STM32简易交通灯设计(定时可调)

收稿日期：2021－01－12基于STM32的智能交通灯控制系统设计郑瑞旭，张炎生※（广东海洋大学电子与信息工程学院，广东湛江524088）摘要：随着现代交通的快速发展，道路拥堵现象越发频繁，而传统交通信号灯却不能根据车流量实时地自动控制交通信号灯时间的长短。

为此，设计了一种新型的辅助交通通行的智能交通灯控制系统，能够根据车流量和道路拥堵情况实时控制交通信号灯，即时调整红绿灯时间，从而使得车辆能更快速地通过，提高道路通行效率，使道路交叉口车辆通行更加省时顺畅。

设计使用STM32作为核心控制板，通过外加超声波传感器，驱动模块等工具，实时检测车流量和控制交通信号灯，并根据反馈回来的数据进行自适应处理，通过获取到的数据与历史数据相比较，得出适合当前交通情况的红绿灯时间。

与传统的交通灯相比，车辆通行显著更顺畅，能有效增加通行效率，减少路口处交通拥堵现象的发生。

关键词：智能交通灯；车流量控制；自适应处理；STM32中图分类号：TP27文献标志码：A文章编号：1009－9492(2021)05－0109－03Design of Intelligent Traffic Light Control System Based on STM32Zheng Ruixu ，Zhang Yansheng ※（School of Electronic and Information Engineering,Guangdong Ocean University,Zhanjiang,Guangdong 524088,China ）Abstract:With the rapid development of modern traffic,the phenomenon of road congestion is more and more frequent,but the traditional traffic lights can not automatically control the time of traffic lights according to the traffic flow.For this reason,a new intelligent traffic light control system was designed,which could control the traffic lights in real time according to the traffic flow,so that the vehicles could pass more quickly and improved the road traffic efficiency to make the traffic at the road intersection more time-saving and smooth.STM32was used asthe core control board,through the addition of ultrasonic sensors,driver modules and other tools,real-time detection of traffic flow and control of traffic lights was realized,and according to the feedback data for adaptive processing,through the data obtained and historical data comparison,the traffic light time suitable for the current traffic situation was pared with the traditional traffic lights,the traffic issignificantly smoother,which can effectively increase the traffic efficiency and reduce the traffic congestion at the intersection.Key words:ntelligent traffic light;traffic flow control;adaptive processing;STM32第50卷第05期Vol.50No.05机电工程技术MECHANICAL &ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGYDOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2021.05.029郑瑞旭，张炎生.基于STM32的智能交通灯控制系统设计［J ］.机电工程技术，2021，50（05）：109-111.0引言随着当今物联网技术的不断发展，越来越多的智能化设备应用于监测系统，以便更好地服务于人们，由于我国的城市交通控制系统起步比较晚，直到20世纪90年代初，我国的一些高校和交通研究机构才开始了城市交通诱导系统的研究，而且主要是借鉴英美和澳大利亚等国当时的先进控制系统，如著名的SCOOT 、SCATS 等[1]。

《嵌入式系统原理及应用综合设计》(一)总体设计思路及算法描述1）概述本交通灯控制系统利用单片机STM32F103C6作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。

从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。

系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。

2）软件设计软件流程图1、功能需求图 2 系统原理框图图3系统总体电路图其中：1、单片机模块2、指示灯模块3、倒计时显示模块4、数码管显示模块任务分配：设计原理开机上电便处于正常运行状态，南北方向通行9秒后变为东西方向通行12秒，如此循环一次，使得东西方向和南北方向交替通行。

显示系统则显示到下一次改变通行方向所剩的时间，利于司机调整车辆状况。

每到通行方向转换时，正在通行的方向绿灯熄灭，变为黄灯常亮，提醒司机注意通行方向的改变，避免不必要的危险。

延时方法可以有两种，一种是利用内部定时器才生溢出中断来确定1秒的时间，另一种是采用软延时的方法。

本程序的倒计时采用软件延时。

系统硬件设计主控芯片采用STM32F103C6单片机，其管脚图下图所示。

STM32F103C6引脚图STM32F103C6是STM32系列单片机的典型产品，STM32单片机有很多个系列，其中包括基本型、USB基本型、增强型以及互联型几大系列，这写系列的STM32单片机都是具有性能高、功耗低、成本低等特点。

