汽車數(shù)量越來越多，而現(xiàn)在的紅綠燈處的交通燈模式采用的是定時控制，由于車流量是隨時變化的，當此時沒有車通過，而相對的車要等到此方向的綠燈結(jié)束顯示紅燈才能通過，在時間和空間方面的應變性能較差，這樣不僅浪費了時間，還使得相對方向的車輛造成“堵車”現(xiàn)象。要想解決城市紅綠燈處的“大堵車”現(xiàn)象，改善原有的紅綠燈處交通燈控制系統(tǒng)是很有必要的。

本文以AT89C52單片機為控制器的交通燈控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過紅外接收器接收信號實現(xiàn)特種車輛（119、120等）自動放行;通過車輛檢測電路采集路況信號，經(jīng)單片機處理后，分配各車道的綠燈時間，實現(xiàn)車流動態(tài)調(diào)節(jié)，LED數(shù)碼管顯示通行倒計時;系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有通行時間手動設置、可倒計時顯示、急車強行通過、車流量檢測及調(diào)整、交通異常狀況判別及處理等相關功能。

1、交通控制系統(tǒng)的總體框圖設計及原理

該交通燈控制系統(tǒng)用單片機直接控制信號燈的狀態(tài)變化，接入的LED數(shù)碼管就可顯示倒計時以提醒行使者。本系統(tǒng)在此基礎上加入了違規(guī)檢測電路和車流量檢測電路為單片機采集數(shù)據(jù)，同時接上蜂鳴器。本設計以單片機為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由車流量檢測模塊、違規(guī)檢測模塊和按鍵設置模塊等產(chǎn)生輸入，信號燈狀態(tài)模塊、LED倒計時模塊和蜂鳴器狀態(tài)模塊接受輸出。系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示。

圖1 ? 系統(tǒng)的總體框圖

2、系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及工作原理

本設計選用AT89C52單片機及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12個發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號燈指示模塊，8個LED東西南北各兩個構(gòu)成倒計時顯示模塊，車流量檢測傳感器采集流量數(shù)據(jù)，光敏傳感器捕獲違規(guī)信號，若干按鍵組成時間設置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等，以及用1個蜂鳴器進行報警。

系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成：單片機為核心，組成一個集車流量采集、處理、自動控制為一身的閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件電路由車流量檢測電路、單片機、違規(guī)檢測電路，狀態(tài)燈，LED顯示，按鍵，語音提示器組成。其具體的硬件電路總圖如圖2所示。

圖2 ?總體設計電路圖

其中P0，P2用于送顯兩片LED數(shù)碼管，P1用于控制紅綠黃發(fā)光二極管，XTAL1和XTAL2接入晶振時鐘電路，RESET引腳接上復位電路，P3.3即INT1接違規(guī)檢測電路和P3.2即INT0接緊停/東西時間設置鍵J，P0.6，P0.7接車流量檢測電路，P3.6接南北時間設置鍵S，P3.7接自動模式選擇/返回鍵F，P3.4接語音提示器。系統(tǒng)上電或手動復位后，系統(tǒng)等待模式選擇設置鍵按下，模式分兩種：紅綠燈時間自動和紅綠燈時間設置。若此時F鍵按下，則為自動模式，若此時按下的是S鍵，則為時間設置模式，依次按S若干次，J鍵若干次可設置好兩個方向的紅綠燈時間，再按F鍵確認。其實這個過程就是將存儲時間值的寄存器進行設置，以及標志是否要進行車流量檢測及調(diào)整。

接下來，系統(tǒng)必須先顯示狀態(tài)燈及LED數(shù)碼管，將狀態(tài)碼值送顯P1口，將要顯示的時間值送顯P0口和用P2口來選通LED數(shù)碼管的顯示導通，在此同時以50ms為周期，用軟件方法計時1s，到達1s就要將時間值減1，刷新LED數(shù)碼管。

時間到達一個狀態(tài)所要全部時間，則要進行下一狀態(tài)判斷及銜接，并裝入次狀態(tài)的相應狀態(tài)碼值以及時間值，開啟兩個外部中斷，其一為違規(guī)信號或禁停信號輸入，一旦信號有效，中斷開始，進入中斷服務子程序，開啟蜂鳴器禁止全部通行，當按下F鍵，中斷結(jié)束返回。其二為車流量檢測信號輸入，若檢測到車輛經(jīng)過，進入相應的中斷子程序，將存儲車流量的計數(shù)器加1，然后中斷結(jié)束返回。

3、各控制模塊

3.1、車檢測模塊

本設計采用視頻圖像的車流量檢測，基本思想是視頻圖片中每條車道上設置一個固定區(qū)域作為虛擬的檢測線，對該區(qū)域內(nèi)圖像進行處理，完成對車輛信息的獲取，車流量檢測工作原理圖和車流量檢測圖分別如圖3和圖4所示。

圖3 ? 基于視頻圖像的車流量檢測工作原理

圖4 ? 基 于視頻圖像的車流量檢測圖