交通燈控制電路的設(shè)計

譚小紅 彭森

摘 要：在我們現(xiàn)在生活的這個時代，徒步出行的現(xiàn)象是越發(fā)地少見了，所以車輛對我們來說已經(jīng)是司空見慣了。當(dāng)我們站在人行道上的時候，你是否有認(rèn)真去想過，行駛的汽車和我們出行者之間為什么能夠不發(fā)生任何沖突而非常順利的到達(dá)自己的目的地呢？眾所周知，這正是因為交通燈發(fā)揮了很關(guān)鍵的作用，交通燈決定你我在什么時候可以通行，又在什么時候不能前行。為了讓我們出行更方便安全，我運(yùn)用自己所學(xué)的單片機(jī)知識去創(chuàng)造一個交通燈，這樣不僅可以引導(dǎo)我們行人在路口通行，還能同時規(guī)定好車輛該行駛什么方向，讓車輛與行人的通行路線都可以得到合理的規(guī)劃，做到以人為本，真正為人民服務(wù)?？偟膩碚f，交通燈一般具有三種不同的顏色，即紅色，黃色，綠色。而我制作的交通燈，當(dāng)它處于在倒計時的情況下，就會自動發(fā)生閃爍，這樣做的目的是要提醒車輛和行人準(zhǔn)備出發(fā)，讓大家出門在外行走變得更安全可靠。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；交通燈；LED；二極管

1. 引言

1868年年末，12月中旬，在倫敦會議大廈中心，一個信號系統(tǒng)的第一個隊員出生了，英國倫理·哈特機(jī)械建造了一個長七米的柱形燈，用紅、綠色燈籠—氣體，是城市街區(qū)信號燈的第一彩虹燈。經(jīng)過技術(shù)提高后，黃色燈也出來了，這個時候代表禁止的是紅燈，代表預(yù)備的是黃燈，而代表了同意行駛的則是綠燈。直到20世紀(jì)中期，手牽皮帶逐漸變成了到自動化操作，通過使用計算機(jī)操控現(xiàn)代電子監(jiān)控的時間，紅綠燈隨時了解技術(shù)、一體化的發(fā)展和逐漸完整。到目前為止，交通燈作為一種極其普遍的交通設(shè)施，相信大家對于它都不覺得陌生。每當(dāng)我們要過馬路的時候，總是有很多的車子穿插而過，在那些經(jīng)濟(jì)特別發(fā)達(dá)的地方，車子的數(shù)量多的也就更加超乎我們的想象，導(dǎo)致我們出行非常不方便，尤其在那種十字交叉馬路上，車水馬龍，交通擁堵的問題愈加明顯，我們出行的安全得不到好的保護(hù)。正所謂，無規(guī)矩則不成方圓，因此這個問題必須要盡快解決，為了保護(hù)城市道路的秩序還有出行者的人身安全，于是就發(fā)明交通燈。我的這一篇文章用的是AT89S51單片機(jī)，通過用它來開發(fā)一個交通燈，保障車輛的有序運(yùn)行和人們的行車安全。交通燈成為保護(hù)城市道路安全必不可少的工具。

從小我們就知道“紅燈停，綠燈行”。當(dāng)交通燈亮著紅燈的時候，就意味著我們不能繼續(xù)往前行走，而交通燈亮著綠燈的時候，則告訴我們可以走了，然而黃燈作為一種輔助的信號燈，當(dāng)它亮著的時候，提醒我們要做好準(zhǔn)備，因為信號燈很快就會發(fā)生顏色的轉(zhuǎn)換?；谶@個原因，在這篇文章，我運(yùn)用單片機(jī)來設(shè)計一個交通信號燈，讓它來幫助我們維護(hù)一個良好的交通秩序，避免發(fā)生車輛擁堵的現(xiàn)象，甚至出行車禍的問題。

2. 系統(tǒng)方案選擇

這次設(shè)計根據(jù)的是交通信號燈的變化規(guī)律，設(shè)計了一個完整的交通燈控制器。Single chip microcomputer、 Key circuit、 Driving circuit、Reset circuit、 Power circuit等共同組成了此次的交通燈控制系統(tǒng)。剩下的部分就需要根據(jù)應(yīng)用要求和性能指標(biāo)從而進(jìn)行設(shè)計。單片機(jī)由很多的集成電路拼湊而成，并且能把這些電路里所包含的數(shù)據(jù)、信息都解決掉的很小的計算機(jī)系統(tǒng)，麻雀雖小，五臟俱全，是一種現(xiàn)場控制計算機(jī)，不僅抗干擾效高，而且成本低，主要靠不同的程序來實現(xiàn)不同的效果，尤其是獨特的某些效果。這次設(shè)計的交通燈需要具有硬件調(diào)時功能與應(yīng)對緊急情況的能力。