其内部结构图如错误!未找到引用源。

.2所示：STM32内部结构图本课题采用的是STM32F103C6单片机芯片，这是是一款ARM M3内核的增强型微控制器，这款内核的工作频率是能够达到72MHz的，它拥有着128K字节的闪存和极其丰富的外设，如GPIO口，串口，定时器，中断，数模转换，实时时钟，看门狗，SPI，IIC，CAN总线等部分组成。

STM32F103系列单片机的性能在同一个类别的产品中是最高的，它能够在-40°C -85°C温度下正常地进行工作，工作的电压范围为2V-3.6V，具有低功耗的节能工作模式，闪存存储器的容量为64K字节。

基于STM32的智能交通灯系统设计智能交通灯系统是一个基于STM32的控制系统，旨在改善交通流量管理和道路安全。

它利用STM32的高性能微控制器和实时操作系统，提供智能化的交通信号控制，可以根据实时交通状况进行灵活调整，从而最大限度地提高交通流量并减少交通拥堵。

该系统由以下几个主要组成部分组成：1. STM32微控制器：作为系统的核心，STM32微控制器采用先进的ARM Cortex-M处理器架构和强大的计算能力，用于控制信号灯的状态和计时功能，同时可以通过与其他传感器和设备的接口进行通信。

2.交通感应器：交通感应器通常包括车辆和行人检测器。

车辆检测器使用电磁或光电等技术监测车辆的存在和通过情况，行人检测器则使用红外传感器等技术检测行人的存在。

通过与STM32微控制器的接口，感应器可以将实时交通信息传输到控制系统中进行处理。

3. 通信模块：为了实现智能化的交通信号控制，交通灯系统与其他交通系统和设备之间需要进行数据交互。

通信模块使用嵌入式网络协议，如CAN或Ethernet，与其他交通设备进行通信，以便接收实时交通信息并将交通信号优化策略传输回控制系统。

4.人机交互界面：人机交互界面通常是一个触摸屏或面板，用于设置和调整交通信号控制的参数，以及显示交通信息和各个信号灯的状态。

通过与STM32微控制器的接口，人机交互界面可以实现与控制系统的交互。

系统的工作原理如下：1.交通感应器将车辆和行人的存在和通过情况传输到STM32微控制器。

2.STM32微控制器根据收到的交通信息，结合预设的交通信号控制策略，确定各个信号灯的状态和计时。

3.STM32微控制器通过通信模块与其他交通设备进行通信，接收实时交通信息，并将交通信号优化策略传输回控制系统。

4.人机交互界面用于设置和调整交通信号控制的参数，以及显示交通信息和各个信号灯的状态。

智能交通灯系统的设计目标是提高道路交通管理的效率和安全性。

通过实时监测交通情况，并根据实际需要进行灵活调整交通信号，可以减少交通拥堵和行车事故的发生。

STM32简易交通灯设计（定时可调)//按键key1 设置红灯时间按键key2 设置绿灯时间按键key3设置黄灯时间#include ;#include "sys.h"#include "delay.h"#include "usart.h"#include "stdlib.h"static int G=0,R=0,Y=0; //设置绿，红，黄灯时间变量#include "lcd.h"#include "key.h"#include "time.h"//----------- 按键函数----------void scan_key1(){static u8 i,j;if(key1==0){if(i==0){j++;if(j>;3){i=1;j=0;R++;if(R>;20)R=0;printf("key1 is inputed \r\n");}}else{i=j=0;}}void scan_key2(){static u8 i,j;if(key2==0){if(i==0){j++;if(j>;3){i=1;j=0;G++;if(G>;20)G=0;printf("key2 is inputed. \r\n"); }}else{i=j=0;}}void scan_key3(){static u8 i,j;if(key3==1){if(i==0){j++;if(j>;3){i=1;j=0;Y++;if(Y>;20)Y=0;printf("key3 is inputed. \r\n"); }}else{i=j=0;}}//各指示灯显示秒数函数void LED_RED(u8 k){LCD_ShowNum(120,55,k,2,16); }void LED_YELLOW(u8 k){LCD_ShowNum(120,145,k,2,16); }void LED_GREEN(u8 k){LCD_ShowNum(120,235,k,2,16); }//-----定时设置函数------- void LED_SET_GREEN(u8 k)LCD_ShowNum(160,235,k,2,16);}void LED_SET_YELLOW(u8 k){LCD_ShowNum(160,145,k,2,16);}void LED_SET_RED(u8 k){LCD_ShowNum(160,55,k,2,16);}//-----定时器中断函数---扫描按键和显示设定值用----void TIM3_IRQHandler(void){if(TIM3->;SR&0x0001){scan_key1();scan_key2();scan_key3();LED_SET_RED(R);LED_SET_GREEN(G);LED_SET_YELLOW(Y);}TIM3->;SR=~(1;=0;i--) //绿灯控制{LED_GREEN(i);LCD_Fill(30,200,100,270,GREEN); delay_ms(1000);LCD_Fill(30,200,100,270,BLACK); delay_ms(1000);}for(i=Y;i>;=0;i--) //黄灯控制{LED_YELLOW(i);LCD_Fill(30,110,100,180,YELLOW); delay_ms(1000);LCD_Fill(30,110,100,180,BLACK); delay_ms(1000);}for(i=R;i>;=0;i--) //红灯控制{LED_RED(i);LCD_Fill(30,20,100,90,RED);delay_ms(1000);LCD_Fill(30,20,100,90,BLACK); delay_ms(1000);}}}//-------各类库函数省略---------。

