基于单片机控制的交通灯控制器设计.doc

基于单片机控制的交通灯控制器 摘 要：随着世界范围内城市化和机动化进程的加快，城市交通越来越成为一个全球化的问题。简单的十字路口交通灯已经不能适应车流量越来越大的实际情况，所以这就需要一个更为合理和智能且成本不高的路口交通灯控制系统。本系统采用MSC-51系列单片机来设计交通灯控制器。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。其实现了各方向车辆、行人轮流通行的功能；红绿灯循环点亮，。同时还具有南北、东西方向强制通行功能。各方向红绿等由P0口控制，强通靠中断来实现，系统中用到74LS245，用来驱动LED灯显示。本设计对十字路口状态设为三种，一种是白天正常状态，一种是晚上正常状态，另一种是运用单片机的外部中断实现的紧急车通过状态。用红绿灯分别来调整车辆的通行，运用他们的组合来实现车辆的东西南北通行。在保持交通安全的同时最大限度提高交通秩序是交通顺畅运行，实用性强、操作简单、扩展功能强、便于维护。 关键词：单片机、交通灯、晶振驱动电路、LED灯、74LS245 1 引言 交通在人类的生活、工作环境中，交通扮演着极其重要的角色，人们无时无刻不与交通打交道。随着我国国民经济的迅速发展和人口的快速增加，人们对各种交通车辆的需求更是越来越大，交通工具的迅猛发展以及道路资源的局限性，给城市交通带来巨大的压力，交通拥堵问题已成为影响现代城市可持续发展的重要因素。要保证高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通规则，还必须通过一定的技术手段加以实现。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，如何才能使交通井然有序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。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。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让正在路口内直行的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。 2 总体设计方案 东西、南北两干道交于一十字路口，各干道上有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥行人和车辆的安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯亮的时间为东西、南北两干道的公共停车时间。指示灯燃亮的方案如下： 过程一：南北方向为红灯东西方向为绿灯开始点亮，当点亮时间为二十七秒时，南北方向红灯持续但是东西方向转为黄灯点亮三秒。（一个过程共三十秒） 过程二：东西方向为红灯南北方向为绿灯开始点亮，当点亮时间为二十七秒时，东西方向红灯持续但是南北方向转为黄灯点亮三秒。（一个过程共三十秒） 过程三：当东西方向或是南北方向遇到急通车辆时，按下对应的开关，则该车辆要通过的方向不论原来交通灯是何种状态，在这一时刻都将变为绿灯，反之，另一方向都将显示为红灯，直到该车辆通过，再按下按键，交通灯恢复原来状态。 交通灯控制器设计任务书 2.1 设计思路 整个交通灯控制系统设计中，包含两个部分，一为按一般交通规则控制部分（即不存在急车强通控制），二为中断控制分（即有急车通过时，有急车强通控制）。其中第一部分通过延时来实现，第二部分用中断的方式来实现。 其中，一般交通规则控制部分，包括东西南北四个方向，每个方向都有红、黄、绿三色的交通灯，同时要求东西和南北方向的交通灯亮灭一致，因此，可将这些方向上颜色一致的灯接在同一个I/O口上，用同一个I/O口控制，以减小电路图和编程的难度，以接在P2口为例，可用P2.0--P2.2三个口分别来控制南北方向的红、黄、绿六个灯，用P2.4--P2.6三个口分别来控制东西方向的红、黄、绿六个灯。这时，我们会发现仅仅这样接好的电路，根本达不到我们想要的结果，在P2口上接十二个LED灯，根本无法驱动，让这些灯亮起来，这就要求我们要增加一个驱动电路在其中，可用三态输出的总线收发器74LS245芯片,先将该驱动芯片的功能介绍如下。 74LS245是用于驱动LED或者其他设备，它是8态同向三态双向总线收发器，可双向传输数据，74LS245还具有双向三态功能，即可输出又可输入数据，当单片机的I/O口的总线负载达到或者超过该I/O口的最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。74LS245芯片的引脚如图1所示。 当片选端E^低电平有效时，DIR=0，信号由B传向A（接收），DIR=1,信号由A传向B（发送）;当E^为高电平时，A、B均为高阻状态。因此，在P2口与74LS245