基于单片机的交通灯设计

基于单片机的交通灯设计

马云鹏

（华北科技学院）

摘

随着人类社会进步，全球经济的发展，人们生活水平的不断提高，近年来机动车数量出现了爆发式的急剧增加，部分要：

城市的交通拥堵的一塌糊涂，给城市的发展带来了巨大的压力，交通拥堵问题提上了城市管理者头疼的问题。但是，城市交通道路的发展速度与汽车数量增长量之间是不匹配的，往往都是城市交通道路的发展滞后汽车的增长数量，这就使城市交通拥堵现象一时难以解决，车辆通行速度也阻碍了城市发展的进程。解决城市交通拥堵的现象，交通灯控制系统发挥着重要的作用，也是交通控制和疏导的主要手段，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。本文以解决城市交通拥堵为研究对象，引出智能交通灯控制系统。并对智能交通灯控制系统的核心技术单片机进行介绍，详细阐述单片机原理、微机原理、微机接口技术等方面的知识，结合单片机仿真系统的使用方法，设计出一套性价比较高的智能交通灯的控制系统，从而来缓解城市交通拥堵的问题。

单片机；智能；交通灯；设计关键词：

井然有序的交通秩序是生活在城市的人和城市管理者迫切希望的，如何能做到井然有序的交通秩序，不仅需要有一系列交通规则贯彻到每个城市人的心目中，而且还需要应用现代化的电子科技手段来缓解交通拥堵加。电子科技手段主要以单片机为核心，通过该机器的应用更好的捕捉到正常时段和突发时段的车流量信息，根据捕捉到的相关信息制定相应的规则，并根据实际情况进行科学的调整，从而建立起城市交通的自动智能化系统。

一、单片机介绍

也叫（一）单片机的含义。单片机是单片微型计算机简称，做微控制器或是嵌入式微控制器等，是计算机发展的阶段性成果，属于电子计算机。它把相关的元器件集成在一块芯片上，适用也是相当广泛的，在工业工程的过程控制、尖端的智能仪器仪表和电力测控系统的前端装置均有所应运。

（二）单片机交通控制系统的功能要求。本设计能真实模拟

如今交通拥堵的大环境下，交通路口时常会出现紧急状况，如特大的交通事件发生，救护车等急行车通过等，这些紧急状况时时刻刻关系着公共财产和人民群众的安全，我们当面临这些紧急情况时，必须采取必要措施允许其畅通无阻。由此禁停按键在交通控制中发挥重要的作用，也能达到想此目的。（5）违规检测。交通规则必须人人遵守，但是偶尔也会出现违反规则的现象，如闯红灯等，交警等交通管理人员由于精力有限，并不能做到所有的违反规则都第一时间处理，这样在路口设置检测传感器就能解决上述问题，能进行自动的警报提示并进行警告。

二、交通灯设计中的主要模块分析

（一）单片机交通控制系统的基本构成。该系统的原理是

LED数码管、显示器、蜂鸣器相结合的系统。倒计时功能是系统设计的亮点，在使用了过程中进行相应的显示，接入LED数码管可以在视觉上更加直观的提醒行驶者。系统在听觉也加入了蜂鸣器，对违反规则的行驶者进行不间断的提醒。通过违规检测电路和车流量监测电路来完成采集数据。从而实现单片对机车流量的变化情况了如指掌，进而实现单片机控制信号灯的状态变化。

（二）检测车流量的方法。这种检测车流量的方法在一定程

城市基本的交通，并进行控制系统调节，用红灯表示禁行，绿等表示通行，黄灯表示等待等相关的信号进行引导，还能在一定的时间间隔进行倒计时显示，并且对车流量检测，根据检测结果进行调整，并在不同程度上对交通违规处理和紧急处理等功（1）倒计时显示。倒计时显示提前给驾驶员一个预警作用，能。

