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本设计题目为 基于51单片机智能化交通红绿灯堵车流量红外设计#xff0c;主要用于十字路口交通信号智能控制#xff0c;通过红外避障检测车流量#xff0c;自动调节红绿灯时间#xff0c;缓解拥堵。该系统由单片机、LED灯、红外避障传感器、LCD1602液晶显示…1 系统功能介绍
本设计题目为 基于51单片机智能化交通红绿灯堵车流量红外设计主要用于十字路口交通信号智能控制通过红外避障检测车流量自动调节红绿灯时间缓解拥堵。该系统由单片机、LED灯、红外避障传感器、LCD1602液晶显示、电源等模块组成实现智能化、实时化的交通管理功能。
系统的主要功能如下十字路口红绿灯控制
道路方向为东西南北每条道路配备 2 套红绿灯红、黄、绿系统在正常模式下依次控制红灯亮 10 秒、黄灯亮 3 秒、绿灯亮 10 秒循环运行每套红绿灯同时只有一个灯亮保证交通安全。红外避障检测与绿灯延时
在南北方向设置红外传感器检测车辆数量当南北绿灯情况下检测到车辆超过 5 辆绿灯延长 10 秒同时东西方向红灯延长 10 秒在东西方向同样设置红外传感器达到车流量阈值时东西绿灯延长 10 秒南北红灯延长 10 秒每次绿灯延时只允许一次避免影响另一方向车道运行。LCD1602显示功能
实时显示东西南北方向红绿灯状态显示南北、东西方向的车流量信息。智能化调节逻辑
根据红外传感器采集的车流量自动调整绿灯时间保证高峰期通车效率系统具备循环运行能力实现全天候智能化控制。通过以上功能系统不仅完成基本的红绿灯控制还具备智能交通管理能力对缓解交通拥堵具有重要意义。2 系统电路设计
本系统硬件电路由 STC89C52 单片机核心电路、LED灯指示电路、红外避障传感器电路、LCD1602 液晶显示电路、电源电路 等组成。下面详细介绍每个模块。2.1 单片机核心电路
系统采用 STC89C52 单片机作为主控芯片特点如下
内置 8KB Flash 和 256B RAM满足红绿灯控制及车流量处理需求多路 I/O 端口可同时控制 LED 灯、红外传感器及 LCD 显示支持定时器和中断便于实现循环定时与车流量检测逻辑工作电压 5V兼容低功耗设计。
单片机在系统中主要负责
红绿灯的定时切换与控制采集红外传感器数据实现车流量检测控制 LCD1602 显示灯状态及车流量参数判断是否需要绿灯延时并处理延时逻辑。2.2 LED灯指示电路
每条道路配备 2 套 LED 红绿灯每套包含红、黄、绿三个 LED单片机通过 I/O 端口控制其亮灭
红灯亮时禁止车辆通行绿灯亮时允许车辆通行黄灯作为过渡灯提示车辆准备停止。
LED 电路通过限流电阻连接单片机 I/O 口保证 LED 发光稳定并防止 I/O 口损坏。2.3 红外避障传感器电路
为了实现智能化绿灯延时系统在南北和东西方向分别设置红外避障传感器
红外传感器通过检测车辆红外反射信号判断车辆数量当绿灯状态下车流量达到设定阈值5 辆单片机接收传感器信号后延长绿灯时间红外传感器输出信号为高低电平单片机通过 I/O 口采集并计数。2.4 LCD1602 液晶显示电路
LCD1602 用于实时显示交通状态和车流量信息
显示东西南北灯的当前状态红、黄、绿显示南北、东西方向当前车流量通过 4 位数据接口与单片机通信节省 I/O 资源提供清晰、直观的显示界面便于管理人员观察路口状态。2.5 电源电路
系统采用 5V 稳压电源供电电源部分设计包括
稳压芯片如 7805提供稳定 5V 电源电容滤波器保证电压平稳避免干扰单片机运行红外传感器与 LED 灯电源分开保证信号采集和显示稳定性。3 程序设计
程序设计基于 C 语言在 Keil 开发环境下完成通过 STC-ISP 下载到单片机。程序主要包括
主程序初始化硬件、循环执行红绿灯控制及车流量检测红绿灯控制程序实现红黄绿灯的定时切换及延时逻辑红外传感器采集程序计数车流量判断是否需要延时绿灯LCD显示程序实时显示红绿灯状态与车流量参数延时控制程序实现绿灯延时一次的逻辑。3.1 主程序框架
#include reg52.h
#include lcd1602.h
