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单片机智能交通灯控制系统的设计

【摘要】研究了基于单片机智能交通灯控制系统的问题，在简单介绍智能交

通灯结构的基础上，通过交通灯硬件电路的设计和软件程序的编写，利用Protues

软件仿真调试，实现单片机智能交通灯控制系统的设计。

【关键词】单片机；交通灯；AT89S52

随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，近年来机动车数量急剧增加，

城市交通面临着巨大的压力，交通问题越来越引起人们的关注。但是，城市基础

设施建设特别是城市交通道路的发展速度却满足不了汽车数量增长的需求，这就

使城市交通拥堵现象越来越严重，车辆通行速度成为了城市发展的瓶颈[1-2]。交

通灯控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段[3]，因此，建立一个安全、

可靠、便捷的智能交通灯控制系统迫在眉睫。

1.系统总体设计

控制器是智能交通灯的核心部分，是智能交通灯能否有效工作的保障。由于

单片机具有下列优点：小巧灵活、成本低、易于产品化，能方便的构成各种智能

式控制设备及各种智能仪器仪表；抗干扰能力强，适用温度范围宽；处理功能强，

速度高等[4]。因此，本系统选用单片机AT89S52作为智能交通灯控制器。设计

的交通灯具有信号灯控制显示、数码管倒计时显示、按键设置、车辆流量监测等

功能。系统原理框图如图1所示。

2.硬件电路设计

在十字路口处，每个十字路口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个

灯有红、绿两种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。行人与汽车共用

直行灯。由于行人灯与直行灯状态一样，本电路省略行人灯。灯控制电路由12

个双色LED来实现红绿灯状态。双色发光二极管，如图2所示。2脚接地，当1

脚为高电平、3脚为低电平时，红灯亮；当1脚为低电平、3脚为高电平时，绿

灯亮；当1脚和3脚均为高电平时，红绿灯均亮可为黄灯。利用74LS06来驱动

发光二极管，它输出的电流大约40mA，使发光管达到足够的亮度。

为了可以容易提醒行驶者，系统利用8个数码管组成倒计时模块。东西南北

各两个七段数码管构成倒计时显示电路，由两个9012驱动进行动态显示。南往

北方向倒计时显示模块电路图如图3所示。

交通路口出现紧急情况在所难免，比如有特大事情发生或有特种车辆如119、

120通过路口时，系统将自动转为特种车辆放行，四边路口均显示红灯，让其他

车辆和行人暂停行驶，10S后系统自动恢复正常管理状态。紧急情况通过按键实

现。

3.软件设计

本文设计的智能交通灯控制系统正常运行时有四种通行方式，四种通行方式

的红绿灯状态图如图4所示，分别设定为S1、S2、S3、S4，其中●表示绿灯亮，

○表示红灯亮。状态1：车辆南北向直行、右拐，南北向行人通行。南北向通行

时间为1分钟，南北向行人在前10秒通行，右拐比直行滞后10秒钟开放。状态

2：车辆南北向左拐、东西向右拐，行人禁行。通行时间为1分钟。状态3：车

辆东西向直行、右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1分钟，东西向行人

在前10秒通行，右拐比直行滞后10秒钟开放。状态4：车辆东西向左拐、南北

向右拐，行人禁行。通行时间为1分钟。四个状态在通行结束前5秒钟，绿灯以

0.5时间间隔闪烁直至结束。利用用单片机P0口的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、

P0.5分别控制上述1号、2号、3号、4号、5号、6号的红灯；用P2口的P2.0、

P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5分别控制上述1号、2号、3号、4号、5号、6

号的绿灯。用0表示灯灭，用1表示灯亮；由于1号、2号、3号、4号、5号、

6号灯与7号、8号、9号、10号、11号、12号灯的状态是一样的，所以单片机

P0、P2口的值如表1所示。

在正常情况下，交通灯控制程序不停的循环上述的四个状态S1、S2、S3、

S4，主程序是一个死循环。时间的获取可以通过编写一个延时0.5s的子程序来

实现。本设计晶振频率为12MHz，利用定时器1、工作方式1定时50ms，再循

环10次就可定时为0.5s。有紧急车辆和特种车通过时，采用中断0方式进入与

其相应的中断服务程序。

4.总结

本文介绍基于单片机智能交通灯的设计与实现过程。实验结果表明，系统完

全达到了“大学生科技创新