP1CJNE A,#0,NEXT22;若顯示時(shí)間不為0保持現(xiàn)

15、在狀態(tài)LJMP STAR3；若顯示時(shí)間為0跳到第三狀態(tài)NEXT22:LJMP STLOP22STAR3:MOV A,26HCJNE A,#25,T40T1；判斷時(shí)間，選初始值T20T1:;南北通行要顯示的時(shí)間為20的計(jì)數(shù)器初始值CLR TF0;清溢出位CLR TF1MOV TH1 ,#OFFH ;給初值MOV TL1 ,#0FCHMOV THO ,#OFFHMOV TLO ,#OFCHLJMP TEMP32OCLR TFO ;CLR TF1MOV TH1,#OFFH ;給初值MOV TL1 ,#OF8HMOV THO ,#OFFHMOV TLO ,#OF8HLJMP TEMP34OTEMP32

16、O:;狀態(tài)三SETB TR1;南北停止計(jì)數(shù)SETB TRO東西開始計(jì)數(shù)SETB P1.1;東西通行，南北禁止通行CLR P1.OSETB P1.1CLR P1.OSETB P1.5CLR P1.6SETB P2.1CLR P2.3MOV TEMP3,#25；南北要顯示的時(shí)間，MOV TEMP4,#20;東西要顯示的時(shí)間，STLOP33:ACALL DISPLAY；調(diào)用顯示DEC TEMP3；時(shí)間夠一秒顯示時(shí)間減1DEC TEMP4MOV A,TEMP4CJNE A,#0,NEXT33；若顯示時(shí)間不為0保持現(xiàn)在狀態(tài)LJMP STAR34;若顯示時(shí)間為0跳到第四狀態(tài)NEXT33:LJMP STLO

17、P33STAR34:；狀態(tài)四SETB P2.3CLR P2.2SETB P1.6；東西黃燈，南北禁止通行CLR P1.5MOV TEMP3,#05；南北要顯示的時(shí)間，MOV TEMP4,#05；東西要顯示的時(shí)間，STLOP34:ACALL DISPLAY；調(diào)用顯示DEC TEMP3；時(shí)間夠一秒顯示時(shí)間減1DEC TEMP4MOV A,TEMP4CJNE A,#0,NEXT34；若顯示時(shí)間不為0保持現(xiàn)在狀態(tài)JB TF1 ,T402JB TF0 ,T402MOV TEMP3,#25NEXT34:LJMP STLOP34TEMP340 :SETB TR1;南北停止計(jì)數(shù)SETB TR0 東西開始計(jì)數(shù)S

18、ETB P1.1;東西通行，南北禁止通行CLR P1.0SETB P1.1CLR P1.0SETB P1.5CLR P1.6SETB P2.1CLR P2.3MOV TEMP3,#25;南北要顯示的時(shí)間，MOV TEMP4,#20;東西要顯示的時(shí)間，STLOP43:ACALL DISPLAY ;調(diào)用顯示DEC TEMP3；時(shí)間夠一秒顯示時(shí)間減1DEC TEMP4MOV A,TEMP4CJNE A,#0,NEXT43;若顯示時(shí)間不為0保持現(xiàn)在狀態(tài)LJMP STAR44;若顯示時(shí)間為0跳到第四狀態(tài)NEXT43:LJMP STLOP43STAR44:；狀態(tài)四SETB P2.3CLR P2.2SETB

19、 P1.6;東西黃燈，南北禁止通行CLR P1.5MOV TEMP3,#05;南北要顯示的時(shí)間，MOV TEMP4,#05；東西要顯示的時(shí)間，STLOP44:ACALL DISPLAY；調(diào)用顯示DEC TEMP3；時(shí)間夠一秒顯示時(shí)間減1DEC TEMP4MOV A,TEMP3CJNE A,#0,NEXT44;若顯示時(shí)間不為0保持現(xiàn)在狀態(tài)JB TF1 ,T403JB TF0 ,T403MOV TEMP3,#25LJMP START403:MOV TEMP3,#25LJMP STARNEXT44:LJMP STLOP44顯示DISPLAY1:MOV A,TEMP1；將南北要顯示的數(shù)存放到AMOV

20、B,#10;B=10DIV AB ;A除以B商存A，余數(shù)BMOV B_BIT,A ;將 A 放到 20HMOV A_BIT,B ;將 B 放到 21HMOV A,TEMP2 ;將東西要顯示的數(shù)存放到AMOV B,#10;B=10DIV AB;A除以B商存A，余數(shù)BMOV C_BIT,A將A放到22HMOV D_BIT,B將B放到23HMOV DPTR ,#NUMT ;MOV R0,#2;R0=2DPL11: MOV R1,#250 只仁 250DPLOP1:MOV A,A_BIT ;將南北要顯示的10位數(shù)送AMOVC A,A+DPTR ;查表MOV P0,A；顯示南北10位數(shù)CLR P2.7A

21、CALL DIMS;延時(shí) IMSSETB P2.7 ;滅南北10位數(shù)MOV A,B_BIT ;將南北要顯示的個(gè)位數(shù)送AMOVC A,A+DPTR 查表MOV P0,A;顯示南北個(gè)位數(shù)CLR P2.6ACALL DIMS ;延時(shí) IMSSETB P2.6;滅南北個(gè)位數(shù)MOV A,C_BIT ;將東西要顯示的10位數(shù)送AMOVC A,A+DPTR 查表MOV P0,A;顯示東西10位數(shù)CLR P2.5ACALL D1MS ;延時(shí) 1MSSETB P2.5 滅東西10位數(shù)MOV A,D_BIT ;將東西要顯示的個(gè)位數(shù)送AMOVC A,A+DPTR ;查表MOV P0,A;顯示東西東西位數(shù)CLR P2.4ACALL D1MS ;延時(shí) 1MSSETB P2.4;滅東西個(gè)位數(shù)DJNZ R1QPL0P ;循環(huán)掃描DJNZ R0QPL1RET ;等待1秒返回顯示DISPLAY:MOV A,TEMP3；將南北要顯示的數(shù)存放到AMOV B