驾驶员根据信号灯灯色发生改变的时间，在“停止”和“通过”两者间作出判断并进行合适的选择。（2）车流量检测及调整。随着城市化进程的不断加快，交通拥挤堵塞现象困扰着城市里面的每个人，交通事故的发生也成直线上升。采用传感器+单片机+外围器件相结合的方法对车流量进行检测，根据检测结果做出判断和调整。（3）时间手动设置。上面阐述的方法属于自动控制调整，除了自动控制调整，还可以通过键盘进行人工手动设置，当自动故障和意外发生时，人为的控制是非常有效的，能在第一时间采取应急措施，将风险降到最低。（4）紧急处理。在现

度上缓解了交通的压力。该系统能检测到监测点的车流量，并且在不同的时段自动调整红绿灯时间（可设定红路灯上、下限），这样潜移默化的大幅提高车辆通过率，霍尔车辆检测器在每个车道的车辆等待线的前方装设是不可缺少的，当辆车与传感器的磁场发生改变，即产生一个电脉冲，将电脉冲送给单片机的计数器，将采集到的数据进行处理，通过先前给计数器设定初始值，用来判别各方向的车辆通行状况。通过反复的检测，单次检测的结果可能不太准确，通过累积计算的方法在一定程度上能确保准确率，这就是真正意义上的“模糊控制”。采用这种控制系统的优点是性价比比其他控制系统要高很多。

作者简介：马云鹏（1993-），男，汉族河北省衡水市故城县人，在读本科，研究方向：电子信息工程。

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黄灯（三）检测车辆违规方法。当交通信号灯出现在红灯、时，遵守交通规则的车辆是不能通行的。光敏二极管作为系统的检测原件，将其安放在停车线上，车辆在前进通过时，与二极管相接处并被挡住，光敏二极管的导通功能就不能实现，当单片机检测到这种信号时，会进行警报，并第一时间执行相应操作。

在整个检测车辆时，光敏二极管和三极管是经常用得到的。但一般光敏二极管有其局限性，它的开关特性满足不了要求，这时三极管就派上了用场，并将其作为开关。三极管在二极管的基础上进行更新改造，二极管与三极管进行互换，当两种极管处于不同的导通状态时，检测端的电压也是不一样的，通过这种方法可以及时有效的检测违规车辆了。

三、软件设计

软件的设计主要是分为如下几个构成部分：（1）定时设计。定时设计在交通灯时间的显示中要做到准确无误，把握规律的基础上设定一定的时间初始值，然后每秒减1，一直减到0，然所以在现实的操作中系统要实现非常准确的1s定时。后跳转。

这部分定时设计是基于单片机的内部定时计算器来实现的。这种定时设计不是单单依靠软件来实现，它是通过硬件和软件计（上接第179页）

数的方法实现，并通过一定的计算算法来实现。（2）定时程序流程。主定时程序和定时中断服务程序是定时程序的两个部分，这两部分每部分都有自己的功效。定时主程序的主要功能是要进行定时器以及计数器的初始化变成，并且通过反复的调用显示子程序的方法，再等待定时中断的到来。而定时中断服务程序流程主要是进行计时操作，程序先判断技术溢出是否能够满足达到1s的次数。

四、总结

交通控制研究宗旨意在解决人类面临的交通拥堵带来生活、工作等方面的不便，但是道路建设的暂时不足与交通工具的快速增长形成反差，在有限的交通道路资源下如何保障车辆井然有序是城市管理者面临着巨大的考验。交通灯控制在交通运输领域起着举足轻重的作用。本文分析了单片机在智能交通灯控制系统的发挥的作用。它作为核心的控制元器件，功能非常强大，可靠性也比较高，并且能做到随时的系统更新。参考文献：

[1]马巍.单片机控制交通灯[J].职业.2011(05)

[2]郭循钊,邝帆,邵平,许宏科.基于单片机的多功能交通灯控

制系统设计与仿真实现[J].公路交通技术.2010(01)

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!核和燧石结核。钙结核形状往往呈不规则状。燧石结核多分布在紫色泥岩和泥灰岩中，呈扁圆或圆球状，直径一般为0，1米左右，最大可大0．7米。

