摘要：针对城市交通操控问题，提出以AT89S51作为体系的操控中心，完成正常状况下各个方向信号灯的轮番指示及倒计时显现。体系能依据各方向车辆的实践通行状况及时切换通行方向，并确保紧迫状况下特别车辆的及时通行。最终运用Proteus仿真调试验证了体系规划的正确性。
跟着经济与社会的快速开展，城市交通压力越来越大，怎么经过有用的交通管理，完成人、车、路三者之间的和谐，已经成为交管部门亟待解决的首要问题之一。除了经过多种交通出行办法缓解交通压力以外，在路面交通操控中，对交通信号灯的灵敏有用操控，已经成为城市交通操控体系中重要组成部分。
传统的十字路口交通操控体系中，一般只选用红绿黄灯分方向轮番操控办法，没有考虑到实时的各方向路面车流辆状况，紧迫突发事件的应急处理等，这样的操控显得不行灵敏，无法到达最优的交通指挥意图。本文提出的智能交通灯操控体系，可经过对通行方向实践路面车辆有无的检测，及时切换通行方向，并针对紧迫状况，确保特别车辆的优先通行。此外，还可完成对各方向时刻的倒计时显现，使交通指挥高效灵敏。
1 体系规划要求
智能交通灯操控体系要求完成以下操控意图：
1)设东西道为A道，南北道为B道;A道放行60 s;B道放行30 s;绿灯放行，红灯中止;绿灯转红灯时，黄灯亮3 s。
2)当一道有车而另一道无车时，交通灯操控体系当即让有车的车道放行。
3)遇到特别状况，可拨动应急开关，使各方向均为红灯，特别车辆不受红灯约束，确保其顺畅经往后将开关拨回原位，体系康复原状态进行。
4)具有递减时刻显现功用。
2 体系规划计划
体系的操控计划有多种，可选用PLC、CPLD、单片机或纯电路规划等规划计划。从操控的灵敏性、完成的便利程度以及性价比等方面归纳考虑，本规划选用AT89S51单片机作为操控中心器材。选用红、绿、黄灯各4个作为交通指示，选用霍尔传感器别离检测两个方向有无车辆通行。处理紧迫车辆的开关接到外部中止引脚INT0。运用两位数码管进行递减时刻显现，并选用动态扫描的显现办法。此外，单片机体系作业需求时钟电路和复位电路构成最小体系。
整个体系的组成框图如图1所示。
3 硬件电路规划
1)单片机最小体系：原理图如图2所示。AT89S51作为操控中心，加上时钟电路及复位电路组成单片机最小体系如图2所示。其间时钟电路的晶振频率为12 MHz，为单片机作业供给根本的作业时序。选用按键复位电路，在体系上电以及非正常作业时完成复位。
2)信号灯显现电路：选用12个交通灯模型来模仿实践交通信号灯，其间P1.0～P1.2输出操控A道的红、绿、黄灯，即P1口的1个输出引脚一起操控同一道上不同方向的两个信号灯，若驱动才能不行时可添加驱动电路以到达功率匹配。同理，P1.3～P1.5输出操控B道的红、绿、黄灯，交通灯模型在单片机输出引脚为高电平时点亮。原理图如图3所示。(注：为描绘便利，单片机引脚表明办法如：P1.0引脚用P10符号表明。)
3)车辆检测输入：选用霍尔传感器进行车辆有无的检测，在每个方向车道的入口处装置一个霍尔传感器。当该方向车辆入口处有车辆时，霍尔传感器会宣布一个脉冲，得到车辆的有无信号。本规划只在A、B道上各放置一个霍尔传感器(实践应是两个)。因为在Proteus仿真中没有霍尔传感器的模型，可是考虑到霍尔传感器宣布的是单脉冲，此处可选用一个开关代替来进行仿真。车辆检测输入部分如图4所示。
4)紧迫开关输入：当呈现紧迫状况需求特别车辆优先通行时，可拨通紧迫开关，紧迫开关可接至外部中止0，此刻各方向交通灯全红，等候特别车辆通行后在关掉紧迫开关，康复信号灯的正常显现。紧迫开关输入部分如图4所示。
5)倒计时显现电路：选用共阳极2位数码管进行60 s或30s递减时刻显现，运用P0口输出LED显现器的段码，P2口输出LED显现器的位码。考虑到选用动态扫描办法，需添加驱动电路，故在P0口输出段码时先接至74HC573锁存器进行驱动，再接至LED数码管的段控端。经过P2口输出4个位码时经由74HC04反相驱动后再接到数码管的位控端。电路原理图如图5所示。
4 体系软件规划
依据体系操控要求及硬件原理图，软件选用汇编语言进行程序规划，主程序流程如图6所示。将A、B车道的传感器接至P3.6和P3.7，当P3.6=0表明A道有车辆经过;P3.6=1表明A道无车辆经过。同理，可判别B道车辆通行状况。
对紧迫车辆的处理，选用外部中止的办法，由外部中止0服务程序处理。LED数码管显现选用动态扫描办法完成倒计时的显现，经过守时器T0进行20ms的守时，在守时器T0服务程序中完成十位和个位时刻的轮番显现。因为篇幅约束，外部中止0服务程序和守时器0中止服务程序流程此处略。
5 Proteus仿真调试
软件选用汇编语言规划，在Keil C51集成开发环境下将编写的程序进行编译、调试，并生成方针文件(.hex)。此外，运用EDA仿真软件Proteus制作出电路仿真原理图，CPU挑选AT89S51。双击AT89S51，在呈现的对话框中的“Program file”参加已生成的.hex文件，并进行仿真调试。调试成功后，正常状况下A、B道的红绿黄信号灯轮番亮并具有倒计时显现，按下紧迫开关则A、B通道红灯一向亮直至松开紧迫开关;若检测到当时通行道上无车而哦、另一道上有车时，能正确切换通行方向。正常状况下的仿真效果图如图7所示仿真显现当时A道红灯，B道路灯通行，倒计时时刻为16 s。
6 定论
该规划以AT89S51单片机作为操控中心，能完成正常状况的通行指示，各方向车流状况不同的及时通行切换，以及紧迫状况下的特别通行，并经过Proteus软件的仿真调试验证了体系规划的正确性。与传统交通灯操控体系比较，该体系具有硬件结构简练、操控灵敏、保护便利等长处，在交通操控领域中具有较好的实用价值。
