CN202454085U

CN202454085U - 一种基于单片机的双模式红绿灯

Info

Publication number: CN202454085U
Application number: CN2011205624249U
Authority: CN
Inventors: 于继翔; 李龙辉; 秦加合
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2021-12-20

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的双模式红绿灯，包括红绿灯、红绿灯指示器和记时数码管，还包括有单片机，该单片机上连接有按键和红外接收模块，单片机通过驱动电路与红绿灯、红绿灯指示器和记时数码管相连接。可根据平时或上下班高峰期来转换红绿灯的切换时间，可保证在平时，车辆与行人有较长时间穿过马路。在上下班高峰期通过切换运行模式，可以通过预设程序，智能切换相应模式，从而有效防止上下班时交通堵塞和车辆、人员滞留。

Description

一种基于单片机的双模式红绿灯

技术领域

本实用新型涉及一种智能交通灯控制系统，尤其涉及一种基于单片机的双模式红绿灯。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，城市中车辆不断增多。由此引起交通拥挤、堵塞，交通事故频发等一系列问题。红绿灯是城市重要的交通指挥系统，与人们的日常生活有十分密切的关系，它不仅关系到城市交通的有序进行，也影响到人们的出行便捷和安全。目前，城市交叉口的红绿灯大多采用定周期控制方式，一旦周期和绿信比选定之后就不再变化，这样就有可能造成红绿灯控制信号与实际的交通流量不适应。只有周期、红灯时间、绿灯时间等控制参数可根据交通流的实际情况来进行调整，才能更好地控制交叉口的交通，减少车辆延误和提高交叉口的通行能力。

针对一个实际的十字路口，两相位控制交通流简单，效率高，但冲突点比较多，安全性较低。而4相位控制由于消除了左转车辆造成的冲突，安全性很高，但在小交通流的情况下，交通效率低，因此，如果能根据交通流量的大小和车辆的转向比例来进行相位变换，交叉口交通会更有秩序，控制效果也会更好。

因此设计一个稳定、灵活、便捷且能够控制和切换时间的红绿灯，具有必要性和现实性。

发明内容

针对现实生活中很多红绿灯都是按照一个时间间隔进行切换的具体问题，本实用新型的目的在于，提供一种基于单片机的双模式红绿灯，该红绿灯具有双模式智能控制模式，即通过单片机控制红绿灯和数码显示管，同时可利用按键或红外遥控切换红绿灯的运行模式，即普通模式和上下班高峰模式。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种基于单片机的双模式红绿灯，包括红绿灯、红绿灯指示器和记时数码管，其特征在于，还包括有单片机，该单片机上连接有按键和红外接收模块，单片机通过驱动电路与红绿灯、红绿灯指示器和记时数码管相连接。

本实用新型的其他特点是：

所述的单片机选择89C52单片机。

本实用新型的基于单片机的双模式红绿灯，可根据平时或上下班高峰期来转换红绿灯的切换时间，如上下班高峰期红灯转换时间设置为40秒，平时设置为60秒。这样既可以有效缓解在上下班时间由于红灯设置时间太长，为了赶时间而闯红灯现象。同时，还可以缓解交通堵塞现象。保证非高峰期时，车辆与行人有较长时间穿过马路。通过切换运行模式，可有效防止上下班时交通堵塞和车辆、人员滞留。比起普通交通灯控制系统，提高了交通控制的效率，保证交通有序进行。

附图说明

图1为常见的交叉路口指示灯示意图；

图2为本实用新型的基于单片机的双模式红绿灯硬件结构框图；

图3为红外发射与接收原理图；

图4为装置的部分模块引脚图，其中，图(a)、(b)是74HC573八进制3态非反转透明锁存器引脚图；图(c)是89C52单片机引脚图；

图5为交叉口东西交通灯与南北交通灯接线图；

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

具体实施方式

参照图1，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定：绿灯亮，允许通行；红灯亮，禁止通行；黄灯亮，提示人们注意红绿灯的状态即将切换。为了方便说明，现假设东西，南北走向的两干道相交于一处十字路口。同时，为了保证行人安全，设置A，B，C，D四条人行横道。当东西道为绿灯，此道车辆通行，此时B，D人行横道上行人禁止通过马路；同时南北道为红灯，此道车辆禁止通过，此时A，C人行道上行人可通行，时间为60秒。依此循环，即可指引车辆有序行驶，行人安全通过马路。

