基于单片机的交通灯的设计有proteus仿真源图.doc

题 目： 交通灯智能控制系统的设计与实现 系 别： 电子信息工程 专 业： 电子应用技术一班 姓 名： 白菊容 指导老师： 韩克 柳秀山 时 间： 2007 年 8 月 交通灯智能控制系统的设计与实现 全国中职骨干教师培训班电子应用技术（1）班 白菊容 摘要：本文分析了传统交通灯存在的缺点，提出单片机智能交通灯的设计方案。进一步作系统硬件电路的设计和系统程序的设计，用PROTEUS对电路进行仿真的过程和结果。并且说明硬件制作的过程与安装调试的结果。 关键词：交通灯、智能、单片机、PROTEUS仿真 一、 引言 随着生活水平的提高，家庭汽车拥有量越来越多，城市交通堵塞问题越来越严重，解决城市的交通拥挤问题越来越紧迫。交通灯在这个交通环境中起着一个重要的角色，是交通管理部门管理交通的重要工具。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。而目前绝大多数交通灯的时间都是设定好的，还存在以下缺点：1．两车道的车辆轮流放行时间相同且固定， 在十字路口，经常一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，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，臂如，消防车或急救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。这些缺点的存在，决定了传统交通灯不能适应当前城市交通的要求，不能使城市车流的调节达到最优。 针对道路交通拥挤，交叉路口经常出现拥堵的情况，提出使用智能交通灯的要求。与传统交通灯比较，智能交通灯作以下两点的改进措施：1、根据各道路路口车流量的大小自动调节通行时间。2、考虑特殊车辆通行情况，设计紧急切换开关。 事实证明，智能的交通灯能有效地缓解城市的交通压力，减少交通事故；智能的交通灯能为人民节省大量出行时间，创造出更多的社会价值；智能的交通灯为交通顺畅提供了保障，对经济的发展起着一个不可估量的作用。 二、 智能交通信号灯的设计方案 1、智能交通灯的设计要求 （1）、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向和东西方向两个交叉路口的车辆交替运行，两个方向能根据车流量大小自动调节通行时间，车流量大，通行时间长，车流量小，通行时间短。 （2）、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。 （3）、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用数码管显示器进行显示（采用倒计时的方法）。 （4）、同步设置人行横道红、绿灯指示。 （5）、考虑到特殊车辆情况，设置紧急转换开头。 2、智能交通灯的方案论证 目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD实现交通信号灯控制器设计应用PLC实现对交通灯控制系统的设计 三、系统硬件电路的设计 如图3-1为智能交通灯控制系统总电路原理图。 图3-1 整套系统由五部分组成：控制系统模块、车流量检测电路，信号灯电路，时间显示电路，紧急转换开关。 1、主控制系统 主控制器采用AT89S51 ，是美国 ATMEL 公司生产的低功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k bytes 的可系统编程的 Flash 只读程序存储器,器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 8051 指令系统及引脚。它集 Flash 程序存储器 既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用 8 位微处理器于单片芯片中，ATMEL 公司的功能强大，低价位 AT89S51 单片机可为提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。控制控制(需设定上、下限)的控制系统，这样无疑会大大提高车辆通过率，有效缓解交通压力。我们在每车道车辆等待线的前方都安装一个霍尔车辆检测传感器，当有一辆车通过时就产生一个脉冲电路，车辆通过检测电路如图3-2所示。 图3-2 车辆检测电路 由于南往北，北往南时间显示相同，所以只要一个方向多车，下次时间就要加长。东往西，西往东也一样，显示时间选择如表3-1 表3-1 显示时间选择 车辆情况 本次该方向通行时间 下次该方向通行时间 本次该方向通行时间 本次该方向通行时间 南往北少车，北往南少车 20秒 20秒 40秒 20秒 南往北少车，北往南多车 20秒 40秒 40秒 40秒 南往北多车，北往南少车 20秒 40秒 40秒 40秒 南往北多车，北往南多车 20秒 40秒 40秒 40秒 东往西少车，西往东少车 20秒 20秒 40秒 20秒 东往西少车，西往东多车 20秒