#include delay.hsbit Red_NS P1^0;
sbit Yellow_NS P1^1;
sbit Green_NS P1^2;sbit Red_EW P1^3;
sbit Yellow_EW P1^4;
sbit Green_EW P1^5;sbit Infra_NS P3^0;
sbit Infra_EW P3^1;unsigned char count_NS 0;
unsigned char count_EW 0;
bit NS_delay_flag 0;
bit EW_delay_flag 0;void main()
{LCD_Init();while(1){Traffic_Control_NS();Traffic_Control_EW();LCD_Update();}
}3.2 南北方向红绿灯控制
void Traffic_Control_NS(void)
{Red_NS 1; Yellow_NS 1; Green_NS 0; // 绿灯亮count_NS 0; NS_delay_flag 0;for(int i0;i20;i) // 每次循环约0.5s总计10s{if(Infra_NS 1) count_NS;Delay_ms(500);}if(count_NS 5 NS_delay_flag 0) // 达到阈值延时一次{for(int j0;j20;j) Delay_ms(500); // 延长10sNS_delay_flag 1;}Green_NS 1; Yellow_NS 0; Red_NS 1; // 黄灯亮3秒Delay_ms(3000);Red_NS 0; Yellow_NS 0; Green_NS 1; // 红灯亮10秒Delay_ms(10000);
}3.3 东西方向红绿灯控制
void Traffic_Control_EW(void)
{Red_EW 0; Yellow_EW 0; Green_EW 1; // 红灯亮count_EW 0; EW_delay_flag 0;for(int i0;i20;i){if(Infra_EW 1) count_EW;Delay_ms(500);}if(count_EW 5 EW_delay_flag 0){for(int j0;j20;j) Delay_ms(500); // 延长10sEW_delay_flag 1;}Green_EW 0; Yellow_EW 1; Red_EW 1; // 黄灯亮3秒Delay_ms(3000);Red_EW 1; Yellow_EW 0; Green_EW 0; // 绿灯亮10秒Delay_ms(10000);
}3.4 LCD1602显示程序
void LCD_Update(void)
{LCD_Clear();LCD_SetCursor(0,0);LCD_PrintString(NS:);LCD_PrintChar(Green_NS?G:(Yellow_NS?Y:R));LCD_PrintString( EW:);LCD_PrintChar(Green_EW?G:(Yellow_EW?Y:R));LCD_SetCursor(1,0);LCD_PrintString(Count NS:);LCD_PrintNumber(count_NS);LCD_PrintString( EW:);LCD_PrintNumber(count_EW);
}4 总结
本设计通过 STC89C52 单片机控制十字路口红绿灯实现基本的红绿灯循环切换并通过红外避障传感器实时检测车流量实现绿灯延时逻辑。LCD1602 显示当前灯状态及车流量便于管理人员监控路口状况。
系统特点包括
智能交通控制根据车流量动态调整绿灯时间缓解拥堵多方向红绿灯管理东西南北四个方向同时控制保证路口通行效率LCD显示直观显示灯状态和车流量管理人员可直观了解路口情况延时逻辑合理每次绿灯延时仅允许一次避免对另一方向造成影响可扩展性强可增加无线通信模块实现远程监控和数据记录。
本设计不仅适用于十字路口红绿灯控制也可拓展到城市智能交通系统、停车场出口管理、工业园区道路管理等场景具有较高的实用性和推广价值。
