智能交通灯设计与实现

辽宁工程技术大学

集成电路EDA技术课程设计报告

题目：智能交通灯设计与实现

指导教师：李淑艳

院（系、部）：电子与信息工程学院

专业班级：电子09—2

学号：0906040216

姓名：穆加林

日期：2012.06.18

智能交通灯设计与实现

摘要：

智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行,实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题。在城乡街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行；黄灯亮,表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮,表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口城乡交通管理自动化。

本文为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化。分析应用了单片机实现智能交通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。

关键词：交通信号灯单片机

一. 技术指标

1) 设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向和东西方向两个交叉路口

的车辆交替运行。

2) 每次绿灯变红灯时,要求黄灯先亮5S,才能变换运行车辆。

3) 东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用数码管显示器进行显示（采用倒计时的方法）。

4) 同步设置人行横道红、绿灯指示。

5) 考虑到特殊车辆情况，设置紧急转换开头。

二. 智能交通灯的方案选择

1) 智能交通灯的研究现状

其实,用红黄绿三色来作交通讯号和人的视觉机能结构和心理反应有关。

我们的视网膜含有杆状和三种锥状感光细胞。杆状细胞对黄色的光特别敏感，三种锥状细胞则分别对红光、绿光及蓝光最敏感。由于这种视觉结构，人最容易分辨红色与绿色。虽然黄色与蓝色也容易分辨，但因为眼球，对蓝光敏感的感光细胞较少，所以分辨颜色，还是以红、绿色为佳。

颜色也有活动的含意，要表达热或剧烈的话，最强是红色，其次是黄色。绿色则有较冷及平静的含意。因此，人们常以红色代表危险，黄色代表警觉，绿色代表安全。

而且，由于红光的穿透力最强，其他颜色的光很容易被散射，在雾天里就不容易看见，而红光最不容易被散射，即使空气能见度比较低，也容易被看见，不会发生事故。所以我们用红色表示禁止。

2) 智能交通灯的设计方案

针对道路交通拥挤，交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术提出了软件和硬件

由于AT89S51单片机自单带有2计数器，6个中断源，能满足系统的设计要求。用单片机设计不但设计简单，而且成本低，用其设计的交通灯也满足了要求，所以本文

采用单片机设计交通灯，系统构图如图1所示：

图1系统结构框图

三. 智能交通灯方案的实现

根据设计任务和要求,可画出该控制器的原理框图, 为确保十字路口的交通安全，往往都采用交通灯自动控制系统来控制交通信号。其中红灯亮，表示禁止通行；黄灯亮表示暂停；绿灯亮表示允许通行。

1)控制器的系统框图如图2所示

图2 交通灯控制器系统框图

2) 电路图

智能交通灯电路图如图3所示。

3) 智能交通灯系统的组成

交通灯系统由四部分组成：车检测电路，信号灯电路，时间显示电路，紧急转换开关。

4) 工作原理

十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。有一个主干道和一个支干道的十字路口如图3-1所示。每边都设置了红、绿、黄色信号灯。红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟，以便让停车线以外的车辆停止运行。

Ⅰ、信号灯电路

信号灯用来显示车辆通行状况，下面以一个十字路口为例，说明一个交通灯的四种状态见图5。每个路口的信号的的转换顺序为：绿——>黄——>红，绿灯表示允许通行，黄灯表示禁止通行，但已经驶过安全线的车辆可以继续通行，是绿灯过渡到红灯提

示灯。红灯表示禁止通行，绿灯的时间为20秒，红红最短时间为25秒，黄灯时间为5秒。

Ⅱ、时间显示电路

在交通信号灯的正上方安装一个可以显示绿灯通行时间，红灯等待时间的显示电路，采用数码管显示电路是一种很好的方法。由于东往西方向和西往东方向显示的时间相同，南往北方向和北往南方向显示的时间也相同，所以只需要考虑四位数码管显示电路，其中东西方向两位，南北方向两位，两位数码管可以时间的时间为0-99秒完全可以满足系统的要求。

四. 智能交通灯方案的仿真图

五.结束语：

1、能实现的功能

交通灯的状态转换和计时时间的显示，基本能实现甲、乙道路直行和转弯灯的显示功能。

2、不足之处

设计过程中用的芯片太多。

传统的定时交通灯控制还是起到了一定的作用，但随着社会的高速发展，城市化日益完善，车的数量必然增多，给交通的压力也增大，这是传统的交通控制等已经无法满足现在的通行状况，功能还不够完善。交通灯红、黄、绿时间还不能按交通紧松完成手控调整,软件编写实现功能还不能很好控制硬件。

通过这次设计，掌握了对Proteus的基本使用方法，掌握了一些单片机的使用及构造知识，对单片机有进一步的认识。设计中遇到的问题也可以通过自己的查询和同学的帮助解决，锻炼了自己的独立思维能力和动手动脑能力。要有一个明确的目标和一颗团结合作的心，还要保持一个良好的心态，才能把设计做得更好！

参考文献:

1、陈大钦主编《电子技术基础实验》高等教育出版社2004年

2、陈梓城主编《电子技术实训》机械工业出版社2003年

3、吴黎明主编《单片机原理及应用技术》科学出版社2003年

4、李学海主编《标准80C51单片机基础教程》北京航空航天大学出版社2006年

5、刘乐善主编《微型计算机接口技术及应用》华中科技大学出版社2004年附录：附智能交通灯控制程序：