譚小紅 彭森

摘 要：在我們現(xiàn)在生活的這個(gè)時(shí)代，徒步出行的現(xiàn)象是越發(fā)地少見(jiàn)了，所以車輛對(duì)我們來(lái)說(shuō)已經(jīng)是司空見(jiàn)慣了。當(dāng)我們站在人行道上的時(shí)候，你是否有認(rèn)真去想過(guò)，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?yàn)榻煌舭l(fā)揮了很關(guān)鍵的作用，交通燈決定你我在什么時(shí)候可以通行，又在什么時(shí)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(shí)去創(chuàng)造一個(gè)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(shí)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?lái)說(shuō)，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(jì)時(shí)的情況下，就會(huì)自動(dòng)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：?jiǎn)纹瑱C(jī)；交通燈；LED；二極管

1. 引言

1868年年末，12月中旬，在倫敦會(huì)議大廈中心，一個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的第一個(gè)隊(duì)員出生了，英國(guó)倫理·哈特機(jī)械建造了一個(gè)長(zhǎng)七米的柱形燈，用紅、綠色燈籠—?dú)怏w，是城市街區(qū)信號(hào)燈的第一彩虹燈。經(jīng)過(guò)技術(shù)提高后，黃色燈也出來(lái)了，這個(gè)時(shí)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(dòng)化操作，通過(guò)使用計(jì)算機(jī)操控現(xiàn)代電子監(jiān)控的時(shí)間，紅綠燈隨時(shí)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(duì)于它都不覺(jué)得陌生。每當(dāng)我們要過(guò)馬路的時(shí)候，總是有很多的車子穿插而過(guò)，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(wèn)題愈加明顯，我們出行的安全得不到好的保護(hù)。正所謂，無(wú)規(guī)矩則不成方圓，因此這個(gè)問(wèn)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(guò)用它來(lái)開發(fā)一個(gè)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(shí)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(shí)候，則告訴我們可以走了，然而黃燈作為一種輔助的信號(hào)燈，當(dāng)它亮著的時(shí)候，提醒我們要做好準(zhǔn)備，因?yàn)樾盘?hào)燈很快就會(huì)發(fā)生顏色的轉(zhuǎn)換。基于這個(gè)原因，在這篇文章，我運(yùn)用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)交通信號(hào)燈，讓它來(lái)幫助我們維護(hù)一個(gè)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(wèn)題。

2. 系統(tǒng)方案選擇

這次設(shè)計(jì)根據(jù)的是交通信號(hào)燈的變化規(guī)律，設(shè)計(jì)了一個(gè)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(jì)。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(jì)算機(jī)系統(tǒng)，麻雀雖小，五臟俱全，是一種現(xiàn)場(chǎng)控制計(jì)算機(jī)，不僅抗干擾效高，而且成本低，主要靠不同的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的效果，尤其是獨(dú)特的某些效果。這次設(shè)計(jì)的交通燈需要具有硬件調(diào)時(shí)功能與應(yīng)對(duì)緊急情況的能力。

時(shí)機(jī)掌握控制的線路要求精準(zhǔn)的跳動(dòng)點(diǎn)，每一部分的線路都是在有組織有規(guī)劃的點(diǎn)進(jìn)行的，在跳動(dòng)的活動(dòng)下，跳動(dòng)發(fā)電機(jī)的繪制就十分占分量，所以這個(gè)也就將是第二跳動(dòng)發(fā)電機(jī)計(jì)劃作為線路設(shè)計(jì)的第一步驟。

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

方案二：555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器。555定時(shí)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(shí)器運(yùn)用起來(lái)很方便，特別給力，外面加上一個(gè)或者幾個(gè)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(jì)的脈沖發(fā)生器。

3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1） 系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)

圖1為系統(tǒng)框圖，主要介紹了由我設(shè)計(jì)的交通燈是如何通過(guò)各個(gè)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(shuō)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(shuō)明允許我們通行。在十字路口，會(huì)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(gè)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(yǔ)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(shí)踐出真知，我們要得出正確的結(jié)論，必須要通過(guò)親自動(dòng)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(jì)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(gè)警報(bào)程序系統(tǒng)，通過(guò)它來(lái)知道我們的設(shè)計(jì)是否出現(xiàn)不良現(xiàn)象，從而可以加以改善。交通燈對(duì)于汽車通過(guò)雙向行駛馬路、三岔路口、十字路口，行人通過(guò)馬路以及交通警察在維護(hù)交通秩序的時(shí)候起到了一個(gè)很好的作用，加上在交通燈上另外附加電子監(jiān)控、電子測(cè)速裝置，可以很好的讓司機(jī)自覺(jué)遵守道路交通規(guī)則，進(jìn)而達(dá)到營(yíng)造美好社會(huì)。

4. 結(jié)論

毋庸置疑，車輛的發(fā)明給我們的生活帶來(lái)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(guò)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(guò)使用交通燈，在很大的程度上，給我們平時(shí)出行、司機(jī)駕車帶來(lái)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(huì)奮進(jìn)，在公路上，司機(jī)、行人自覺(jué)遵守交通規(guī)則是我們的藍(lán)圖?？吹浇煌袅良t燈，我們自覺(jué)停下來(lái)，不急那一小會(huì)的時(shí)間，看到交通燈亮綠燈之后我們才可以繼續(xù)行走，營(yíng)造一個(gè)有秩序的社會(huì)，這樣才是我們?cè)O(shè)計(jì)交通燈的初衷。

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作者簡(jiǎn)介

譚小紅，邵陽(yáng)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