基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)-文庫吧
2025-06-12 20:33 本頁面
【正文】 人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進(jìn)入交叉路口。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，道路交通堵塞問題日趨嚴(yán)重，如何對交通進(jìn)行合理的管理和調(diào)度而盡可能減少堵車現(xiàn)象成為目前我國很多地方尤其是特大城市急需解決的問題，顯然交通燈在其中起著不可或缺的作用。本文就控制交通燈的方法進(jìn)行了討論，分析了各種方案的性價比，并用軟、硬件加以實現(xiàn)。而后，對六車道以上道路的“十字交叉路口交通燈控制”進(jìn)行了分析。最后，還對城市交通燈網(wǎng)的控制進(jìn)行了展望?，F(xiàn)今的交通發(fā)展迅速，車輛極具增加，馬路不斷擴(kuò)寬，人行橫道相對較少。在車流量較大的地段即便有人行橫道，行人也很難通過馬路。行人自控指示燈系統(tǒng)可以有效的改善這種狀況。特別是像西安這樣的城市，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，車輛繁多，人口密集。，具有較高的實用價值。該系統(tǒng)利用紅燈,黃燈,綠燈來指揮車輛和行人，以達(dá)到車輛停止，行人通行的目的,減少了交通擁擠現(xiàn)象,為行人節(jié)省了時間,即保證行人過馬路時的安全，也減輕了交管部門的負(fù)擔(dān)。用戶可以完全掌握行人自控指示燈系統(tǒng)的操作方法，以及各個按鍵的作用科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)直接把我們帶進(jìn)了信息化的社會，計算機(jī)的應(yīng)用已普及到經(jīng)濟(jì)和社會生活的各個領(lǐng)域。二 、 交通燈系統(tǒng)硬件設(shè)計本次畢業(yè)設(shè)計單片機(jī)系統(tǒng)采用ATMEL公司的AT89C51芯片，晶振選用12MHz，信號燈的控制使用P1口。、西方向的紅、綠、黃信號燈；、綠、黃信號燈。東西方向和南北方向共需要4組12個信號燈，4組數(shù)碼顯示管。圖21 交通燈的系統(tǒng)構(gòu)成圖交通燈工作過程：，南北方向紅燈亮，延時30秒。，東西方向黃燈亮，南北方向紅燈亮，延時5秒。，東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮，延時30秒。4. 30秒后，東西方向紅燈亮，南北方向黃燈亮，延時5秒。，工作過程繼續(xù)循環(huán)。 圖22 交通燈模擬控制系統(tǒng)電路圖 交通燈模擬控制系統(tǒng)硬件連接圖 圖23 交通燈模擬控制系統(tǒng)硬件連接圖 車流量檢測電路 車流量的檢測電路需要車流量傳感器。目前市面上流行的車流量傳感器，是一種互感式的。這種傳感器實質(zhì)上是一種振蕩器，其諧振電感滿倉在道路中部，當(dāng)車輛通過是，電感量變化引起振蕩頻率變化，由此記錄一次。由于條件限制，在本次畢業(yè)設(shè)計中將電路簡化為手動方式，只用了撥斷開關(guān)來代替。其基本思路為：當(dāng)車流量大時，由撥斷開關(guān)送個高電平。另外，在單片機(jī)和撥斷開關(guān)之間加了光電隔離。下面介紹光電隔離，以TLP550為例。TLP550是日本東芝公司生產(chǎn)的一款光耦，該光耦沒有基極連接，適用于在噪聲比較大的環(huán)境中應(yīng)用，其引腳和電氣原理如圖所示。各引腳功能如下：（1）7腳沒有用到；（2）2腳控制端發(fā)光二極管的正極；（3）3腳控制端發(fā)光二極管的負(fù)極；（4）5腳輸出端三極管的發(fā)射極，一般接地；（5）6腳輸出端三級管的集電極，一般為輸出；（6）8腳輸出端光敏二極管的負(fù)極，一般接正電壓。其引腳圖如下：圖24 TLP550的引腳圖TLP550的工作原理如下：當(dāng)3腳的電壓Vf為正，且能使發(fā)光二極管正常發(fā)光時，控制端的發(fā)光二極管發(fā)光，使得輸出端的光敏二極管導(dǎo)通。這樣輸出端的三極管的基極相當(dāng)于與8腳連接，其電平為高，使得三極管導(dǎo)通，即6兩個引腳導(dǎo)通。由于5腳接地，這樣輸出端6腳就為低電平。在實際使用過程中，8腳通常會連接一個電阻。這樣當(dāng)3腳的電壓VF不足以是發(fā)光二極管發(fā)光石，輸出端三極管不導(dǎo)通，就相當(dāng)于輸出端6腳通過一個電阻接到了8腳VCC上。相對于后面的連接電路來說，其為高電平。這樣就可以通過空盒子3腳之間的電壓，來控制輸出6腳上的電平，達(dá)到電壓耦合和隔離的作用?；诠怆姼綦x的作用，我們加上撥斷開關(guān)的指示燈。因為在軟件設(shè)計時，外部開關(guān)的有效電平，所以我們將LED的負(fù)極接在撥斷開關(guān)S1上。一旦有低電平指示燈就會被點亮，即指示燈亮了就表示選中了這一種流量狀態(tài)。為了避免干擾信號進(jìn)入單片機(jī)，我們在電路中加入了光電耦合器。根據(jù)以上對基本原件和原理的介紹，得到模擬車流量檢測電路，如下圖所示。當(dāng)開關(guān)狀態(tài)如圖所示時，相當(dāng)于開關(guān)與地連接。其電平為低電平，LED被點亮，同時這個低電平被單片機(jī)的I/O捕獲。當(dāng)開關(guān)拔下時，開關(guān)上的電平轉(zhuǎn)化為為高電平，LED熄滅，同時這個高電平被單片機(jī)I/O口捕獲。這樣單片機(jī)通過捕獲的電平狀態(tài)做出相應(yīng)的控制，與LED的狀態(tài)即車流量的狀態(tài)相互配合協(xié)調(diào)。模擬流量檢測電路如圖25所示：圖25 模擬流量檢測電路圖三、 智能交通控制系統(tǒng)中主要原器件的選擇與介紹 微型計算機(jī)基本結(jié)構(gòu)都是由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備以及輸出設(shè)備共5個基本部分組成。單片機(jī)與微型計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)非常相似，所不同的是單片機(jī)將云孫琦、控制器、少量的存儲器、最基本的輸入/輸出口電路、串行口電路、中斷和定時電路等集成在一個芯片上。在本次畢業(yè)設(shè)計中我們采用了AT89C51芯片。以MCS51為例，單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖31所示。 圖31 單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖MCS51單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖31所示，它在一塊芯片上集成了一個微型計算機(jī)的各個。由圖中可見，MCS51單片機(jī)是由8位CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、并行I/O
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