交通信号灯硬件电路的设计与软件的系统编程

摘要根据8051单片机的特点及交通灯在实际控制中的特点，本文提出一种用单片机自动控制交通灯及时间显示的方法。同时给出了软硬件设计方法,设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤，对在单片机应用中可能遇到的重要技术问题都有涉足。本文对十字路口状态预设为两种，一种是正常状态，另一种是故障或紧急状态，并分别用黄、红、绿色灯的不同组合来表示。本文介绍了控制基本原理以及控制的表现，同时也介绍了城市交通信息系统的设计目标,开发途径及其系统结构与功能和数据地理编码、建库,同时,论述了系统中交通现状、交通管理、交通规划及背景信息查询模块的建造及应用。介绍了用于城市交叉路口的三色程控交通信号时间显示器的研制方案，对其电源供电、发光二极管构成的负载结构、灯色时间检测都给出了精巧合理的优化结构，大幅度地提高了产品可靠性并降低了制造成本。关键词：8051单片机；交通灯；自动控制；时间显示器；软件；硬件；定时器；延时；外部中断Abstract级Ac园co必rd梨in厉g璃to因t稿he黑f适ea逮tu另re阴o政f奉SC裤M8协05品1踢an璃d伤th辫e贿c抽ha现ra女ct害er追is庸ti限cs驱o敞f佳tr音af烘fi鹿c屡li谷gh安ts刘i墨n蓄re蜻al亿c温on同tr酬ol床,西th耀e吸ar筹ti野cl亚e礼pu摸ts糖f震or澡wa住rd禾t让he舒m脚et皇ho翅d村of示u您si指ng割s疗ig购le窄-c牛hi含p窗mi根cr条oc译om这pu渗te特r勇to先c毯on采tr啊ol格a物ut产om教at误ic怒al富ly耀t权he琴t致ra礼ff挑ic曲s厅ig剪na娃l张li梦gh丘ts馅a萍nd坑t伤im疾e-炸sh傍ow貌.T汇he樱m怎et犯ho救d绢of运r淡ea江li饲za恶ti以on惕o堤f箱ha玉rd渗wa截re蛮h冬as预a甜ls胞o阅be嫌en叶g弃iv量en孕,t垂he归w机ho笋le夏p款ro白ce蛮ss奔i叉nc狂lu旷de匙d标ha书rd趟wa晕re兆c亡ir钩cu板it炼d第es悟ig经ni疫ng零a仍nd拔p赴ro第gr蕉am南d巷es剖ig标ni总ng窄,i磁n棋wh巷ic刻h冻so脆me罚i洗mp孙or桂ta眉nt篇t轮ec喊hn杠iq吩ue班p勺ro活bl烫em况t独ha误t宪ma花y倦me烘et随d葡ur滤in毛g秩th碧e横us摩e呆of率S滨in恰gl吧ec责hi铲p巨in定vo桃lv扁ed玉.贩In啄t李hi叔s描pa古pe型r，租th简e厅st守at张e傲of罪c喝ro吨ss花in霸g灰wa胆s泽de华si滴gn哪ed模a萝s啊tw甩o腰st底at捐es馆.O炼ne毒i逆s垒no木rm芒al手,a惧no房th罗er朴b羊re壳ac傍kd劳ow携n泥or恩妹ur糠ge表nt龙,w信hi酱ch役a何re界e悠xp惩re携ss赠ed尸w运it泽h寺di从ff庸er坏en编t浴co赢lo茫ur恶l境am计p级na添me饲d泻ye屈ll蔬ow碍、r泼ed椒a光nd烛g哈re位en喜.T照he棒b不as买ic蠢p系ri米nc股ip熟le坏a疲nd疗m咏et临ho慨d搂of树c船on缴tr传ol内li页ng但a淘re元i塌nt吧ro奸du监ce欣d.范In掏t之h捉is坦p秋ap绵er摘,妙th塑e扰de坚si遣gn消g乔oa按ls赔,母de造ve金lo音pm澡en合t亩w矿ay迅s,饭s雄ys台te陈m旬st底ru脆ct谢ur赖e,最s脚ys血te根m荐fu竹nc燃t眼io肉ns绍,往ge其og派ra洋ph迈ic休c弦od致es芽a坊nd收d虽at断a族b辟as凳e遭of新t久he氏U料rb倡an弄T汤ra菜ff索ic箱I宫nf弄or铁ma添t交io烦n叉Sy甲st主em均(U略T及I武S)抖w斤er吵e丹p文re钞se环nt共ed朴.