1、单片机在大型十字路口交通灯设计中的应用 摘要：随着人们生活水平的提高，汽车已经成为了一种大众消费品，这使人们对交通安全更加关注。而十字路口的交通灯是交通安全的重要组成部分，本文针对大型十字路口的交通灯控制进行说明，并且提出使用单片机在开环系统中进行控制，将大型十字路口中的交通灯的控制和设计进行分析，使其具备良好的指导作用，望广大同行给予肯定。关键词：转向；单片机；交换交通安全是城市发展的前提，所以在交通等设计中，将大规模集成电路作为了主要的发展内容，并且在计算机的应用中使功能性得到提高。在这其中单片机是整个交通等设计系统中的重要分支，并且单片机承担着主要的系统控制，从信息采集到分析、处理、发布
2、，本文以十字路口的交通灯灯设计为例，将单片机的主要控制方法进行分析。一.某大型十字路口中交通等的设计标准本路口处于某市的主要交通干道，随着新道路开通，增添了本路口，其设计标准如下：交通等的纵向和横向交通灯的交换时间被设定为 60 秒,进行一次交换。交通等设有红黄绿三种等，在红灯向绿灯转换时，需要在黄灯处停留 6秒。如果其他方向路口有等车现象，黄灯时间缩短到 3 秒。当有突发事件时，救援车辆路口为路灯，其它方向都为红灯，当救援车辆通过时，交通灯需要自动恢复。以上为交通灯的设计标准，在这以前提下我们需要对系统提出要求，要求其必须具备以下几个特点。交通灯系统属于没有反馈的开环控制系统，车流量控制整个
3、路灯指示，这就要求单片机处于一种自动开关的状态，同时单片机在交通灯控制中还发挥控制器作用，这使其处于一个开关输出量。在程序运行的过程中，同一方向能够申请另一方向使其自动终止绿灯，能提前让本方向车通过。但是需要在一方面无车辆 6 秒以上。系统设置有非屏蔽中断功能，当救援车辆在通过信号的同时，可以提前通过开关的形式接受到中断信号，这种中断形式属于非屏蔽中断。二.交通灯控制系统硬件配置CPU 为整个系统的核心构件，其运行速度不得小于 3.0GHz，这样才能保证其对信号的接收和控制。读存储器必须具备足够的容量，要使其能够储存厂家设置好的单片机运行程序。随机读写器要能够做到即时存储，要能够控制随时记录的
4、交通同灯信息。系统控制显示器可以选择 LED 显示器，并且在编制程序的过程中，可以使存储内容，和信息正确性得到体现。系统的横向芯片是并行输入/输出接口,使用其中的 P 横向口和 P 纵向口,它们都有 8 个并行引出线作为输入和输出的端线。REL 为继电器板,其中有 6 个继电器接 P 横向口的 6 条输出线,用于控制横向和纵向的交通灯;G 纵向或门板是一个门电路组件,其中装有两个输入口,分别检测横向向和纵向向的状态。整个系统能够为 4 个街口有紧急车辆通过的公共输入端口。三.系统的工作过程首先可以以横向绿灯为标准，先为亮，保证横向通行，而纵向为红灯，保证其不通行。当 60 秒后就进入了一个循环
5、当 60 秒过去后纵向就要为绿灯，横向为红灯，这时证明路口的系统设计正常，可以进行车辆运行。如果在横向绿灯亮而纵向红灯亮时,横向在 6 秒钟内没有检测到车辆通行,而纵向有车辆在等待时就可以依照程序进行转跳，这使信号会按照横向绿灯灭而纵向红灯灭;横向黄灯和纵向黄灯亮 3 秒;横向红灯亮而纵向绿灯亮,同时横向、纵向向黄灯灭。这时，如果纵向的车辆要通行，并且保证程序为正常循环时，过 60 秒系统就会转为横向车辆通行。如果在同一时刻有救援车辆，无论任何方向，都会直接转换给救援车辆车道为绿灯。这时黄灯转换,横向、纵向方向直接亮起红灯,几个车道全为禁止通行。四.系统软件设计根据上面设计的交通规则,可以设计
6、出下面的流程:程序开始后,就对横向向进行测试,如果横向,表示横向有车要求通过,则程序转至系统程序端并且输出灯色模式横向;否则转至信息收集端并且输出灯色模式纵向。如果横向、纵向向都没有车辆通过时,则对系统继续进入循环测试,同时维持原来的输出状态不变。在循环测试的过程中,如果检测到某一方向有车通过,则横向(或者纵向)=1,其控制流程为图中的左半部分(或者右半部分)。当有紧急车辆通过时,CPU 的非屏蔽引脚 NMI 为低电平,则进入紧急车辆程序。紧急车辆通过以后,程序就会进入控制流程。五.相关指标分析十字路口中，如何实现交通灯两点完整、准确的完成交互，就成为了整套系统的重点。虽然交通等在转化过程中将
7、各个方面都加入了考虑范围，所以在控制灯进行转换中，单片机发挥了重大的作用，同时在季节不同的情况下。交通灯的两点时间必须能够自行改变。但是一个开环控制系统中，所有数据都是被事先设定好的，这就说明不能通过单一改变参数的方法来改变灯亮的时间，需要设定一个人机互换，所以提倡使用计算机设置的方法来完成电亮时间的调整。同时在显示中必须和定时器设定出相应的程序，最后转化为 LED 显示倒计时。但是正如本交通灯在设计原则中要求的那样，遇到紧急事件时，系统必须自动为紧急问题方向的车道让路，除了救援车辆行驶方向外，其它的灯都必须保证红灯，并且能够使救援车辆能够能够顺利通过，当车辆通过后。红灯必须马上中断，同时还要
8、使系统具备有线中断能力，要视交通堵塞的情况而定，在交通等进行自动调整的过程中，交通等的红绿灯在点亮和熄灭中要保证一定的时效性。繁忙方向的红绿灯点亮时间要适当缩短。而在空闲时间需要合理加长。我们在实际设计中针对红绿灯的亮和熄灭时间进行合理的调整，要保证系统具备24 小时时钟功能，这样就能最大程度的时高峰期和正常时间段进行区分。结束语本文以某个单片机为例，但是需要说明的是单片机不只有这一种信号，在数据信息爆炸的当代，软件系统设计出的程序可以完成实行多交通灯的控制，这使单片机在应用方面有着更加广阔的前景。参考文献1王晓萍,陈嫄嫄.单片机在十字路口交通灯控制系统中的应用J.十堰职业技术学院学报.2010 年 06 期2杨欣宇,朱恒军,赵硕,李诚.基于 AT89C51 的实时交通监控系统的研究与模拟J.微计算机信息.2007 年 05 期3杨宇,曾谢华,佟云峰,谭可.基于 RTX51 实时操作系统的交通灯控制应用J.昆明冶金高等专科学校学报.2011 年 03 期