梧州学院毕业论文论文题目基于STM32的智能交通灯的设计学院信息与电子工程学院专业电子信息工程班级 12电本2班学号 2201学生姓名戈强宝指导教师（签名）完成时刻 2016 年 1 月梧州学院学士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究功效。

除文中专门加以标注引用的内容之外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的功效作品。

对本文的研究所作出重要奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式说明。

本人完全意识到本声明的后果由本人承担。

论文作者签名：日期：摘要交通,社会进展和人民生活水平提高的大体条件，经济的进展确信会带来人类外出数量的增加，在我们中国，交通拥堵已经成为一个很严峻的问题，我国的汽车工业此刻正处在起步时期的时期，因此限制车辆的增加不是解决问题的最好方式。

可是通过采取增加供给的方式，即大量修筑道路基础设施的方式，在资源匮乏、生态环境愈来愈恶化的今天，面对愈来愈拥堵的交通，以国家有限的资源和财力和环境的压力，也将受到限制。

这就需要依托除限制需求和提供道路设施之外的其他方式来知足人们对日趋增加的交通需求。

交通系统，正是解决这一矛盾的重要途径之一。

智能交通系统能够对城市交通进行智能化的控制，它能够让道路变的畅通，同时它还能够提高道路交通的有效率。

合理的进行交通智能化操纵，能够对交通进行合理的治理，使交通维持在一个比较平稳的工作状态，从而能够幸免或是缓和交通拥堵的状况，从而能够极大的提高交通运输的工作效率，乃至能够大大减少交通事故的发生，和能够增加交通平安，有效降低污染程度，极大程度上节省能源消耗，本文，通过对十字交叉路口交通信号的智能化操纵，从而达到优化路口交通流的目的。

关键词：交通；拥堵；效率IDesign of intelligent traffic light based on STM32AbstractTransportation, social development and people's living standards improve the basic conditions, economic development will certainly bring human beings out number, in our China, traffic congestion has become a very serious problem, China's auto industry is in its infancy, so the increase in supply is not the best way to solve the problem, but by adopting the method of increasing supply, in the resource shortage, ecological environment is getting worse and worse. Demand and provide other means of road facilities to meet the growing traffic demand.Traffic system is one of the important ways to solve this problem. Intelligent transportation system can make the traffic intelligent control. It can improve the efficiency of road traffic, traffic intelligent control, traffic management, traffic maintenance in a relatively stable state, which can greatly improve the work efficiency, and can greatly reduce the traffic safety, reduce pollution, and save energy. In this paper, through the intelligent control of traffic signals at the intersection, the traffic flow is optimized.Key words: Ttaffic；Traffic jam；Efficiency目录第一章绪论 0项目背景 0国内现行交通灯的短处 0第二章系统设计内容 (2)设计目的 (2)系统要紧功能模块 (2)第三章单片机概述及各类芯片简介 (3)单片机概述 (3)要紧芯片简介 (5)第四章系统硬件设计 (9)74HC138译码器模块 (9)74HC573驱动模块 (9)74HC595驱动模块 (10)数码管显示模块 (10)4*4矩阵键盘模块 (11)点阵模块 (12)第五章软件设计 (14)数码管显示倒计时程序设计 (14)点阵显示程序设计 (19)手动输入通行时刻程序设计 (20)检测车流量动态改变通行时刻程序设计 (23)第六章总结 (25)参考文献 (30)附录 (31)致谢 (34)I第一章绪论项目背景我国，是一个人口大国，几十年来，我国的经济快速进展，人们的视野变得愈来愈开阔，愈来愈多的人选择了这条路：离开家乡，到别的城市打拼。

