本文介紹的交通燈控制系統與目前國內一般的交通燈控制系統相比較，具有一定的優勢，具體體現在以下幾方面：

1）控制參數可以靈活調整。目前，城市交叉口大多采用定周期控制方式，一旦周期和綠信比選定之后就不再變化，這樣就有可能造成信號燈控制信號與實際的交通流量不適應。因此，只有周期、紅燈時間、綠燈時間等控制參數可根據交通流的實際情況來調整，才能更好地控制交叉口的交通，減少車輛延誤和提高交叉口的通行能力。

2）相位可以變換。針對一個實際的十字路口，兩相位控制交通流簡單，效率高，但沖突點比較多，安全性較低。而4相位由于消除了左轉車輛造成的沖突，安全性很高，但在小交通流的情況下，交通效率低，因此，如果能根據交通流量的大小和車輛的轉向比例來進行相位變換，交叉口交通會更有秩序，控制效果也會更好。

3）緊急車輛通行控制。當緊急車輛執行緊急任務通過某個交叉口時，不管原來交通燈的時序怎么樣，2車道都應禁行，讓緊急車通過。緊急通行的控制可以通過緊急通行按鈕來實現。

4）“黃閃”控制。在夜晚特別是午夜時分人流和車流較少的情況下，可對此交通信號燈執行“黃閃”控制，以提高通路口通行效率，減少不必要的等候時間。此時，交通燈由原來的多相位變為單一的黃燈閃爍。

1、系統硬件設計

1.1、硬件

本系統主要由單片機控制系統、按鍵模塊、串口通信模塊、LED顯示模塊、交通燈顯示模塊等組成，如圖1所示。其中，單片機系統為系統的主控制器，用以控制其他模塊協調工作；按鍵模塊采用外部中斷INT0的方式；串口通信模塊采用RS—485接口；LED顯示模塊用以顯示交通燈控制參數；交通燈顯示模塊用以顯示各車道的通行情況。

圖1 ?系統硬件

1.2、單片機控制系統及基本電路

本系統采用AT89C52芯片作為核心控制器件。它的P0、P2口用于數碼管顯示控制，P1口用于交通燈顯示控制，按鍵處理主要用中斷的方式進行，特別加入了“看門狗”電路以保證該系統的穩定性。單片機基本外圍電路如圖2所示。

1.3、按鍵控制模塊

按鍵控制模塊由AT89C52芯片的P3口控制，電路如圖2所示。當某個鍵按下時，產生的負脈沖通過編碼器74LS148的GS致使INT0中斷，單片機響應這個中斷，并讀入74LS148的編碼信息，從而根據按下不同鍵進行相應處理。

圖2 ?單片機基本電路及按鍵控制電路

1.4、LED顯示模塊

LED顯示模塊包括控制參數調整顯示模塊和交叉口倒計時顯示模塊2部分，此2部分的8位LED均采用動態顯示方式，即將所有數碼管的段碼線相應段并聯在一起，接到P0口，用P2口的各位對各個LED進行控制，從而實現對LED的定時選通。

1.5、交通燈顯示模塊

交通燈顯示模塊由單片機的P1口進行控制，用32個發光二極管模擬此交叉口的車道交通燈（交叉口4個方向的直行綠燈、左轉綠燈、紅燈和黃燈），以及各路口人行道的交通燈。

1.6、串口通信模塊

在該模塊中，采用RS—485接口完成上位機或相鄰交通燈控制系統與單片機的通信，從而實現該系統的控制、調試與報警。RS—485接口具有良好的抗噪聲干擾性，較長的傳輸距離和多站能力，其串行口電路圖如圖3所示。

圖3 ?串行口電路

2、系統軟件設計

2.1、主程序

主程序流程圖如圖4所示。該程序主要完成交通控制參數的初始化，中斷的觸發方式，定時器T0的初始化，開中斷和開定時器，信號相位狀態的控制，然后循環調用顯示子程序的工作，從而實現對交通燈的控制。

圖4 ?主程序流程

2.2、按鍵中斷程序

按鍵采用中斷的工作方式，當按下某個鍵時，單片機響應中斷，進行相應的處理，其程序流程如圖5所示。

圖5 ?中斷程序流程

2.3、LED顯示程序

8位LED顯示采用動態顯示方式。在某一段時間，單片機P2口控制只讓某一個LED處于選通狀態，通過P0口輸出相應位置要顯示的字符段碼。同樣在下一段時間，可以讓下一個LED顯示需要顯示的字符，如此循環，可使每一個LED顯示需要顯示的字符。每一個LED顯示的時間非常短，使得人的眼睛感覺LED是同時顯示的。

2.4、相位控制程序

本系統可以進行2相位和4相位的控制，4相位控制流程如圖6所示。2相位控制即給東西方向（左轉、直行、右轉）1個相位，南北方向（左轉、直行、右轉）1個相位，控制流程較為簡單，限于篇幅，2相位流程在此不予列出。

圖6 ?4相位交通控制流程

3、系統Proteus仿真

Proteus軟件（英國LabcenterElectronic公司的EDA工具軟件）的ISIS是電路分析實物仿真系統，支持單片機軟件、各種電路和IC的仿真。先用ISIS搭建系統的硬件電路，然后用keil軟件編寫C51程序，編寫好源程序后，對其進行編譯，使其生成Hex文件，再把此文件導入ISIS單片機AT89C52中對系統進行仿真，其仿真畫面如圖7所示。

圖7 ?系統的Proteus仿真畫面

4、結語

基于單片機的多功能交通燈控制系統充分利用AT89C52單片機芯片，提高了系統的可靠性和穩定性。系統設計簡便、實用性強、操作簡單、程序可靠。應用此系統可簡便靈活地調整十字路口的控制參數，使緊急車輛及時順利通過，更重要的是，可根據十字路口的實際情況（交通流量的大小、左轉車輛的比例等）靈活選擇簡單的兩相位控制或保證安全的四相位控制，這對于靈活有效地利用交通燈控制行車安全、車輛分流、減少交通事故的發生有一定現實意義。另外，還可在此系統基礎上進一步完善和改進，如加入左、右轉車輛的檢測，語音提示功能等，以使交通燈控制系統更趨于智能化和人性化。
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