烫Fu绸rt鸽he愁rm蜓or荣e,栏t线he密d呆ev岂el盼op粉me效nt星a犹nd吩t毅he计a概pp中li晌ca掩ti倘on意t编es包ts旦o脊f蜜th歉e望tr绍af忙fi隔c由si己tu驾at笑io灭n慧mo夺de惩l,昏t脏he吩t季ra煤ff善ic年m凝an析ag振em夫en染t朵mo香de糊l,暂t渴he新t限ra度ff烘ic惯p墓la锈n乱mo蹦de萌l以an兽d存th引e办ba仓ck展gr存ou民nd米i庙nf闷or敲ma寿t茫io架n箩in额qu暂ir忙em乌en欺t匹mo良de岗l摩of晌U责T昆I芽S贯w塔er妄e续di咐sc织us腿se段d.鞭Th拦is忠p语ap淹er御i朽nt同ro饱du刑ce僻s训th叫e吴de开ve名lo茧pm该en多t支sc姥he凤me侦o牙f继th携re与e-养co练lo拉ur拦p房ro朗gr么am扰ma税bl岩e俊tr异af约fi抽c锁si飞gn赠al垄t中im叮e挎in完di租ca叨to掠r编us贺ed胞i纤n成th偏e公le慢ve木l-挥cr震os波si令ng纵o尘f舟ou掉r纺ci厨ty恒,a它nd扎g框iv书es利i狱ts寇p脚ow最er巨s颠up念pl竟y,该lo脸ad锁交co韵ns扩tr屿uc化ti张on芦m粱ad零e条by钟L冬ED续a跳nd省t位im嚼e禽de它te恐ct帖io据n鸟of低t督ra付ff呈ic告l肯am释p掏co恶lo注ur慎a仍r先ea逝so棍na呢bl坏e晕op撕ti悼mi果ze搅s射tr筝uc见tu弟re抵.T弄he录r工el达ia唱bi护li氏ty聋o腐f炒Pr饶od道uc絮t倘is翁s佣ub偏st恐an摘ti敢al核ly须im基pr铸ov黑ed功w份hi染le尽t咏he笨c沟os伐t那is障r险ed旅uc抖ed孕.胞Ke腥y腾Wo毁rd著s:擦SC斜M8蛛05岛1；抵tr唉af递fi包c俭li锋gh姜ts岸；悬au零to仁ma当ti晋c薪co摇nt短ro胜l势；砍ti多me洒i泉nd蓄ic三at镜or厌；岗ha侵rd娱wo袭re疤；s艘of大tw烂or渠e勇t愁im用er献；d嫁el维ay景；钩ex牛te怨rn俗al唐i劣nt京er给ru周pt引言担交通秧的发塔达，烛标志挤着城旬市的际发达患，相熟对交跃通的旋管理弯则显柜得越疯来越制重要扛。对衰于复辫杂的巴城市恭交通掠系统暂，为怨了确税保安漏全，络保证抖正常币的交顿通秩怖序，采十字少路口课的信词号控撤制必绘需按却照一斗定的米规律知变化织，以搜便于喘车辆虾行人笋能顺立利地盐通过漠十字播路口勺。考猪虑到她单片默机具掘有镰物美希价廉名、功蹦能强晨、使脑用方恨便灵庸活、哗可靠超性高污等特旺点借，拟嫌采用衫MC环S臣-败51宅系列日的单希片机验来实尺现十探字路铸口交旅通信讽号灯绳的控葛制。占正常决情况捕下肥，灶十字级路口制的红暗绿灯国应交诞替变侧换郑，袭考虑荐紧急墓情况后下详，淘如有绿救护宴车或悉警车四到来墙时揭，岭应优融先让阳其通恋过欠。轮在本圾文中万，察用发贯光二裹极管爱来模虏拟信斯号灯帖，恳救护目车的升优先折通过饭请求镇信号废由外连部中跨断技菜术来商模朱拟趋。阶要求常使用拒川80锐51颗定时仿器兼/照计数拼器蔽0捐作为梢定时茎器跑，漏假设拦南北陡和东滩西的都通车急时间箱都为败3漂0印s偿，菜外部前中断候的延右时为甲10德s嗽储，枕要求粘对通凭行时每间进刘行倒利计时到，跳从留P1拾篮口输纽出，攀在浙LE锻D蓄上显增示援并进辆行递东减。样以此浓来实括现十索字路役口交瞧通灯庄的指怨示功阁能。产交通洽灯在糖安全捧行车球过程紫中起吧着十罪分重服要的裹作用粗,洽现在改交通震灯一处般设寇在十数字路裹口吧,手在醒虾目位花置用橡红、险绿、黄黄三查种颜代色的喝指示恳灯炊,搜加上录一个静倒计可时的堡显示汗计时健器来伍控制床行车掌,执对于疑一般唐情况狡下的而安全毫行车卡、车秀辆分污流发规挥着观作用侍,奏但根志据实浙际行嚷车过停程中哭出现愧的情蝶况校,侧主要稍有如尤下几挺个缺暗点坐:欣1扶两车灶道让甘车轮处流放陆行时控间相伶同且权固定声,陵在十乔字路炼口宝,能经常争一个咱车道织为主走干道诉,冲车辆甚较多太,省放行萝时间私应该恶长些品;贪另一以车道酬为副米干道忧,佣车辆选较少膏,呢放行跌时间浆短些样。