交通灯也满足了要求，所以本文采用单片机设计交通灯，系统构图 如图所示 图系统结构框图 单片机的主要性能参数和主要引脚 对交通灯控制系统的设计，首先应对交通灯的核心控制芯片的基 本结构和特征以及主要引脚有比较详细的了解。是美国 公司生产的低功耗，高性能位单片机，片内含 的可系统编程的只读程序存储器,器件采用公司的高 密度非易失性存储技术生产，兼容标准指令系统及引脚。它 集程序存储器既可在线编程也可用传统方法进行编程 及通用位微处理器于单片芯片中，公司的功能强大，低价位 单片机可为您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。 Ⅰ主要性能参数 与产品指令系统完全兼容 字节在系统编程闪速存储器 次擦写周期 的工作电压范围 全静态工作模式 三级程序加密锁 字节内部 个可编程口线 个位定时计数器 个中断源 全双工串行通道 低功耗空闲和掉电模式 看门狗及双数据指针 掉电标识和快速编程特性 灵活的在系统编程字节或页写模式 Ⅱ主要引脚功能 电源电压 地 口口是组位漏极开路型双向口，也即地址数据 总线复用口。作为输出口用时，每位能驱动个逻辑门电路，对 端口写可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存 储器时，这组口线分时转换地址低位和数据总线复用，在访问 期间激活内部上拉电阻。 在编程时，口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字 节，校验时，要求外接上拉电阻。 口是个带内部上拉电阻的位双向口，的输出缓 冲级可驱动吸收或输出电流个逻辑门电路。对端口写， 通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口 使用时，因为内部存在上拉电阻，个引脚被外部信号拉低时会输出 个电流。编程和程序校验期间，接收低位地址。 表具有第二功能的口引脚 端口引脚第二功能 用于编程 用于编程 用于编程 口是个带有内部上拉电阻的位双向口，的输 出缓冲级可驱动吸收或输出电流个逻辑门电路。对端口写 ，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作 输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，个引脚被外部信号拉低时 会输出个电流。在访问外部程序存储器或位地址的外部数 据存储器例如执行指令时，口送出高位地址数据。 在访问位地址的外部数据存储器如执行指令时，口 线上的内容也即特殊功能寄存器区中寄存器的内容，在 整个访问期间不改变。编程或校验时，亦接收高位地址和其 它控制信号。 口口是组带有内部上拉电阻的位双向口。口 输出缓冲级可驱动吸收或输出电流个逻辑门电路。对口 写入时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端 时，存储器编程期间，该引脚还用 于输入编程脉冲。如有必要，可通过对特殊功能寄存器 区中的单元的位置位，可禁止操作。该位置位后，只有 条和指令才会被激活。此外，该引脚会被微弱拉高， 单片机执行外部程序时，应设置无效。 程序储存允许输出是外部程序存储器的读选通信号， 当由外部程序存储器取指令或数据时，每个机器周期两 次有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有 效的信号。 外部访问允许。欲使仅访问外部程序存储器地址为 ，端必须保持低电平接地。需注意的是如果加 密位被编程，复位时内部会锁存端状态。如端为高电平接 端，则执行内部程序存储器中的指令。存储器编程时， 该引脚加上的编程电压。 振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 振荡器反相放大器的输出端。 四智能交通灯方案的实现 根据设计任务和要求,可画出该控制器的原理框图,为确保十字 路口的交通安全，往往都采用交通灯自动控制系统来控制交通信号。 其中红灯亮，表示禁止通行黄灯亮表示暂停绿灯 亮表示允许通行。 控制器的系统框图如图所示。 图交通灯控制器系统框图 电路图 智能交通灯电路图如图所示。 图智能交通灯电路图 智能交通灯系统的组成 交通灯系统由四部分组成车检测电路，信号灯电路，时间显示 电路，紧急转换开关。 工作原理 大家都明白，绿灯的放行时间与车辆通过数量不成正比。比如说 秒内每车道可以通过辆车，秒内每车道却可以通过辆车。 因为这有个起步的问题，还有个黄灯等待问题。也就是说，绿灯 放行时间越长，单位时间通过车辆的数量就越多。我们来计算下， 每车道通行秒内可以通过辆车，个红绿灯循环是秒单交 叉路口，加上每次状态转换的黄灯秒个循环要两次转换，即 个红绿黄灯循环要秒，即秒内通行的车辆为辆。通过辆 车的平均时间是秒。如果每次车辆通行的时间改为秒，秒 内每车道可以通过辆，个红绿灯循环是秒单交叉路口，加 上每次状态转换的黄灯秒个循环要两次转换，即个红绿黄灯 循环要秒，即秒内通行的车辆为辆。通过辆车的平均时间 只需秒。显然在车辆拥挤的情况下绿灯的通行时间越长，单位时间 内通行的车辆越多，可以有效缓解车辆拥堵问题。当然绿灯时间也不 可能无限长，要考虑到让另路口的等待时间不能过长。人们总是希 望在交通灯前等候的时间越短越好。所以笔者设定了绿灯通行时间的 上限为秒。在非拥挤时段绿灯的通行时间的下限为秒，当交叉 路口双方车辆较少时通行时间设为秒，这样可以大大缩短车辆在红 灯面前的等待时间。当交叉路口双方车辆较多时通行时间设为秒。 Ⅰ车检测电路 用来判断各方向车辆状况,比如秒内可以通过的车辆为辆， 当秒内南往北方向车辆通过车辆达不到辆时，判断该方向为少车， 当秒内北往南方向车辆通过车辆也达不到辆时，判断该方向也为 少车，下次通行仍为秒，当秒时间内南往北或北往南任意个 方向通过的车辆达辆时证明该状态车辆较多，下次该方向绿灯放 行时间改为秒，当秒内通过的车辆数达辆时车辆判断为拥挤， 下次绿灯放行时间改仍为秒，当秒车辆上通过车辆达不到辆 时，判断为少车，下次绿灯放行时间改为秒，依此类推。