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单片机在智能交通控制方面的运用

摘要:单片机，是一种芯片，是由运算器、存储器、控制器、输入输出设备

这五个部分组成，是运用超大规模的集成电路技术把具有数据处理能力的中央处

理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、中断系统、中断系统和多种

I/O口、定时/计数器等功能（有可能还包括显示脉宽调制电路、驱动电路、A/D

转换器等电路、模拟多路转换器）集成到一个小型硅片上构成的一个微小而完善

的计算机系统。它在家用电器、仪器仪表、医用设备、航空航天、智能交通控制

方面、专用设备的智能化管理及过程控制等等领域都有广泛应用。本文首先分析

了我国交通控制的现状，得出传统的交通控制系统不能满足日益复杂的交通状

况，基于单片机的智能交通控制系统对复杂条件下的交通控制更为有效，因而受

到广泛关注。主要介绍了单片机的历史以及在智能交通控制方面中的运用，随后

对基于单片机的智能交通控制系统从硬件设备、功能、优缺点和发展前景等方面

做了简短的介绍。

关键词:单片机；智能交通控制；发展前景

前言

近年来，随着我国经济的越来越快发展，人们对生活质量的要求越来越高，

小汽车也逐渐进入了千家万户，但是越来越多的城市交通问题暴露在人们面前，

例如城市的拥挤堵车问题。因此人们开始考虑把单片机应用于智能交通控制中，

这样单片机在交通中的何种运用能最大程度上解决城市交通问题就成为了重中

之重，在经过人们一系列探讨之后，人们觉得在交通灯方面应用单片机，可以根

据实时车流量对各个路口的红绿灯时间进行动态调节，以保证城市车流的调节达

到最优。

伴随着电子技术的快速发展，特别是随着后计算机时代和大规模集成电路的

到来，微处理器及其芯片也得到了迅猛发展，使微机更广发的应用到人类生活的

各个方面。单片机又称作单片微处理器，英文缩写MCU，是微型计算机的一个

重要分支，是现代电子技术和计算机技术的新兴领域。单片机技术的广泛使用，

大大提高了诸多领域的自动化水平、智能化水平和技术水平。鉴于我国交通车辆

随机性大、种类繁多和影响因素较多的交通现状，我国研发了许多基于单片机的

自适应智能交通控制系统。

一、我国城市交通信号灯的现状和存在的不足

1.1我国城市交通信号灯的现状

在我国的各个城市中，十字路口处的交通秩序在绝大多数情况下是由交通信

号灯控制的，交通信号等已经成为行人和司机在路上行驶的行为准则，因此，城

市十字路口处的交通灯是保证道路畅通和行车安全的关键因素。在目前条件下，

我国大多数城市的交通信号等采用的是“自动”红绿交通灯，它的特点是红绿灯变

换的时间间隔是固定不变的。它的组成一般包括方向指示灯、红黄绿三色信号灯

和禁止与通行时间显示器三部分。这种交通灯在对十字路口的交通实行控制时，

一般是两个车道各放行50秒，或者是根据交通车流量的大小，车流量大的车道

放行60秒，车流量小的车道放行40秒，不论采用哪种控制方法，放行与禁止时

间都是固定不变的，信号也是以固定的频率做周期性的更替。这种交通控制方法

与实际的交通状况有很大差异。实际中，不同的时刻道路的车流量是复杂多变的，

具有很高的随机性和非线性，并且受到人为因素的影响十分明显。由上述情况可

以看出，我国现在采用的定时的交通信号控制系统与实际的交通状况很不相符，

当道路状况发生改变时，该系统不能满足路人和司机的实际需求，车流量少的车

道绿灯亮，车流量多的车道红灯亮的情况会经常发生，严重影响道路的使用效率，

造成交通系统的拥挤和经济损失。

1.2我国城市交通信号灯的不足

我国现在使用的信号交通灯的不足之处主要有：

（1）信号更替频率固定适应不了复杂的交通情况；（2）经改进的模糊控制

系统不能用数字进行精确控制；（3）在发生突发情况，比如交通事故时，不能很

好的协调两个车道的行车，很容易造成交通拥堵；（4）当有车辆需要紧急通过时，

目前的交通控制系统没有办法为其开辟一条绿色通道。

二、单片机简介

2.1单片机定义

单片机，是单片微型计算机的简称，是具有典型代表的嵌入式微控

（MicrocontrollerUnit），常用英文字母的缩写MCU来表示。单片机又可以称单

片微控制器，它并不是一个芯片仅仅为了完成某一个逻辑功能，而是把一个计算

机系统集成到一个芯片上，相当于一个微型的计算机，和计算机相比而言，单片

机只缺少了I/O设备。总的来讲：一块芯片就成了一台计算机。它的