参照图2，本实施例的基于单片机的双模式红绿灯，包括红绿灯、红绿灯指示器和记时数码管，还包括有单片机，该单片机上连接有按键和红外接收模块，单片机通过驱动电路与红绿灯、红绿灯指示器和记时数码管相连接。

本实施例中，单片机选择89C52单片机，用于控制其他模块协调工作；在89C52单片机中采用以C语言编写程序编制运行软件，利用按键或红外接收模块切换红绿灯的运行模式，提高交叉口交通运行的效率。

按键和红外接收模块用来切换运行工作模式：即正常模式或上下班高峰模式，按键切换适于值班人员使用，而红外遥控切换适于交警巡查时使用，方便快捷。在正常模式下，红灯设置的时间为60秒；在上下班高峰模式下，红灯设置的时间为40秒。红绿灯指示器用以指引各路道车辆的通行方向，例如直行、左转或右转，记时数码管用于显示红绿灯所剩的切换时间，行人依此判断是否有足够时间过马路，是走还是停。

参照图3，由于在89C52单片机上设置了红外接收模块，因此还可以用红外遥控的方式来进行切换运行模式。

红外接收模块的工作原理是：内置接收管将红外发射管发射出来的光信号转换为微弱的电信号，此信号经由IC内部放大器进行放大，然后通过自动增益控制、带通滤波、解调变、波形整形后还原为遥控器发射出来的原始编码，经由接收头的信号输出脚输入到电器上的编码识别电路。

图3中红外发射管D1和上拉电阻R1构成红外管发射电路；NPN三极管Q3和基级串联电阻R3构成了发射的放大电路；PNP三极管Q1和NPN三极管Q2及其周边分立器件构成了接收电路。

参照图4，作为红绿灯的核心控制模块，控制器的选择十分重要。本领域常见的有：1)现场可编程门阵列FPGA；2)可编程逻辑控制器PLC；3)51系列单片机等。因为本实施例是一种较为实用的装置，所以要从价格和使用方面等因素综合考虑。以上3种控制器都可以很好的完成红绿灯的智能控制，而FPGA和PLC操作和完成简单，但成本价格较高，性价比低。在本实施例中，选择51系列单片机完全可以实现其控制，且性能良好，价格低廉。因此选用价格低廉的89C52单片机作为控制器。

此外，可以外接数码管显示器，通过单片机封装的内部程序可以对每种模式下的红绿灯显示时间进行微调。

以下简要介绍基于单片机的双模式红绿灯的工作原理：89C52单片机通过锁存器控制记时数码管的显示红绿灯时间，东西、南北四组记时数码管时间显示相同。P21～P27控制红绿灯的显示。P22～P24控制东西道两组红绿灯的显示，这两组红绿灯通过89C52单片机控制显示相同颜色的灯并且切换时间相同；而P25～P27控制南北道两组红绿灯的显示，这两组红绿灯同样通过89C52单片机控制显示相同颜色的灯并且切换时间相同。RS15接按键S1，通过此按键可控制89C52单片机设置的运行模式。INT13接红外接收模块，通过此接口可用红外遥控切换89C52单片机的运行模式。图中采用两个74HC573八进制3态非反转透明锁存器，用于记时数码管与按键的缓存，这种电路可以驱动大电容或低阻抗负载，可以直接与系统总线接口连接驱动总线，而不需要外接口，其引脚接线为常规接线，更提高了硬件的通用性。

参照图5，图5给出了东西、南北交通灯的接线图，其中东西红绿灯接线1与单片机P22引脚连接，接线2与89C52单片机P23引脚连接，接线3与89C52单片机P24引脚连接；南北红绿灯接线4与单片机P25引脚连接，接线5与单片机P26引脚连接，接线6与单片机P27引脚连接。通过89C52单片机的中央控制，结合红外线发射接收器的信号采集，利用软件智能切换提前设定的普通模式和上下班高峰模式，从而有效地提高了交叉路口的通行能力。

Claims

1.一种基于单片机的双模式红绿灯，包括红绿灯、红绿灯指示器和记时数码管，其特征在于，还包括有单片机，该单片机上连接有按键和红外接收模块，单片机通过驱动电路与红绿灯、红绿灯指示器和记时数码管相连接。

2.如权利要求1所述的基于单片机的双模式红绿灯，其特征在于，所述的单片机选用89C52单片机。