三、沉积相及其变化规律

安定组沉积时，继续为半干旱气候。由于地壳下沉在陕甘宁盆地中南部形成一内流湖，本煤田位于湖的南端，以店头沮水河为界，北部接受了沉积，南部为剥蚀区，黑水寺剖面处于浅湖地带。从该地区早期沉积黑、灰黑色页、泥岩及菱铁矿、FeS2结核（或自生矿物）来看，表明水体较深、静止而闭塞，属还原环境。到中，晚期湖盆相对稳定，生物昌盛，形成了紫杂色灰岩、泥生物灰岩。由于气候炎热干旱，湖水几度矿化形成多层白灰岩、云（灰）岩。

结构、沉积构造、地球化（一）沉积相划分原则。根据岩性、

学等持征将其分为较深湖亚相和（碳酸盐岩）浅湖亚相。特征如下：（1）较深湖亚相。颜色以黑、灰黑色为主，灰绿色次之，少量灰紫、桃红色。岩性较细，以水云母粘土岩为主，地化性质表明属陆相湖泊沉积。少量粉、细砂岩，砂岩粒度概率图呈（似）直线型，悬载搬运，离散图中落入湖区。水平层理、季节纹理发育，少量波状层理。含黄铁矿，菱铁矿、燧石结核和介形虫、鱼骨碎屑化石。（2）（碳酸盐岩）浅湖亚相。颜色以灰绿、黄绿、紫红的杂色为主，夹灰、灰白色。岩性有含灰水云母粘土岩、微（泥）晶灰岩、

微（粉）晶云岩、磷块岩和螺壳灰岩。灰岩结构表明为低能浅湖环境，但有一定波浪和流水作用。水平层理为主，有少量不规则水平层理，波状和洪水层理，更进一步证实有弱流动性。含二仁富动物化石，有介形虫，鱼鳞、鱼骨屑、鱼粪、螺、瓣鳃等化石和少量轮藻化石，表明为温暖浅水，充氧，清洁透光环境。含铁质、钙质和燧石结核。溶沟、溶孔干裂较发育。

（二）沉积相垂向变化及对比。黑水寺剖面地层出露最全。

底部灰绿色粉砂岩，灰褐色微，泥晶灰岩，代表一般浅湖和碳酸盐岩浅湖相沉积。下部灰黑、灰绿色粘土岩、黑色页岩、紫杂色粘土岩，代表较深湖相沉积。上部紫红，灰绿，灰白，灰色微泥晶云岩，生物灰岩和泥岩，代表碳酸盐浅湖相沉积。本区由灰岩、

北向南，由黑水寺，药阜头，养马峪剖面至店头沮水，安定组地层逐渐剥蚀变薄，至沮水以南已全部遭受剥蚀。

）安定组沉积过程中气候干旱程度渐增，（三）沉积特征。（1

湖水愈来愈浅，数次矿化。湖底多次暴露水面，层面发育溶沟，溶孔和干裂。（2）岩性以碳酸盐岩为主，泥岩次之，少量碎屑岩。分别占全组的61.6%，30%，7.24%。且碎屑岩多居下部。（3）岩性，，岩相、厚度均较稳定，易对比。水平层理发育，波状，洪水层理较少，为静水或弱流动水环境。（4）生物化石丰富。多半岩层不同程度的含有生物化石，以鱼类，介形虫，软体动物为多，少数生屑可占岩石组分：的20%，甚至高达66～85%。

（上接第186页）

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!公共空间。参考文献：

[1]王珂，城市广场设计[M]，1999.[2]郑宏，广场设计[M]，1999.

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使行人与车辆互不干扰，使其成为一个通向社区各个角落的交通枢纽，最大限度的避免车行冲突，使整个广场高效运转，在地面铺装的选择上，要使软质铺装与硬质铺装交错连接，达到美观与实用性相统一，成为一个供人员流散和集中的合理有效的