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基于单片机的交通灯控制器的设计与实现.pdf
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2022-06-28
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基于单片机的交通灯控制器的设计与实现
摘要
:
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技
术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来
使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。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。本系统采用本设计采用
74190 芯片倒计时控制,每个方向用两片相连实现,另外用 74153 芯片,因为分析中设置的
时间末位均为 5,所以只要用一片 74153 对高位置位,将低位的初值预置锁定为5,而高位
则根据需要由反馈部分提供预置值。绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。本系
统实用性强、操作简单、扩展功能强。
关键词
:单片机,交通灯,车流量
Microcontroller-based traffic light controller design and
implementation of
Abstract: With the rapid development of science and technology in recent years,
SCM applications are deepening at the same time promote the growing of traditional
control detection technology updates. In real-time detection and automatic control of
the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core
component, only the microcontroller is not enough knowledge, but also based on
specific hardware structure of hardware and software combination to be improved.
Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealers driveway, people

walkways, methodical. Then rely on to achieve this discipline of the order of it? Is the
traffic lights by the automatic control system. Traffic signal control many ways. The
system uses this design uses a 74190 chip countdown control in each direction,
connected with the two realized, also used the 74153 chip, because the time set
Bottom of the analysis are five, so as long as 74,153 pairs of high position with a bit
of the low initial pre-locked to 5, while the high is provided as needed by the
feedback part of the preset values. Green time of traffic flow can be detected by a
double-digit LED display. The system practical, simple, extending strong function.
Keywords: microcontroller, traffic lights, Traffic flow
1 绪论
今天,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技
术在 19 世纪就已出现了。
1858 年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,
用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868 年,英国机械工程师纳伊特在伦
敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两块以
旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。1869 年 1 月 2 日,煤气灯爆
炸,使警察受伤,遂被取消。
1914 年,电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,安
装在纽约市 5 号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。

1918 年,又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯,一种是把压力探测
器安在地下,当车辆接近时,红灯便变为绿灯;另一种是用扩音器来启动红绿灯,司机遇红
灯时按一下喇叭,就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时,它就
能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间,推迟汽车放行,以免发
生交通事故。
中国车辆数量不断增加,交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。智能交通灯
的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。使交
管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制,带来更大的经济和社会效益,为创造美
好的城市交通形象发挥更多的作用
2 交通管理方案论证
2.1 设计任务东西
(A)、南北(B)两干道交于一个十字路口,各干道有一组红、左转绿、绿三个指示灯,
指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行。红灯的设计时间为40 秒,
绿灯及左转绿灯各为 20 秒。设 A 道和 B 道的车流量相同。
2.2 方案介绍
整个交通灯控制由四个状态组成,可以用程序设计实现,也可用时序逻辑实现.以下方案就
是分别用了这两种方法。
方案 1

设计思想:采用分模块设计的思想,程序设计实现的基本思想是一个计数器 , 选择一个单
片机,其内部为一个计数,是十六进制计数器,模块化后,通过设置或程序清除来实现状态
的转换, 由于每一个模块的计数都不是相同, 这里的各模块是以预置数和计数器计数共同
来实现的,所以要考虑增加一个置数模块,其主要功能细分为,对不同的状态输入要产生相
应状态的下一个状态的预置数, 如图中 A 道和 B 道,分别为次干道的置数选择和主干道的
置数选择。以主干道为例,简述其设计思想。如前分析,已经确定该系统有四个状态,而置
数子模块可定要将下一状态的预置数准备好,所以很容易得到主干道的置数表
表 1 主干道的置数表
状态 主干道预置数 次干道预置数
00
01
10
11
40
不要置数
20
20(左转)
20
20(左转)
40
不要置数
由该表,就可以通过程序循环的方法设计该模块,主要思想是通过数据判断指令、跳转指令
实现,由主控制器计时和中断产生的四个状态去译码,从而得到不同的输出,即预置数,由
上分析可用一个计数器和跳转指令去完成的预置数。
而红绿灯的显示也是一样,由状态分析可以得出红绿灯的变化表:
表 2 红绿灯的变化表
状态 主干道灯显示 次干道灯显示
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