2。3单片机交通控制系统的基本构成及原理论文网

十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什 么来实现这井然秩序呢？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。本系统采用 STC89C51 单片机以及单片机最小系统和 74HC245 驱动电 路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设 计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。本系统实用 性强、操作简单、扩展功能强。

在相同的时间里提高通车的质量、效率。并能在高峰期根据实际状况结合方 程式控制按钮来调整主次干道的通车时间，降低交通拥挤堵塞现象。并使交通控 制系统具有紧急控制，使救护车、救护车通过时， 使两个方向均亮红灯，救护 车和消防车通过后，恢复原来状态，增加对出现特殊情况的处理能力。

本单片机控制交通灯系统，可用单片机直接控制信号灯的状态变化，基本上 可以指挥交通的具体通行，当然，接入 LED 数码管就可以显示倒计时以提醒行使 者，更具人性化。本系统在此基础上，单片机对此进行具体处理，及时调整控制 指挥。如图（图 2-2）所示。

图 2-2 系统的总体框图

键盘设置模块对系统输入模式选择及具体通行时间设置的信号，系统进入正 常工作状态，执行交通灯状态显示控制，同时将时间数据倒计时输入到 LED 数码 管上实时显示。在此过程中还要实时捕捉违规检测和紧急按键信号，以达到对异 常状态进行实时控制的目的。急停按键和违规检测随时调用中断。

据此，本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，和按键设置模块 等产生输入，信号灯状态模块，LED 倒计时模块和接受输出。系统的总体框图如 上所示。

3 系统硬件电路的设计

3。1 系统硬件总电路构成

3。1。1。 系统基本设计思路

实现本设计要求的具体功能，可以选用 stc89C51 单片机及外围器件构成最 小控制系统，12 个发光二极管分成 4 组红绿黄三色灯构成信号灯指示模块，8 个 LED 东西南北各两个构成倒计时显示模块，若干按键组成时间设置和模式选择 按钮和紧急按钮等。

本系统以单片机为核心，组成一个处理、自动控制为一身的闭环控制系统。 系统硬件电路由单片机、状态灯、LED 显示、驱动电路、按键等组成。其具体的 硬件电路总图如图 3-1 所示。

其中 P0，P1，用于送显 LED 数码管的型和位，P2 用于控制红绿黄发光二极 管，XTAL1 和 XTAL2 接入晶振时钟电路，REST 引脚接上复位电路，P3 用于口按 键控制。

3。1。2。 单元电路方案论证

根据设计要求，本系统主要由控制器模块、显示驱动模块和输入模块构成。 为较好的实现各模块的功能，我们分别设计了以下几种方案并分别进行了论证。

控制器模块:

方案 1：采用 51 系列作为系统控制器 单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。由于其功耗低、体积较小、技术成熟和成本低等优点，在各个 领域应用广泛。而且抗干扰性能好。

方案 2：采用凌阳系列单片机为系统的控制器 凌阳系列单片机可以实现各种复杂的逻辑功能，模块大，密度高，它将所有器件集成在一块芯片上，减少了体积，提高了稳定性。凌阳系列单片机提高了系

统的处理速度，适合作为大规模实时系统的控制核心。文献综述

因 51 单片机价格比凌阳系列低得多，且本设计不需要很高的处理速度，从 经济和方便使用角度考虑，本设计选择了方案 1。计时模块: 数字时钟是本设计的最主要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。 方案一：本方案采用 Dallas 公司的专用时钟芯片 DS12C887。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于 10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电 网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电 网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统 不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的 时间。