交通信號燈論文

　　城市交通控制系統是用于城市交通數據監測，交通信號燈控制與交通疏導的計算機綜合管理系統，它是現在城市交通監控指揮系統中最重要的組成部分。 本文為交通信號燈論文，希望對大家有幫助！

　　交通信號燈論文：交通信號燈的設計與實(shí)現

　　摘要：通過(guò)對十字路口的二、三相位設計，使用proteus仿真調試環(huán)境模擬相位來(lái)完成十字路口信號燈的設計，使用KeilC51 開(kāi)發(fā)環(huán)境實(shí)現對各相位信號燈的控制，以達到交通疏導的目的。

　　關(guān)鍵詞：信號相位；proteus；KeilC51；信號燈

　　當今社會(huì )經(jīng)濟高速發(fā)展，人們的交通問(wèn)題也越來(lái)越引起關(guān)注。人，車(chē)，路三者關(guān)系的協(xié)調，已成為交通管理部門(mén)急需解決的重要問(wèn)題之一。城市交通控制系統是用于城市交通數據監測，交通信號燈控制與交通疏導的計算機綜合管理系統，它是現在城市交通監控指揮系統中最重要的組成部分。

　　本文將使用proteus和KeilC51兩個(gè)軟件來(lái)實(shí)現十字路口二、三相位的設計和控制，模擬十字路口信號燈的實(shí)際情況。

　　1 相位設計

　　信號相位[1]是指某一交叉路口，其每一種控制狀態(tài)（一種通行權），即對各進(jìn)口道不同方向所顯示的不同燈色的組合，稱(chēng)為一個(gè)相位。相位方案用相位圖來(lái)表示，如圖1是最基本的方案。該文在基本二相位基礎上設計三相位，實(shí)現二、三相位的仿真。設計結果如圖2所示。

　　2 硬件設計

　　Proteus電路仿真軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件，它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機及外圍器件的工具，具有很多的特點(diǎn)[2]。因此，可以實(shí)現對十字交叉路口實(shí)際交通情況的模擬。

　　2.1 信號燈設計

　　東西、南北兩個(gè)干道相交于一點(diǎn)，構成一個(gè)十字路口。每個(gè)路口都有一組信號燈，包括直行燈、左轉向燈、黃燈、紅燈，以此來(lái)指示車(chē)輛和行人的通行。并且每組信號燈交叉顯示，左轉綠燈亮為可左轉，直行綠燈亮為可直行，黃燈閃爍3s，紅燈為禁止通行，來(lái)控制十字路口的交通疏導。

　　2.2 電路設計

　　利用單片機設計應用系統應考慮在滿(mǎn)足設計要求的前提下，硬件電路要盡可能地簡(jiǎn)單，最大限度的用程序設計完成系統的各項功能[3]。該文以AT89C52為控制中心，來(lái)設計整個(gè)控制電路。AT89C52其內部組成于引腳[4]如圖3所示。

　　在本系統中應用到了芯片時(shí)鐘電路、復位電路，以及外部中斷系統，使用外部中斷INT0來(lái)進(jìn)行相位的.轉換，P0口設置為各方向的信號燈，P1口設置為東西方向數碼管時(shí)間顯示，P2口設置為南北方向數碼管時(shí)間顯示。對于交通硬件使用發(fā)光二極管模擬信號燈，時(shí)間計時(shí)使用七段數碼管進(jìn)行顯示�？傇O計如圖4所示。

　　3 軟件設計

　　Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統。其界面有KeiluVision2、KeiluVision3、KeiluVision4，該文使用經(jīng)典的KeiluVision2環(huán)境進(jìn)行設計，更接近于傳統C語(yǔ)言的語(yǔ)法，同時(shí)也大大地提高了工作效率和項目開(kāi)發(fā)周期。