减2育没有饥考虑木紧急许车通证过时甩,恼两车巧道应隐采取鉴的措廉施爱,向譬如炼,雹有消劣防车粉通过碗执行痒紧急愈任务话时宵,劳两车吩道的概车都革应停徒止暴,兽让紧瘦急车贤通过幸。根裕据行歪车过悬程中担出现创的实矛际情绑况燥,尝如何源全面父有效快地利孕用交氏通灯盖指示签交通拼情况娘,初本人肉尝试稼用单始片机那来控穴制交诞通灯异,驱在软填、硬另件方及面采膛取一赔些改份进措个施预,谨使交怪通灯表在控焦制中蜜灵活乡而有梢效。川传统骑的交冰通灯攻控制比系统愤,炒采用具的基覆本上摄是红3狐种控筑制方那式。痛手按除:青交警衡在岗搂亭值效守法,圆人为品进行秤红掀绿灯亭改变蹲;比黄闪蜜:粉夜间琴无人找值守望时蝶,乒用每优秒巾1价次的亲黄灯需闪亮瑞,输提醒袜司机豆安全掉驾驶飞;逃程控史:加以眼60盯s侧作为驱一个番时间葛单位后。某需一方并面欣(院例南随北方钉向声)涌红黄禾绿三舅灯的注工作押程序亩分别赛是兵:盈红灯虎先亮叮30歪s,羊搜然后闹绿灯喷亮书28本s,寇汪再绿行灯闪陈亮摸3s包(吃每秒状1贯次务)佛,悠最后鄙黄灯工亮纽2s方。毒此时座,蚁另一甲方向热(渡东西放方向睛)祖红黄花绿三泊灯的慰工作订顺序晌相应丰为挪:匆绿灯陕亮婶25盏s,况甩绿灯悉闪亮购3s拜(数每秒召1或次权)兰,耽黄灯拜亮细2s歼,例最后肃红灯呆亮优30便s狠。此填后以挑60放s挨作为耍时间症单位负进行诵上述垮的反京复循循环茶,选较为混合理究地解鹅决了丑十字盘路口来的交右通调顷度问岗题。规但红撕绿灯铸的工暖作顺钻序及严时间帆都是树固定裕的歌,遣缺乏吧灵活纺性。起采用群该椒3禾种方猪式能懂解决咸一般原岗亭挣的交公通灯受控制帜。但长重点皆岗亭施仍需锣要有叹2占人以侧上同绸时值似班己,阻保证呢有事姥要处知理时尖,个仍能互保留寒一名零交警湾负责携对交棍通灯绩的控英制。慢而此鹅时若规想采按用程民控方衬式英,吩交警后将无姑法对器交通供灯再优人为适地加掉以管逼理。银难以讨再科匆学地苹指挥辰车辆斜的通满行今,宜有效捏地解久决交董通堵词塞问既题。雅例如尸当南割北方域向车侦流量揭很大榆时生,雹程控你方式妻下的宪南北叼方向荒绿灯性无法结保证恶开放币更长倒的时舟间贫,拳以缓跑解交鸭通拥门挤的环问题莲。守当前疏，交心通事县业蓬纽勃发抗展，济交通及流量皆年年以增长修，大军、中拐、小名城市启的汽积车、敬摩托冤车等逐各种奥车辆璃与日费俱增没，道铲路交犯通繁耀忙，鸦经常毒有严桶重堵盘车现筒象，跨特别忧是拐在交摊叉口株，机扇动车共、非色机动战车、润行人嗓来往厚非常水混乱衰，为碍了在待叉口裹的各荒条干壮道实赛现合票理的叫科学章分流通。本今人根练据单得片机和具有钩物美勒价廉许、功遥能强裹、使匆用方百便灵尺活、腔可靠它性高淡等特雁点，偷提出垂了一验种用架MC格S-柴51偿单片奏机自鸦动控罚制交乓通信脆号灯索及时浴间显摧示的个方法轰，同早时给篇出了茂软硬胡件的疏实现窃方法吊，为技交通砍指挥以自动谜化提本供了茎一种赢新的丘廉价申手段绸，具较有一特定的用推广只意义惩。思交通抓信号矮灯硬违件电挤路的果设计游1.潮1交境通信渗号灯嗽的作提用及盆工作砌原理尸：适厘怜一般费情况忍下，返红绿慕灯设腔在十赤字路召口，赏或在篇多干过道的曾叉口顷上，果目的逃是为盈了调大整叉煎口锁的交奋通秩聋序使仇各干娇道来纹往车换辆能隶够有等条不唯紊地疗行驶存，否给则将棚造成乳意想版不到姻的严岸重后政果。浪当然塌在叉堆口设足置合溜理的掠红绿我灯后密，也欣可大冬大减三少交排通管忧理部文门的轰人力逃、物跨力。认叉口搭交通敏信号霜等的摄基本末作用佛：红准灯亮巴表示嗽车辆搜、行达人禁舟止通哨行，肺绿灯塌亮表喊示车倘辆、休行人层可以翅通行股，绿肆灯转册换成诚红灯由前几妄秒，凭可用史黄灯月亮来出暗示乔驾驶役员或撒行人存即将栽禁止呜通行浑。该鬼系统遵的屏户幕时虚间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