仝瑞寧 韓曉光

摘要：本次設(shè)計是基于AT89S51單片機的道路交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計。除具備一般交通燈的功能外，還具備數(shù)字顯示紅綠燈時間、夜間漢字顯示等功能，使交通燈更加智能化。本次設(shè)計在Proteus軟件上進行了模擬仿真，結(jié)果表明這項設(shè)計易操作，成本低，功能強。

關(guān)鍵詞：AT89S51單片機；道路交通燈

隨著經(jīng)濟發(fā)展和國民生活水平的不斷提高，居民的汽車擁有量也不斷增加，交通擁擠和堵塞變得隨處可見。因此，設(shè)計一款符合當下復(fù)雜多變的道路交通狀況的道路交通燈控制系統(tǒng)，符合了當前時代的發(fā)展和人們需求[1]。

系統(tǒng)工作模式：可分為自動控制模式、手動控制模式以及夜間模式。道路交通燈按照正常程序執(zhí)行運轉(zhuǎn)交通燈即為自動模式。手動模式是在應(yīng)對意外突發(fā)情況下（例如給特種車輛讓行等），實現(xiàn)指定方向綠燈。夜間模式是在深夜11點以后，車流量稀少時段，將東西南北四個方向的紅綠燈都轉(zhuǎn)換為黃燈，同時在此時段LED顯示屏上循環(huán)顯示“平安”字樣的警示語。

硬件設(shè)計：AT89S51單片機是本次設(shè)計的核心，它的I/O端口不斷引出接線連接其他的硬件設(shè)備。但由于此次需要的硬件比較多，單片機的I/O數(shù)量不足，因此使用了8255A芯片進行I/O口擴展。

一、交通燈設(shè)計

本次設(shè)計使用12個LED燈，分別是4個紅，4個黃，4個藍，按照交通燈的排列方式分四個方向排列，以此來模擬十字路口的道路交通燈[2]。12個LED燈分別通過總線與P1口相連，其中P1.0-1.2引腳控制東西方向6個信號燈，用P1.3-1.6控制南北方向6個信號燈。時間牌是用來顯示交通道路指示燈變換的時間，以倒計時的方式數(shù)秒。時間牌是以兩個8段LED數(shù)碼管組成，采用動態(tài)掃描的方式進行顯示運行。在實際交通運行情況下，時間牌在東西南北四個方向都應(yīng)設(shè)有，切東西和南北時間牌顯示時間不同，用P3.0和P3.1作為動態(tài)掃描的位選信號，P2口輸出數(shù)碼管顯示的段碼值[3]。

（一）緊急情況中斷設(shè)計

此次設(shè)計應(yīng)用了外部中斷0和外部中斷1進行中斷響應(yīng)（下降沿觸發(fā)）。當按下“南北綠燈”按鍵時，外部中斷0響應(yīng)，南北方向指示燈變?yōu)榫G燈；當按下“東西綠燈”按鍵時，外部中斷1響應(yīng)，此時東西方向指示燈變?yōu)榫G燈。本次設(shè)計的中斷時間極短，時間不到一秒甚至可以忽略。因此設(shè)計是在執(zhí)行完中斷程序后，在相同方向的綠燈程序開始執(zhí)行，并按程序順序執(zhí)行下去，開啟新一輪循環(huán)。并且中斷可多次使用，可以不限時的延長綠燈時間

（二）平安警示語設(shè)計

作為道路交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計的深夜設(shè)計。鑒于AT89S51單片機的I/O口數(shù)量不足，因采用可編程并行接口芯片8255A進行I/O口擴展，通過8255A與LED點陣相連接。在設(shè)計中共使用了4個MATRIX-8X8-RED，組成16乘16的點陣，滾動顯示“平安”兩個漢字。

二、仿真結(jié)果

運用Proteus軟件連接好硬件設(shè)備，并將已經(jīng)編譯好的道路交通燈控制系統(tǒng)的程序?qū)雴纹瑱C中進行仿真。仿真結(jié)果如圖1所示。

（作者單位：遼寧石油化工大學(xué)）

作者簡介：仝瑞寧，1997年生，男，遼寧石油化工大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)在讀本科生，研究方向：電力電子與電力傳動。

韓曉光，男，碩士，研究方向：電力電子與電力傳動。

參考文獻

[1] 蔡姍姍.基于AT89C51單片機的交通燈設(shè)計與仿真[J].天津科技，2016，（09）：42-43+45.

[2] 曾慶波.單片機應(yīng)用技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2012.

[3] 張桂紅.單片機原理及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社.2017.