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基于单片机交通控制系统的探究

摘要:随着社会的不断发展,科技水平以及人们生活水平的不断提

高。汽车这个物质产物越来越多的走进了人们的生活当中。汽车数量

的急剧增加,城市交通的堵塞,是我们面临的一个很重要的问题。设计

一个安全,可靠,便捷的交通控制系统对我们而言有着极大的必要性。

关键词:单片机交通控制系统传感器

以往的交通控制系统有着两个比较大的缺陷:(1)在路道放行车辆

较多是,交通指挥灯的变换时间是固定的,从而导致在十字路口停滞着

大量的车辆。(2)没有很好的应急措施,在遇到紧急情况时没有好的办

法进行及时的处理,可能会导致不必要的事故或者损失。

当今,随着自动控制系统技术的不断成熟,以单片机为核心的控制

系统越来越多,它实用性强,技术先进,功能多样化,已经成为了数字化

时代中重要的一员。

本文将就单片机为核心构建的一个交通控制系统进行简单的探

究。

1系统工具简介

1.1单片机概述

单片机是微型计算机的一个重要的分支,它是一个半导体硅片上

集成了中央处理单元(CPU),存储器(RAM,ROM),并行I/0口,串行I/O

口,定时器/计数器,中断系统,系统时钟电路以及系统总线的微型计算

机。

单片机具有软硬件结合,体积小,可以很容易嵌入到各种系统中的

优点。因此以单片机为核心的控制系统得到了广泛应用。

1.2MCS-51芯片

8031是MCS-51芯片的一个典型的产品,它包含了中央处理器,程

序存储器(ROM),数据存储器(RAM),定时/计数器,并行/串行接口和中

断系统以及三大总线(数据,控制,地址)。

2系统方案设计

假设在十字路口,分为东西向和南北向,各干道有一组红黄绿三色

指示灯,指示车辆,行人安全通过。并且在任一时刻只能有一个方向的

车辆通过,另一个方向的车辆停滞,持续一段时间之后经过短暂的黄灯

过度,将通行方向对调。我们可以把这个经过用一个表格表现出来:（表

1）

3系统基本构成以及原理

3.1系统结构

本系统由单片机直接控制信号灯的变化,指挥交通的具体进行。

在本系统中我们将AT89C51作为最基本的控制核心,同时这次设计中

还将用到:8255并行接口,LED数码管,稳态电源,开关键盘,看门狗,车

流量传感器,光电传感器,蜂鸣器,导线等等。

结构如图1:

由此可见本系统由AT89C51为控制核心,接受由键盘时间参数,

车流量传感器,光电传感器等传来的信息,同时通过8255并行接口,由

蜂鸣器,控制灯,数码显示管来显示输出信息。

3.2系统原理

3.2.1传感器

系统中两个传感器用来传送干道上收集到车辆流量以及各种紧

急突发情况的信号,这种传感器的工作原理我们通过一个结构图来简

单的分析一下:(以光电传感器为例)

车辆经过时由光源发出光线经过物体反射被接收器接受,再通过

信号放大,解调再由输出端输出脉冲信号,送至信号接受器,接收器输

出高电平,通过或非门将信号传送给单片机。

3.2.2CAN总线控制电路

单片机控制器负责CAN总线控制器的初始化,控制实现数据的接

受和发送等任务。CAN总线收发器和CAN总线接口部分采用了一定

的安全和抗干扰措施。

3.2.3“看门狗”电路

“看门狗”在系统中的作用就是为了防止单片机可能因为外界的

一些原因而导致机器死机,或者导致数据出错。它是提高单片机抗干

扰的一种重要途径,为了满足系统能在一些特殊条件下能够正常运行,

因此系统采用了“看门狗”电路:（图2）

4结语

本系统充分利用了8255芯片的I/O引脚,采用了MSC-51系列单

片机AT89C51和可编程并行I/O接口芯片8255为中心器件来设计该

交通灯控制系统。实现了能根据实际车流量通过8031芯片来设置改

变红绿灯的点亮时间。同时也能实现出现特殊情况的时候能采取一些

必要措施,比如有车闯红灯时蜂鸣器能起到报警作用。单片机系统的

应用给我们生活带来巨大的改观。本系统只是一个小小的例子,随着

科技的创新和不断的开发,将会有更多的产品