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单片机控制交通灯设计方案 摘要：十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方 式很多。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词：单片机交通灯闯红灯检测车流量 1单片机概述 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇 具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于 控制领域，故又称为微控制器。 2系统硬件设计 2.1交通管理的方案论证 东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、 黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止 通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态 即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时 间。设东西道比南北道的车流量大，指示灯燃亮的方案如表2。 表2说明：
（1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可 通过；南北道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。时间为 60秒。
（2）黄灯闪烁5秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。
（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯， 南北道车辆禁止通过，行人通行。时间为80秒。东西方向车 流大通行时间长。
（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这 样行人和车辆就能安全畅通的通行。
（5）此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。 2.2系统硬件设计 选用设备8031单片机一片选用设备：8031弹片机一片， 8255并行通用接口芯片一片，74LS07两片，MAX692'看门狗' 一片，共阴极的七段数码管两个双向晶闸管若干，7805三端稳 压电源一个，红、黄、绿交通灯各两个，开关键盘、连线若干。 2.2.1系统总框图如下： 2.2.2系统工作原理
（1）开关键盘输入交通灯初始时间，通过8051单片机P1 输入到系统
（2）由8051单片机的定时器每秒钟通过P0口向8255的 数据口送信息，由8255的PA口显示红、绿、黄灯的燃亮情况； 由8255的PC口显示每个灯的燃亮时间。
（3）8051通过设置各个信号等的燃亮时间、通过8031设 置，绿、红时间分别为60秒、80秒循环由8051的P0口向8255 的数据口输出。
（4）通过8051单片机的P3.0位来控制系统是工作或设 置初值，当.牌位0就对系统进行初始化，为1系统就开始工作。
（5）红灯倒计时时间，当有车辆闯红灯时，启动蜂鸣器进行报警，3S后然后恢复正常。
（6）增加每次绿灯时间车流量检测的功能，并且通过查询 P2.0端口的电平是否为低，开关按下为低电平，双位数码管显 示车流量，直到下一次绿灯时间重新记入。
（7）绿灯时间倒计时完毕，重新循环。 3.控制器的软件设计 3.1每秒钟的设定 延时方法可以有两种一中是利用MCS-51内部定时器才 生溢出中断来确定1秒的时间，另一种是采用软延时的方法。 3.2计数器硬件延时 3.2.1计数器初值计算 定时器工作时必须给计数器送计数器初值，这个值是送到 TH和TL中的。他是以加法记数的，并能从全1到全0时自动 产生溢出中断请求。因此，我们可以把计数器记满为零所需的 计数值设定为C和计数初值设定为TC可得到如下计算通式： TC=M-C 式中，M为计数器摸值，该值和计数器工作方式有关。在 方式0时M为213；在方式1时M的值为216；在方式2和3 为28 3.2.2计算公式 T=(M-TC)T 计数 或TC=M-T/T 计数 T 计数 是单片机时钟周期T CLK 的12倍；TC为定时初值 如单片机的主脉冲频率为T CLK 12MHZ，经过12分频 方式0TMAX=2 13 *1微秒=8.192毫秒 方式1TMAX=2 16 *1微秒=65.536毫秒 显然1秒钟已经超过了计数器的最大定时间，所以我们只 有采用定时器和软件相结合的办法才能解决这个问题. 3.3时间及信号灯的显示 3.3.1 8051并行口的扩展 8051虽然有4个8位I/O端口，但真正能提供借用的只有 P1口，因为P2和P0口通常用于传送外部传送地址和数据，P3 口也有它的第二功能。因此，8031通常需要扩展。由于我们 用外部输入设定红绿灯倒计时初值、数码管的输出显示、红绿 黄信号灯的显示都要用到一个I/O端口，显然8031的端口是 不够，需要扩展。 扩展的方法有两种（：1）借用外部RAM地址来扩展I/O端 口；
（2）采用I/O接口新片来扩充。我们用8255并行接口信片 来扩展I/O端口。 4结论 本系统就是充分利用了8051和8255芯片的I/O引脚。 系统统采用MSC-51系列单片机Intel8051和可编程并行I/O 接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能 根据实际车流量通过8031芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时 间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示（交 通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过8255的PC口输 出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并 可通过双位数码管显示。。系统不足之处不能控制车的左、右 转、以及自动根据车流改变红绿灯时间等。这是由于本身地理 位子以及车流量情况所定，如果有需要可以设计扩充原系统来 实现。 参考文献： [1]张毅坤.单片微型计算机原理及应用，西安电子科技大学出版 社1998 [2]余锡存曹国华.单片机原理及接口技术[M].陕西：西安电子科 技大学出版社，2000.7 [3]雷丽文等.微机原理与接口技术[M].北京：电子...
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