Hệ Thống Điều Khiển Đèn Giao Thông
I. Đặt Vấn Đề
Trong bối cảnh đô thị hóa và sự gia tăng mật độ giao thông, vấn đề đảm bảo an toàn và giảm thiểu ùn tắc giao thông trở nên cấp bách. Hệ thống đèn giao thông đóng vai trò quan trọng trong việc hướng dẫn, phân luồng giao thông, góp phần hạn chế xung đột và ùn tắc, đặc biệt tại các thành phố lớn. Với mục tiêu ứng dụng kiến thức về vi xử lý, đề tài "Thiết kế hệ thống đèn điều khiển giao thông" được thực hiện nhằm giải quyết những thách thức này.
II. Phương Án Thiết Kế
Hệ thống đèn giao thông hai pha, bao gồm các đèn Xanh, Đỏ, Vàng, hoạt động theo chu kỳ tự động. Đèn xanh cho phép phương tiện di chuyển trong 20 giây, đèn vàng báo hiệu giảm tốc độ và chuẩn bị dừng trong 3 giây, còn đèn đỏ yêu cầu dừng trong 27 giây. Một tính năng đặc biệt là khi đèn xanh của một làn đường bật sáng, đèn xanh cho người đi bộ ở làn đường kia cũng bật theo và ngược lại.
Việc lựa chọn sử dụng vi điều khiển trong thiết kế mang lại nhiều ưu điểm như độ chính xác cao, khả năng lập trình linh hoạt, tốc độ điều khiển nhanh và thiết kế gọn nhẹ. Hệ thống được xây dựng chủ yếu dựa trên bộ vi điều khiển AT89C51, kết hợp với các IC giải mã và hiển thị LED 7 thanh.
III. Thiết Kế
1. Khối Xử Lý: Sử dụng vi điều khiển AT89C51, một loại vi điều khiển 8051 với 4KB Flash ROM, 128 byte RAM, 4 cổng vào/ra 8 bit, 2 bộ định thời/đếm 16 bit, và kiến trúc ngắt 5 vectơ.
2. Khối Giải Mã: Sử dụng IC 74LS47 để giải mã tín hiệu BCD từ khối xử lý, điều khiển hiển thị trên đèn LED 7 thanh.
3. Khối Hiển Thị: Bao gồm đèn tín hiệu giao thông (xanh, đỏ, vàng) và đồng hồ đếm ngược từ 00 đến 99, sử dụng LED 7 thanh loại Anode chung.
IV. Nguyên Lý Hoạt Động
Hệ thống hoạt động dựa trên nguyên tắc điều khiển các cổng vào/ra của vi điều khiển 8051. Cụ thể, vi điều khiển lập trình để điều khiển chuyển mức các đèn tín hiệu trên hai làn đường (xanh, đỏ, vàng) và hiển thị bộ đếm tương ứng với mỗi trạng thái đèn. Việc điều khiển này bao gồm việc tính toán thời gian trễ cho từng trạng thái đèn và sử dụng IC 74LS47 để giải mã mã BCD thành tín hiệu hiển thị trên LED 7 thanh.
V. Mở Rộng
Tài liệu tham khảo.