時機(jī)掌握控制的線路要求精準(zhǔn)的跳動點，每一部分的線路都是在有組織有規(guī)劃的點進(jìn)行的，在跳動的活動下，跳動發(fā)電機(jī)的繪制就十分占分量，所以這個也就將是第二跳動發(fā)電機(jī)計劃作為線路設(shè)計的第一步驟。

方案一：晶體管-晶體管邏輯門電路構(gòu)成對稱式多諧振蕩器。一般的交通燈信號顯示屏上的數(shù)字都是一秒一秒逐漸遞減的，所以跳動頻率設(shè)置為1S，而時間有時電容和電阻的1.1倍，此時，R和C都會很大很大，這樣想要讓它成為現(xiàn)實就比較困難。

方案二：555定時器構(gòu)成多諧振蕩器。555定時器是一種不僅能模擬還能表示數(shù)目的中等大小的集成儀器，普遍情況下，555指的就是由TTL工藝造成而成的，它的電壓工作上下四周的界限大，輸出大小可以和晶體管-晶體管邏輯電路及CMOS的電平差不多。555定時器運(yùn)用起來很方便，特別給力，外面加上一個或者幾個C和R就可以組成穩(wěn)定的方波發(fā)生器，它的使役作用也特別厲害，故而我們采取第二種方案作為本次設(shè)計的脈沖發(fā)生器。

3. 系統(tǒng)設(shè)計

1） 系統(tǒng)框圖設(shè)計

圖1為系統(tǒng)框圖，主要介紹了由我設(shè)計的交通燈是如何通過各個指令正常工作的。

2）基本原理

本文用的是AT89S51單片機(jī)，只要紅燈亮了，就說明在這一條道路上，車輛與行人都不允許通行；黃燈亮了，表示要停車；當(dāng)綠燈亮起，說明允許我們通行。在十字路口，會有紅綠燈的交換，每次亮燈都是周期的循環(huán)，只要它結(jié)束一個循環(huán)，而進(jìn)入下一步的工作周期循環(huán)。我要使用一些器件，如發(fā)光二極管、三極管，然后把程序語句寫入單片機(jī)中，再進(jìn)行編程，最后用Keil軟件做仿真。常言道，實踐出真知，我們要得出正確的結(jié)論，必須要通過親自動手操作，才能準(zhǔn)確地判別我所創(chuàng)造的交通燈是否可以按設(shè)計方案正確運(yùn)行。如若碰到程序是失控的現(xiàn)象，我們可以附加一個警報程序系統(tǒng)，通過它來知道我們的設(shè)計是否出現(xiàn)不良現(xiàn)象，從而可以加以改善。交通燈對于汽車通過雙向行駛馬路、三岔路口、十字路口，行人通過馬路以及交通警察在維護(hù)交通秩序的時候起到了一個很好的作用，加上在交通燈上另外附加電子監(jiān)控、電子測速裝置，可以很好的讓司機(jī)自覺遵守道路交通規(guī)則，進(jìn)而達(dá)到營造美好社會。

4. 結(jié)論

毋庸置疑，車輛的發(fā)明給我們的生活帶來了很多便利，極大的方便了我們的出行，但是新事物的產(chǎn)生必然有其不利的一面，這是矛盾的普遍性，我們大不必過于擔(dān)憂。雖然噪聲污染、汽車擁堵以及車禍?zhǔn)鹿实默F(xiàn)象非常多，尤其是在十字路口和三叉路口，但是相應(yīng)的，我們發(fā)明了交通燈。通過使用交通燈，在很大的程度上，給我們平時出行、司機(jī)駕車帶來了很多便利，把汽車的負(fù)面影響進(jìn)一步降低?，F(xiàn)在我們正朝著全面小康社會奮進(jìn)，在公路上，司機(jī)、行人自覺遵守交通規(guī)則是我們的藍(lán)圖。看到交通燈亮紅燈，我們自覺停下來，不急那一小會的時間，看到交通燈亮綠燈之后我們才可以繼續(xù)行走，營造一個有秩序的社會，這樣才是我們設(shè)計交通燈的初衷。

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作者簡介

譚小紅，邵陽學(xué)院信息工程學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生