智能交通灯控制系统的设计
图3-4 智能交通灯电路图
3.3 各模块控制电路
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。
3.3.1、车检测电路
用来判断各方向车辆状况,比如：20秒内可以通过的车辆为20辆，当20秒内南往北方向车辆通过车辆达不到20辆时，判断该方向为少车，当20秒内北往南方向车辆通过车辆也达不到20辆时，判断该方向也为少车，下一次通行仍为20秒，当20秒时间内南往北或北往南任意一个方向通过的车辆达20辆时证明该状态车辆较多，下一次该方向绿灯放行时间改为40秒，当40秒内通过的车辆数达45辆时车辆判断为拥挤，
11
智能交通灯控制系统的设计
下一次绿灯放行时间改仍为40秒，当40秒车辆上通过车辆达不到45辆时，判断为少车，下次绿灯放行时间改为20秒， 依此类推。绿灯下限时间为20秒，上限值为40秒，初始时间为20秒。这样检测，某次可能不准确，但下次肯定能弥补回来，累积计算是很准确的，这就是人们常说的“模糊控制”。因为路上的车不可能突然增多，塞车都有一个累积过程。这样控制可以把不断增多的车辆一步一步消化，虽然最后由于每个路口的绿灯放行时间延长而使等候的时间变长，但比塞车等候的时间短得多。本系统的特点是成本低，控制准确。十字路口车辆通行顺序如图5所示：
南往北通行 北向南通行 东往西通行 西往东能行
图3-5 十字路口车辆通行顺序
由于南往北，北往南时间显示相同，所以只要一个方向多车，下次时间就要加长东往西，西往东也一样，显示时间选择如表3-3.
表3-3 显示时间选择 车辆情况 南往北少车，北往南少车 南往北少车，北往南多车 南往北多车，北往南少车 南往北多车，北往南多车 东往西少车，西往东少车 东往西少车，西往东多车 东往西多车，西往东少车 东往西多车，西往东多车
本次该方向通行时间 20秒 20秒 20秒 20秒 20秒 20秒 20秒 20秒 下次该方向通行时间 20秒 40秒 40秒 40秒 20秒 40秒 40秒 40秒 本次该方向通行时间 40秒 40秒 40秒 40秒 40秒 40秒 40秒 40秒 本次该方向通行时间 20秒 40秒 40秒 40秒 20秒 40秒 40秒 40秒 12 智能交通灯控制系统的设计
3.3.2 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3-6。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。绿灯的最短时间为20秒，最长时间为40秒，红红最短时间为25秒，最长时间为45秒，黄灯时间为5秒。
红黄绿
红黄绿
绿黄红红黄绿
绿黄红
绿黄红红黄绿红黄绿 3.3.3 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，数码管连接方法如图3-7所示
红黄绿
绿黄红
绿黄红绿黄红红黄绿红黄绿 绿黄红
红黄绿
图3-6 交通信号灯运行状态
13
智能交通灯控制系统的设计
J187654321P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617SIL-100-08U119XTAL118XTAL29RST293031PSENALEEA12345678P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C52
图3-7 数码管连接方法
下面我们用这种方法显示交通灯的时间，南北方向要显示20秒，东西方向要显示25秒，那么我们先给P0口送2的共阴极码即5BH，让第一位2要显示的位码GND段为低电平，其它三位的控制端都接高电平，那么第一位就显示2，其它三位不亮。让其显示1MS后再给P0口送0的共阴极码即3FH，让第二位要显示0的位码GND段为低电平，其它三位的控制端都接高电平，那么第二位就显示0，其它三位不亮。依此类推分别送完第一位2，第二位0，第三位2，第四位5，每一位点亮1MS一个扫描周期为4MS，一秒时间就要扫描250次其程序如下： MOV R6,#250;显扫描次数 LOOP：
MOV P0,#5BH ;送2的共阴极码 CLR P2.0；第一位显示2 ACALL D1MS ;延时1MS SETB P2.0 ;灭第一位
MOV P0,#3FH ;送0的共阴极码 CLR P2.1；第二位显示0 ACALL D1MS ;延时1MS
14
智能交通灯控制系统的设计
SETB P2.1 ;灭第二位
MOV P0,#5BH ;送2的共阴极码 CLR P2.2；第三位显示2 ACALL D1MS ;延时1MS SETB P2.2 ;灭第三位
MOV P0,#6DH ;送5的共阴极码 CLR P2.3；第四位显示5 ACALL D1MS ;延时1MS SETB P2.3 ;灭第四位
DJNZ R7，LOOP；不够一秒，继续扫描 NEXTNUMBER；到一秒显示下一个数
D1MS: ;1MS延时程序
STAT1：MOV R4，#2 MOV R3,#250 DJNZ R3,$ DJNZ R4，STAT1 RET
3.3.4 紧急转换电路
一般情况下交通灯按照车流量大小合理分配通行时间，按一定规律变化，但考虑紧急车通行车况，设计紧急通行开关,下面简述单片机的中断原理。 ⅰ) Mcs—51的中断源
8051有5个中断源，它们是两个外中断INT0（P3.2）和INT1（P3.3）、两个片内定时/计数器溢出中断TF0和TF1，一个是片内串行口中断TI或RI，这几个中断源由TCON和SCON两个特殊功能寄存器进行控制,其中5个中断源的程序入口地址如表3-4所示：
表3-4中断源程序入口 中断源的服务程序入口地址 中断源 入口地址 外中断0 0003H 定时/计数器0 000BH 外中断1 0013H 定时/计数器0 001BH 串行口中断 0023H
15