一种基于51单片机的行人过马路提醒装置

陈芬生 林培照 陈兴旺

摘要：本文设计了一种基于51单片机的行人过马路提醒装置。该装置以STC89C51为主控芯片，搭载交通灯显示模块，配以适当的控制电路，具备人体感应功能，可检测闯红灯行为，以此提醒路人遵守交通规则，规范自身行为；该装置操作简单，并且开发成本低，具有一定的实用性等特点。

关键词：STC89C52单片机；红绿灯显示；红外感应；道路交通建设

引言

随着社会的发展与进步，在中小城镇以及绝大部分农村边远地区的交通道路都已覆盖了应有的斑马线和红绿灯，但是其交通道路建设仍然存在一些困难，由于各方面的原因，过往马路的行人并不都很重视斑马线和红绿灯，“中国式”过马路现象严重[1]，在一定程度上阻碍了道路交通与城乡化建设的发展。因此对闯红灯现象的治理也是重中之重，而在经济相对不发达的中小城镇以及农村地区中，则更需要有一种低成本而又行之有效的改良方案，基于此背景下，本文设计了的一种以51单片机为核心的行人过马路提醒装置，旨在通过一种低成本而且适用性强的方案来帮助改善中小城镇以及农村地区中的道路交通建设，该装置结构简单、造价成本低、并且带有复位功能、紧急处理等特点，能够实时检测行人过马路情况，并对闯红灯现象做出警示，以此提醒行人遵守交通规则，有利于改善城镇交通以及城乡化建设。

一、系统设计

STC89C52单片机有着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强I/O功能及较好的结构兼容性的性能，因而本文中选择了STC89C52单片机作为控制中心，采用模块化设计，包括晶振電路、按键控制电路、数码管显示、红外感应及警示装置等模块。STC89C52单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。本文设计中系统框图如下：

二、硬件模块设计

（一）晶振电路设置

STC89C52的时钟可以由两种方式产生，一种是内部方式，另外一种为外部方式；本文采用的是内部振荡方式，STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端，这个放大器与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起构成了一个自激振荡器。STC89C52芯片中虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外接元件，所以实际构成的振荡时钟电路，外接晶振以及电容C1和C2构成了并联谐振电路接在放大器的反馈回路中，因本文设计中还需用到定时器，为方便计算，选择的是12MHZ的晶振。

（二）定时器选择

STC89C52单片机有2个定时器T0，T1。本文设计中采用了定时器T0工作在方式一，即16位定时器，定时50ms，20次中断产生秒信号，从而控制红绿灯的点亮时间。工作方式寄存器TMOD用来设置T0、T1的工作方式[2]，通过编程使TMOD=0x01。内部定时器/计数器用作定时器时，是对机器周期计数，每个机器周期的长度是12个振荡周期，因此计算出机器周期为12/12MHz=1us

（三）按键控制及显示模块

本文设计中共有五个独立按键，其功能分别为开始计时，停止计时，选择模式，加时，减时；上电后按启动键开启计时，并通过数码管进行显示。按选择键进入设置模式，加时键和减时键设置红绿灯时间，可以根据人流量灵活设置时间。

（四）红外感应及警示装置

本文所采用的人体红外感应模块HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口 LHI778 探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备。在本文设计中通过编程使单片机的P1口持续输出高低电平，外接放大功能增大驱动电流用来驱动二位一体的数码管进而显示红绿灯时间。当显示红灯时，红外感应功能自动开启，当有人体器官接近时，红外感应模块会把相应信号传送给蜂鸣器，起到及时对路人做出警示的功能。

三、软件程序设计

程序设计采用Keil uVision4软件作为开发环境，软件总体设计主要完成各部分的软件控制和协调，以及各个模块的设计与编程。为了使该装置更好的调试与改进，在程序设计中还采用了Protues 8 professional 软件来进行仿真模拟，Proteus作为一款EDA工具软件，是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。在Protues搭建好仿真环境后，将在Keil uVision4软件上编写好的程序编译生成hex文件，烧录在Protues仿真软件中的STC89C52芯片上，点击启动按钮，通过设置高低电平的变化来间接模拟。该装置中主程序模块主要完成的工作是对系统的初始化，接收数据与处理数据，等待外部中断，以及根据所需要的功能进行相应的操作。

四、结语

本文所设计的一种装置能够充分利用智能传感器以及各模块的协调使用，实时检测行人过马路情况及闯红灯现象，将采集到的数据传给STC89C52控制芯片中处理，并能通过STC89C52驱动红外感应装置，及时对违规现象做出警示，从而有效的规范路人行为，并且该装置成本低，使用简单，在广大中小城镇以及农村地区可以很好的移植使用，为改善道路交通及城乡化建设起到一定的作用。

参考文献：

[1]潘琳. 基于STC89C52单片机的智能交通灯控制系统设计[J]. 信息化研究， 2018， 4（3）： 74-78

[2]宋跃. 单片微机原理与接口技术[Z]. 北京： 电子工业出版社，2015.

作者简介：

1.陈芬生，1996年10月，学历：本科，职称：在读生，就读于佛山科学技术学院，研究方向：电子信息技术。

2.林培照，1998年7月，学历：本科，职称：在读生，就读于佛山科学技术学院，研究方向：电子信息技术。

3.陈兴旺，1998年8月，学历：本科，职称：在读生，就读于佛山科学技术学院，研究方向：电子信息技术.