單片機(jī)智能交通燈論文
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摘要：本設(shè)計(jì)的目的在于設(shè)計(jì)出一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的、性價(jià)比較高的智能交通燈的控制系統(tǒng)。在對(duì)目前交通控制進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，采用檢測(cè)傳感、實(shí)時(shí)調(diào)整智能化控制的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。系統(tǒng)包括直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、以及基本的交通燈的功能，能夠根據(jù)十字路口雙車(chē)道車(chē)流量的情況控制交通信號(hào)燈按特定的規(guī)律變化。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和在緊急情況下能夠手動(dòng)切換信號(hào)燈讓特殊車(chē)輛優(yōu)先通行等。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能交通燈；AT89C52；傳感器
1單片機(jī)介紹
1.1單片機(jī)的含義
單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，又稱微控制器，嵌入式微控制器等，屬于第四代電子計(jì)算機(jī)。它把中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路以及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器集成在一塊芯片上，適合應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制、智能儀器儀表和測(cè)控系統(tǒng)的前端裝置。
AT89C52系列單片機(jī)，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。
1.2單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的功能要求
本設(shè)計(jì)能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號(hào)發(fā)生，還能進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，車(chē)流量檢測(cè)及調(diào)整，交通違規(guī)處理和緊急處理等功能。
�、诺褂�(jì)時(shí)顯示。倒計(jì)時(shí)顯示可以提醒駕駛員在信號(hào)燈燈色發(fā)生改變的時(shí)間、在“停止”和“通過(guò)”兩者間作出合適的選擇。
⑵車(chē)流量檢測(cè)及調(diào)整。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，交通擁擠堵塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，交通事故時(shí)有發(fā)生。一般車(chē)流量檢測(cè)器采用傳感器+單片機(jī)+外圍器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
�、菚r(shí)間手動(dòng)設(shè)置。除系統(tǒng)根據(jù)車(chē)流量自動(dòng)控制調(diào)整，也可以通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置，增加了人為的可控性，避免自動(dòng)故障和意外發(fā)生，并再緊急狀態(tài)下，可設(shè)置所有燈變?yōu)榧t燈。
⑷緊急處理。交通路口出現(xiàn)緊急狀況在所難免，如特大事件發(fā)生，救護(hù)車(chē)等急行車(chē)通過(guò)等，時(shí)時(shí)刻刻關(guān)系著公共財(cái)產(chǎn)安全，我們都必須盡量允許其暢通無(wú)阻。由此在交通控制中增設(shè)禁停按鍵，就可達(dá)到想此目的。
�、蛇`規(guī)檢測(cè)。交通規(guī)則必須人人遵守，但是違反規(guī)則，如闖紅燈等，也時(shí)有發(fā)生，交警等交通管理人員雖然可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，但是耗費(fèi)精力，在路口設(shè)置檢測(cè)傳感器就可以進(jìn)行自動(dòng)的警報(bào)提示
2工作原理
2.1車(chē)流量檢測(cè)傳感器
車(chē)流量檢測(cè)傳感器可對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊處理。實(shí)現(xiàn)紅綠燈模糊控制必須解決對(duì)當(dāng)前十字路口的交通狀況的檢測(cè)，并完成如下工作：
⑴輸入量的采集，系統(tǒng)采集兩個(gè)輸入量，即兩個(gè)方向的車(chē)流量；⑵輸出量的確認(rèn)，即紅綠燈時(shí)間值；⑶設(shè)計(jì)將輸入映照到輸出的模糊規(guī)則；⑷決定被激活模糊規(guī)則的組合方式和清晰處理，生成精確的輸出控制信號(hào)。
為了采集上述數(shù)據(jù)，在十字路口的四側(cè)共設(shè)置2個(gè)傳感器。分別檢測(cè)兩個(gè)方向的車(chē)流量，車(chē)流量檢測(cè)不是最終目的，在每半個(gè)循環(huán)周期，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)到兩個(gè)方向的車(chē)流量數(shù)據(jù)，除以時(shí)間，那么就可以得到單位時(shí)間的車(chē)流量，然后比較兩個(gè)方向單位時(shí)間車(chē)流量多少，以確定下一次循環(huán)紅綠燈時(shí)間，達(dá)到調(diào)整的目的。
2.2違規(guī)檢測(cè)電路及模擬
在紅燈和黃燈期間，車(chē)輛是禁行的，為了對(duì)那些違反規(guī)則的車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)，可使用超聲波車(chē)輛傳感器。設(shè)計(jì)思想：將光敏二極管放在停車(chē)線上，當(dāng)車(chē)輛行駛過(guò)將光敏二極管遮住，這樣，光敏二極管就不導(dǎo)通，單片機(jī)檢測(cè)到這一信號(hào)執(zhí)行警報(bào)操作。
3系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)及調(diào)試
3.1程序主體設(shè)計(jì)流程
全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊：鍵盤(pán)設(shè)置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，LED顯示程序，消抖動(dòng)延時(shí)程序，次狀態(tài)判斷及處理程序，緊停或違規(guī)判斷程序，中斷服務(wù)子程序，車(chē)流量計(jì)數(shù)程序，紅綠燈時(shí)間調(diào)整程序等。
3.2特殊車(chē)輛通行時(shí)紅外線檢測(cè)電路的調(diào)試
在模擬小車(chē)中放一塊紅外線發(fā)射模塊，將示波器輸入端接在交通燈控制的紅外接收模塊的輸出引腳上，當(dāng)小車(chē)通過(guò)路口時(shí)，檢測(cè)紅外線是否被接受。若該腳輸出為低電平，則說(shuō)明可以接收到信號(hào)，電路正常。
4系統(tǒng)分析
本系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為核心，程序調(diào)試階段采用W78E516B進(jìn)行在線編程及修改，可大大加快調(diào)試進(jìn)度。設(shè)計(jì)的交通燈可用于十字路口的車(chē)輛及行人的交通管理，顯示采用3位7段數(shù)碼管，可以直觀的顯示紅綠燈的開(kāi)放和關(guān)閉的時(shí)間；設(shè)計(jì)中應(yīng)用了兩種倒計(jì)時(shí)顯示方式，100s倒計(jì)時(shí)適用于車(chē)流量較大的城市，50s倒計(jì)時(shí)可用于中小城市；功能完整與效果與正式道口管理紅綠燈完全一致。
交通控制研究的發(fā)展，旨在解決人類(lèi)交通因需求的增多而日益繁重帶來(lái)的問(wèn)題，局限于道路建設(shè)的暫時(shí)不足和交通工具的快速增長(zhǎng)，就要使更多的車(chē)輛安全高效的利用有限的道路資源，避免因無(wú)序和搶行等無(wú)控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓。交通燈控制在交通運(yùn)輸領(lǐng)域有著非常重要的作用，本文完成了基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。由于使用的是單片機(jī)作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強(qiáng)大，而且可以隨時(shí)的更新系統(tǒng)，進(jìn)行不同狀態(tài)的組合。
[參考文獻(xiàn)]
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