电气工程学院《嵌入式单片机原理及应用》课程改革三级项目任务书设计题目：STM32通用定时器交通灯控制设计系别：电力工程系年级专业： 14电力系统及其自动化班学号：学生姓名：****：***一、项目设计目的通过该项目的学习和锻炼使学生熟悉、了解并掌握和STM32学习、开发相关的软、硬件环境；掌握GPIO的八种输入、输出模式；使用库函数实现GPIOX的控制方法；掌握STM32外部中断的控制方法；熟悉STM32微控制器的库函数开发方法。

二、项目设计要求(1)掌握Keil MDK软件的模板设计及工程配置。

(2)熟悉和掌握GPIO的八种输入、输出工作模式。

(3)熟悉和掌握STM32外部中断的检测和中断控制方法。

(4)熟悉《STM32F103XXX参考手册》、《STM32固件库》，在此基础上能够根据特定要求进行相关内容的查找；(5)设计的工程要能进行现场展示。

三、项目设计内容1)应用Keil Uvision4设计工程模板，并根据编译和仿真要求进行相关工程配置。

Version3.5版本的ST库源码可从ST的官方网站下载或者从讲课的资料中获取；工程设计模板要根据授课教师建立的方式进行设计；建立一个空的main()测试函数；仿真采用的STM32芯片为STM32F103VET6，数据通信可采用串口或Jlink两种形式。

2)交通灯控制软件流程图设计。

在stm32核心板上有相关stm32微控制器的扩展引脚，可根据自己喜好自行选定所使用的引脚，并能够根据选定的引脚完成相关的配置任务；如果核心板上的LED资源不够，可使用面包板和杜邦线进行扩展；交通灯延时采用定时器控制方法；中断控制可由按键的高低电平检测实现；根据GPIO和中断系统的配置要求完成相关工程的软件流程图设计。

3)使用库函数实现交通灯控制工程的开发。

建议使用stm32的库函数进行该项目的开发，如果有的同学想使用直接配置寄存器形式进行相关内容的设计，必须是在完成库开发的基础上实现；该项目设计的工程要求能在现场进行演示。

单片机课程设计
在单片机课程设计中，学生通常会接触到各种实际的应用场景，比如交通灯控
制和秒表功能。

这些实际项目既能帮助学生巩固所学的理论知识，又能培养他们的实际动手能力和解决问题的能力。

交通灯设计
项目简介
交通灯控制是一个常见的单片机应用项目，通过控制红绿灯的亮灭顺序，模拟
实际道路的交通流量控制。

学生可以通过这个项目了解控制流程和时序控制。

设计思路
在这个项目中，学生可以设计一个简单的交通灯系统，包括红灯、黄灯和绿灯。

他们需要考虑如何控制各个灯的亮灭顺序，以及红绿灯的时间间隔。

实现步骤
1.设计红绿灯的控制逻辑，确定各个灯的亮灭顺序。

2.编写程序，实现控制逻辑。

3.测试程序，检查红绿灯的切换顺序和时间间隔是否符合要求。

秒表设计
项目简介
秒表是用来计时的工具，通常用于测量短暂时间间隔。

在单片机课程设计中，
学生可以通过设计秒表项目来巩固定时器的使用和计时逻辑。

设计思路
学生可以设计一个简单的秒表系统，通过单片机的定时器功能实现计时功能。

他们需要考虑如何初始化计时器、开始计时、暂停计时和重置计时。

实现步骤
1.初始化定时器，设置时间间隔。

2.编写计时功能的程序，包括开始、暂停和重置功能。

3.测试程序，检查计时功能是否准确。

总结
通过交通灯和秒表项目的设计，学生可以巩固单片机的编程技能和实际应用能力。

这些项目不仅有助于加深对单片机工作原理的理解，还可以培养学生解决实际问题的能力。

希望学生在完成这些项目的过程中，能够不断学习和进步，成为优秀的单片机工程师。

单片机智能交通灯设计智能交通灯是现代城市交通管理和控制的重要设备之一，它能够通过对交通流量、行人流量以及道路情况的感知和判断，智能控制交通灯的信号灯状态，以提高交通效率和减少交通事故的发生。