绿灯下限 时间为秒，上限值为秒，初始时间为秒。这样检测，次可能 不准确，但下次肯定能弥补回来，累积计算是很准确的，这就是人们 常说的模糊控制。因为路上的车不可能突然增多，塞车都有个 累积过程。这样控制可以把不断增多的车辆步步消化，虽然最后 由于每个路口的绿灯放行时间延长而使等候的时间变长，但比塞车等 候的时间短得多。本系统的特点是成本低，控制准确。十字路口车辆 通行顺序如图所示 图十字路口车辆通行顺序 由于南往北，北往南时间显示相同，所以只要个方向多车，下 次时间就要加长东往西，西往东也样，显示时间选择如表 表显示时间选择 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，北往秒秒秒秒 智能交通灯设计与实现 摘要本文介绍了个基于的智能交通灯控制系统的设 计与仿真，系统能够根据十字路口双车道车流量的情况控制交通信号 灯按特定的规律变化。 本文首先对智能交通灯的研究意义和智能交通灯的研究现状进行 了分析，指出了现状交通灯存在的缺点，并提出了改进方法。智能交 通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下能够手动切换信号 灯让特殊车辆优先通行。本文还对单片机的结构特点和重要 引脚功能进行了介绍，同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细 的分析。最后介绍了嵌入式系统仿真与开发平台的使用方法， 利用软件对交通灯控制系统进行了仿真，仿真结果表明系统 工作性能良好。 关键词单片机，智能交通灯控制系统，仿真 引言 智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行,实现红黄 绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题在城乡街道的十 字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,般在每条道路上各有 组红黄绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行黄灯 亮,表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继 续通行绿灯亮,表示该条道路允许通行交通灯控制电路自动控制十 字路口两组红黄绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通 行,实现十字路口城乡交通管理自动化 本文为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性科学化 分析应用了单片机实现智能交通灯管制的控制系统,以及该系统软硬 件设计方法,实验证明该系统实现简单经济,能够有效地疏导交通, 提高交通路口的通行能力 二技术指标 设计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。 每次绿灯变红灯时,要求黄灯先亮,才能变换运行车辆 东西方向南北方向车道除了有红黄绿灯指示外，每种 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。 同步设置人行横道红绿灯指示。 考虑到特殊车辆情况，设置紧急转换开头。 三智能交通灯的方案选择 智能交通灯的研究现状 目前设计交通灯的方案有很多，有应用设计实现交通信号灯 控制器方法有应用实现对交通灯控制系统的设计有应用单片机 实现对交通信号灯设计的方法。目前，国内的交通灯般设在十字路 门，在醒目位置用红绿黄三种颜色的指示灯。加上个倒计时的 显示计时器来控制行车。对于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，还存在以下缺点两 车道的车辆轮流放行时间相同且固定，在十字路口，经常个车道为 主干道，车辆较多，放行时间应该长些另车道为副干道，车辆较 少，放行时间应该短些。没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的 措施，臂如，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。 智能交通灯的设计方案及改进措施 针对道路交通拥挤，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和硬件 设计方案及两点改进措施根据各道路路口车流量的大小自动调节 通行时间。考虑特殊车辆通行情况，设计紧急切换开关。 由于单片机自单带有计数器，个中断源，能满足系 统的设计要求。用单片机设计不但设计简单，而且成本低，用其设计 的交通灯也满足了要求，所以本文采用单片机设计交通灯，系统构图 如图所示 图系统结构框图 单片机的主要性能参数和主要引脚 对交通灯控制系统的设计，首先应对交通灯的核心控制芯片的基 本结构和特征以及主要引脚有比较详细的了解。是美国 公司生产的低功耗，高性能位单片机，片内含 的可系统编程的只读程序存储器,器件采用公司的高 密度非易失性存储技术生产，兼容标准指令系统及引脚。它 集程序存储器既可在线编程也可用传统方法进行编程 及通用位微处理器于单片芯片中，公司的功能强大，低价位 单片机可为您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。 Ⅰ主要性能参数 与产品指令系统完全兼容 字节在系统编程闪速存储器 次擦写周期 的工作电压范围 全静态工作模式 三级程序加密锁 字节内部 个可编程