　　軟件設計包括了三個(gè)板塊，LED燈顯示、數碼管顯示、外部中斷。

　　3.1 LED顯示

　　LED顯示方法為直接定義P0口，并根據需求點(diǎn)亮設為1，滅設為0。定義如下：

　　sbit WE_RED=P0^0；

　　sbit WE_YELLOW=P0^1；

　　sbit WE_GREEN=P0^2；

　　sbit WE_LEFTGREEN=P0^6；

　　sbit SN_RED=P0^3；

　　sbit SN_YELLOW=P0^4；

　　sbit SN_GREEN=P0^5；

　　sbit SN_LEFTGREEN=P0^7；

　　3.2 數碼管顯示

　　定義數碼管顯示函數，來(lái)賦給到P1和P2口。定義如下：

　　void num_display1（uint num）{

　　uint a，b，c；

　　a=num/10；

　　b=num%10；

　　c=b；

　　a=a<<4；

　　c=c|a；

　　dataport1=c；}

　　3.3 外部中斷

　　使用INT0外部中斷來(lái)進(jìn)行相位轉換，當點(diǎn)擊按鈕觸發(fā)中斷，調用中斷函數來(lái)執行相應操作。定義如下：

　　void exint0（void） interrupt 0{

　　EA=0；

　　flag0++；

　　flag0=flag0%2；

　　EA=1；}

　　4 控制模式

　　將每個(gè)相位的周期和此相位與另一個(gè)相位的轉換周期定義為一個(gè)周期。因此，每個(gè)相位均有兩個(gè)條件，即：相位安排和相位轉換。

　　4.1 二相位控制模式

　　二相位的一種為南北方向禁行，東西方向直行、左轉、右轉均放行。第一個(gè)條件是相位安排：南北方向紅燈亮，東西方向所有綠燈亮，所有數碼管從8s開(kāi)始倒計時(shí)。條件二是相位轉換：當時(shí)間為3s時(shí)，東西方向綠燈滅，黃燈開(kāi)始閃爍，3s結束后，轉換相位，進(jìn)入二相位第二種。第二種為南北方向直行、左轉、右轉均放行，東西方向禁行。其第一條件是相位安排：南北方向所有綠燈亮，東西方向紅燈亮，所有數碼管從8s開(kāi)始倒計時(shí)。條件二是相位轉換：當時(shí)間為3s市，南北方向綠燈滅，黃燈開(kāi)始閃爍，3s結束后，轉換相位，進(jìn)入二相位第一種。以此進(jìn)行循環(huán)。

　　4.2 三相位控制模式

　　三相位在二相位基礎上增添了一種情況，為南北方向進(jìn)行，東西方向只有左轉放行。第一個(gè)條件是相位安排：南北方向紅燈亮，東西方向左轉綠燈亮，所有數碼管從8s開(kāi)始倒計時(shí)。條件二是相位轉換：當時(shí)間為3s是，東西方向左轉綠燈滅，黃燈開(kāi)始閃爍，3s結束后，轉換相位，進(jìn)入三相位第三種。以此進(jìn)行循環(huán)。

　　5 結論

　　本文介紹了信號相位的基本知識和設計方法，詳細說(shuō)明了proteus和KeilC51軟件的作用和特點(diǎn)。通過(guò)proteus進(jìn)行電路圖繪制，利用KeilC51進(jìn)行編程，完成了十字路口二、三相位的設計，實(shí)現了對現實(shí)路口交通情況的仿真。

　　本系統以二、三相位進(jìn)行研究，從根本上了闡述了交通信號燈的工作過(guò)程，并引入了時(shí)間顯示，更好地對交通信號燈上的問(wèn)題進(jìn)行研究，具有較強的移植性和擴展性，為今后更合理化地設計打下基礎。

　　參考文獻：

　　[1] 吳兵，李曄.交通管理與控制[M].4版.北京：人民交通出版社，2009.

　　[2] 汪寧.Proteus軟件的單片機仿真方法[J].山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2007（1）：24-27.

　　[3] 郭海麗.基于Proteus與單片機的交通燈控制系統的設計[J].衡水學(xué)院學(xué)報，2012（4）：126-128.

　　[4] 張齊，朱寧西，畢盛.單片機原理與嵌入式系統設計：原理、應用、Protues仿真、實(shí)驗設計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

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