本文将介绍一种基于单片机的智能交通灯设计。

首先，我们需要选取一种适合的单片机作为智能交通灯的控制核心。

常用的单片机有51系列、AVR系列、STM32系列等。

在本设计中，我们选用了STM32系列的单片机。

STM32系列单片机具有丰富的外设资源和高性能的处理能力，非常适合用于智能交通灯的控制。

智能交通灯的设计主要包括车辆流量检测、行人流量检测和信号灯控制三个部分。

首先是车辆流量检测。

我们可以利用车辆感应器或者摄像头等设备进行车辆流量的检测。

通过对车辆的数量和速度进行分析，可以得到当前道路上的车流量信息。

接下来是行人流量检测。

行人流量检测可以采用红外感应器等设备，通过对行人的体温和体型进行感知，从而判断行人的流动情况和数量。

最后是信号灯控制。

根据车辆和行人的流量情况，智能交通灯可以智能地控制交通灯的信号灯状态。

当道路上没有车辆和行人时，信号灯显示绿灯，让车辆通过。

当有车辆或者行人经过时，信号灯自动切换为红灯，禁止车辆通行。

在信号灯控制的过程中，我们还可以考虑添加优先通行功能。

例如，当有紧急车辆通过时，智能交通灯可以通过GPS等方式获取到该车辆的位置信息，然后自动将信号灯设置为绿灯，以确保紧急车辆畅通无阻。

此外，智能交通灯还可以通过互联网和智能手机等设备进行远程监控和控制。

例如，交通管理部门可以通过智能手机应用程序实时查看智能交通灯的状态和流量信息，进行远程控制。

综上所述，基于单片机的智能交通灯设计能够通过车辆流量检测、行人流量检测和信号灯控制等功能，实现对交通信号灯的智能控制。

这种设计可以提高交通效率、减少交通事故的发生，并且可以与其他交通管理设备和互联网进行无缝连接，实现更智慧的城市交通管理。

基于单片机的交通灯设计报告交通灯是指示交通流动规则的电子设备，它在道路交叉口上起到了至关重要的作用。

为了更好地控制交通流量，减少交通事故的发生，本文介绍了一个基于单片机的交通灯设计。

首先，整个系统采用STM32单片机作为控制器，具有较强的处理能力和稳定性。

该单片机集成了丰富的外设资源，包括GPIO口、定时器和串口等，能够实现交通灯的各种功能。

系统中的交通灯分为红、黄、绿三种信号灯，分别代表停车、准备出发和通行的指示。

这三种信号灯按照交通信号灯的规定顺序进行切换，使司机和行人能够清晰地知晓当前的交通状态。

为了实现交通灯的控制，系统采用了定时器中断来实现定时切换信号灯。

通过设置定时器，可以控制每种信号灯亮的时间，从而模拟真实道路上的交通流动。

在每个定时器中断中，通过改变GPIO口的电平来控制信号灯的亮灭。

在交通灯系统中，还加入了对交通流量的检测，并根据流量大小来调整信号灯的显示时间。

通过设置红、黄、绿灯的显示时间来平衡各个方向上的交通流量，保证交通流畅和安全。

此外，系统还具备手动控制的功能，可以通过串口或者按键来手动切换信号灯。

这样在特殊情况下，如施工、事故等，交通灯可以手动控制，提高路面的通行效率。

在设计交通灯系统时，还要考虑到系统的稳定性和可靠性。

通过设置合适的硬件电路和软件程序，防止因噪声、干扰和其他因素引起的系统故障和误操作。

总之，基于单片机的交通灯设计可以实现有效的交通流控制，提高交通安全和通行效率。

在实际应用中，还可以加入更多的功能和优化算法来适应不同的交通场景。

这种设计不仅仅可以用于道路交通，还可以应用于地铁、机场、停车场等各种交通场所。