譚小紅 彭森

摘 要：在我們現在生活的這個時代，徒步出行的現象是越發(fā)地少見了，所以車輛對我們來說已經是司空見慣了。當我們站在人行道上的時候，你是否有認真去想過，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，我運用自己所學的單片機知識去創(chuàng)造一個交通燈，這樣不僅可以引導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。總的來說，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備出發(fā)，讓大家出門在外行走變得更安全可靠。

關鍵詞：單片機；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。經過技術提高后，黃色燈也出來了，這個時候代表禁止的是紅燈，代表預備的是黃燈，而代表了同意行駛的則是綠燈。直到20世紀中期，手牽皮帶逐漸變成了到自動化操作，通過使用計算機操控現代電子監(jiān)控的時間，紅綠燈隨時了解技術、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施，相信大家對于它都不覺得陌生。每當我們要過馬路的時候，總是有很多的車子穿插而過，在那些經濟特別發(fā)達的地方，車子的數量多的也就更加超乎我們的想象，導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。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，通過用它來開發(fā)一個交通燈，保障車輛的有序運行和人們的行車安全。交通燈成為保護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，當它亮著的時候，提醒我們要做好準備，因為信號燈很快就會發(fā)生顏色的轉換?；谶@個原因，在這篇文章，我運用單片機來設計一個交通信號燈，讓它來幫助我們維護一個良好的交通秩序，避免發(fā)生車輛擁堵的現象，甚至出行車禍的問題。

2. 系統(tǒng)方案選擇

這次設計根據的是交通信號燈的變化規(guī)律，設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應用要求和性能指標從而進行設計。單片機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據、信息都解決掉的很小的計算機系統(tǒng)，麻雀雖小，五臟俱全，是一種現場控制計算機，不僅抗干擾效高，而且成本低，主要靠不同的程序來實現不同的效果，尤其是獨特的某些效果。這次設計的交通燈需要具有硬件調時功能與應對緊急情況的能力。

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

方案一：晶體管-晶體管邏輯門電路構成對稱式多諧振蕩器。一般的交通燈信號顯示屏上的數字都是一秒一秒逐漸遞減的，所以跳動頻率設置為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實就比較困難。

方案二：555定時器構成多諧振蕩器。555定時器是一種不僅能模擬還能表示數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計的脈沖發(fā)生器。

3. 系統(tǒng)設計

1） 系統(tǒng)框圖設計

圖1為系統(tǒng)框圖，主要介紹了由我設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，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)，只要它結束一個循環(huán)，而進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中，再進行編程，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論，必須要通過親自動手操作，才能準確地判別我所創(chuàng)造的交通燈是否可以按設計方案正確運行。如若碰到程序是失控的現象，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計是否出現不良現象，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，可以很好的讓司機自覺遵守道路交通規(guī)則，進而達到營造美好社會。

4. 結論

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，我們大不必過于擔憂。雖然噪聲污染、汽車擁堵以及車禍事故的現象非常多，尤其是在十字路口和三叉路口，但是相應的，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、司機駕車帶來了很多便利，把汽車的負面影響進一步降低。現在我們正朝著全面小康社會奮進，在公路上，司機、行人自覺遵守交通規(guī)則是我們的藍圖?？吹浇煌袅良t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，這樣才是我們設計交通燈的初衷。

參考文獻

[1]劉迎春，葉湘濱.傳感器原理、設計與應用.3版[M].長沙：國防科技大學出版社，1997

[2]付家才.單片機控制工程實踐技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2001.

[3]譚浩強編.C程序設計（第二版）[M].北京：清華大學出版社，1999.

[4]何希才.傳感器及其應用[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2000

[5]賈伯年，俞樸.傳感器技術[M]. 南京：東南大學出版社，1993

[6]IC電子元器件供求信息.www.ic37.com

[7]閆玉德.單片微型計算機原理與設計[M].北京：中國電力出版社， 2010.

[8]郭天祥.新概念51單片機C語言教程[M].北京：電子工業(yè)出版社， 2009.

[9]朱紅，趙琦.C++程序設計教程[M].北京：清華大學出版社， 2009.

作者簡介

譚小紅，邵陽學院信息工程學院電子科學與技術專業(yè)學生