智慧交通研究的目的及意义？

城市建设，交通先行，交通是城市经济发展的动脉，智慧交通是智慧城市建设的重要构成部分。智慧交通能缓解交通拥堵，改善城市交通状况，发挥最大城市交通效能，建立人、车、路、环境协调运行的新一代综合交通运行协调体系，实现城市交通系统的整体运行效率提高，在智慧城市建设浪潮中发挥着非常重要的作用。

智慧建造与智慧交通是干什么的？

也就是智能系统应用于建筑或者交通领域。

智能系统对于如今人们的工作生活起到很大的帮助。

比如智能系统应用于修筑行业，可以通过大数据，分析各个角落的温度，强度以及其他条件，及时提醒施工人员。

应用于交通行业，可以及时反馈路况信息。

AT89C51十字路口交通灯的电路图

基于AT89C51单片机的交通灯系统设计
摘要：以单片机AT89C51作为城市交通灯的控制核心，模拟定周期交通信号灯的工作状态；针对复杂多变的路
况环境，特别增设了路段遇忙调整、紧急情况处理、特种车检测、语音提示等模块，进一步完善了交通灯控制系统。
关键词：AT89C51单片机；智能交通灯控制
0引言
近年来，随着国民经济的快速发展，车辆的增多，交通
拥挤和阻塞现象时常出现。交通拥塞已成为城市交通中迫切
需要解决的社会问题。而我国传统使用的定周期控制和各路
口各自的独立控制方法，在解决这些问题时效果并不是很
好。越来越多的证据表明，简单地扩大道路基础设施并不能
解决交通拥堵问题。这要求在现有道路条件下，提高交通控
制和管理水平，合理使用现有交通设施，充分发挥其能力，
更加灵活有效地提高道路的利用率。
本文采用51系列单片机AT89C51为中心器件设计交通
灯控制系统。
1交通灯硬件系统设计
1.1控制流程分析
(1)从循环图分析可知：东西方向和南北方向信号灯控
制是中心对称的，即无论是主干道还是支干道两侧系统对同
方向的信号灯控制是同步的。
(2)从循环图分析可知：人行道无论哪个方向，系统对
两侧4个信号灯的控制也是同步的，且人行道的红绿灯变化
和行车道的红绿灯变化应该是一致的。
(3)通过对上面整体思路的分析，可以用单片机P2口和
P0口、锁存芯片和显示译码芯片的配合来实现控制LED灯
和数码管。通过锁存芯片实现单片机口的分时复用，简单易
行，且编程简单，能实现数据的快速交换以及单片机的资源
的充分利用。

1.2系统硬件设计
本系统选用通过P0和P2用做输出显示控制口。P0口通
过锁存芯片74HC573和显示译码芯片TC4511BP分时复用控
制LED数码管实现行车道上红绿灯规律变化。P2口当作普
通输出口直接控制人行道红绿灯规律变化，记数采用2个
40s的循环方式来控制。LED数码管通过静态显示方式实现
倒计时读秒。
总体硬件电路图如图2所示。
1.3交通灯的正常显示

交通灯正常工作状态电路图和状态表如图3和表1所
示：
表1系统工作状态表

化，P2口直接输出控制的是行车道红绿灯状态的变化。
由于P0口是作为分时复用总线使用，单片机P0口传送
的数据首先通过74HC573锁存。通过P2口直接输出控制行
车道上红绿灯的变化，通过编程控制，要和P0口控制的人
行道红绿灯的变化相符合。
通过P0口分时复用，同时控制LED数码管的显示，具
体显示方式即倒计时读秒，而P0口并不能单独完成此功能。
在这里，选用TC4511BP芯片。
TC4511BP是BCD-七段LED锁存/译码/驱动器。其驱
动LED数码管显示如图3，当使能端LE为低电平时，将加在

A、B、C、D端的数据译成段驱动信号，经限流电阻送到数
码管的段控制线上。当使能端LE为高电平时，驱动信号被
锁存在TC4511BP的输出端，实现静态显示。
1.4其他硬件模块
（1）紧急情况处理
如图4，外部中断INT1用于对紧急情况、流量控制和
恢复等情况的控制，模拟意外事故等实际情况导致交通突然
瘫痪，此时就需要手动对交通状况进行紧急情况下的处理，
待意外事故结束后按下恢复键恢复交通。

当按下紧急情况处理键时，通过外部中断INT1感应，通
过P1.7口软件编程控制，系统实现车道人行道红灯全部亮
起，禁止一切车辆和行人通行，LED数码管显示“88”。
（2）交通遇忙调整
为了增加交通灯指示的灵活性，提高交通的流通效率，
可根据调查交道口的车流量或交警的经验来重设各交通灯的
点亮时间。为简化处理，我们假设了两种情况：南北路段忙
和东西路段忙。

当按下南北忙按键时，系统实现的功能是:通过外部中
断INT1感应，通过P1.6口软件编程控制，系统实现下个循
环按照如表2所示的调整时间表来实现循环。
（3）特种车检测
图4中，用到的特种车检测开关即干簧管，通过干簧管
的开合直接控制外部中断INT0的变化，进而通过程序控制
发光二极管及七段LED数码管的相应变化。
（4）语音模块

语音模块设计的要求是模拟在交通灯十字路口处有紧
急情况或者特种车辆通过时应用此模块实现录放功能，实现
特殊情况下对车辆和行人的提醒和警示作用。
在实际应用中，要求语音电路单独实现录放并能循环
播放录音内容，实际电路图如图5和图6所示。
图5实现的是循环播放功能，最高位地址(MSB)A8、A9
都为高电平时，地址端就作为操作模式选择端（高电平有
效），此时若A3/M3脚也为高电平，此电路就能实现从0地
址位开始连续重复放音。图6添加了语音电路SP模块，解
决了由于干扰大和电压不足等原因造成的播放不清和声音偏
小的问题。

2系统的软件设计
2.1软件设计思路
软件设计应用单片机C语言编程，以其较好的可读性和
可移植性很好的完成了本次设计任务。程序设计上使用定时
器0中断来控制交通灯的正常工作。定时器1中断控制特殊
车辆的通行时间；外部中断INT1用于紧急情况、流量控制
和恢复等，外部中断INT0用于特种车辆通行处理。系统采
用两个状态标志位“id”“id_int”，来记录交通灯的循环状
态。紧急中断与特种车辆中断响应迅速，以体现紧急情况交
通灯的处理。其中，车流量控制中断在下一个循环开始时响
应，以避免突然的红绿灯变换使交通出现异常。
2.2程序设计流程图（如图7、8、9、10所示）

3结束语
本系统采用多种中断处理和P0口的分时复用功能，实
现了各种情况下交通灯的正常指示和倒计时功能。在此过程
中还很好的完成了对特种车的检测。
经测试可以准确地利用交通灯和LED数码管指挥交通，
其中附加的语音功能又进一步完善了本系统。
从最终结果看，本系统模拟交通道口交通灯的情况与
实际情况很吻合，有较强的实际应用价值。