基于Arduino的智能交通信号灯设计+程序(4)
(3) 该智能交通灯具有一般交通灯的时间计数功能，本文使用MAX7221与四组共阴极数码管结合，完成对每个方向的时间计数的功能。
(4) 通过SPI串口协议，建立上位机与信号机之间的通信，并对信号机的反馈信号做出处理，采取最优化的措施。本论文采用SPI协议建立了ATmega328与MAX7221之间的通讯，并根据不同时间检测的数据做出反应并处理。
(5) 使用74HC595这一移位寄存器完成对信号灯的驱动，模拟路口的信号灯工作状况。
(6) 针对车流量进行统计，利用压力传感器对通过的车流量进行计数统计，根据测量到的车流量对通行时间做出自动调整。
(7) 在斑马线的两端设置报警电路，报警电路利用红外线传感器与反相器结合使用，再与蜂鸣器连接，模拟红灯时穿越斑马线时语音警示的功能。
(8) 设计车辆违规行驶的检测电路，利用光敏电阻的原理与特性，将其与Arduino进行连接，并读取模拟量对应的数字量，根据车辆违规时电阻的变化作出反应。
(9) 系统设计框图以及程序流程图，设计编写程序代码，并对每一行的代码作注释方便以后读写程序。程序使用C语言进行编程设计，对数码管计时、信号灯工作、车流量计数、违规行为这些功能通过程序实现。
2 总体设计方案
在本章中，主要设计智能交通的总体框架，设计出智能交通灯的功能，并依据其功能所设计的功能模块。针对交通拥堵问题，本论文对车流量进行计数统计，对于在一定时间里，车流量达到一定数值时，对信号灯和数码管的时间做出相应的延时；对于行人闯红灯行为，本论文设计了一个报警电路用来警示行人注意安全；为了制止车辆违规行驶，设计了针对违规车辆的检测电路，当红灯期间有车辆违规行驶时，一直处于检测状态的电路将会给控制一个反馈信号，控制器做出相对应的响应。综上所述，本论文设计的智能交通灯应该具有的模块是以控制器控制的数码管显示模块、信号灯显示模块、车流量计数模块、报警电路以及违规检测模块。各模块之间协调工作，共同实现智能交通灯的功能。
2.1智能交通信号灯的功能
在智能交通灯的设计当中，需要根据设计的功能设计对应的软件程序。本文所设计的交通信号灯包括以下功能：
（1） 东西南北四个方向的信号灯显示以及每个方向数码管的倒计时。无车辆拥堵时，设置绿灯通行时间为25秒，黄灯时间为5秒，红灯禁止通行时间为30秒。在车流量达到一定数值时，进入中断延时。此时设置绿灯通行时间为35秒，黄灯5秒，红灯时间为40秒。
（2） 多种控制的功能。能够针对不同时段做出对应的时间调整，尤其是针对上下班的车流高峰期的时段，应适当设计绿信比较大的控制程序。
（3） 通过对车流量的计数统计，对达到一定数值的该方向的通行时间加以延时，舒缓通车压力。
（4） 在特殊状况下，可以采取手动控制的方案，对人行道闯红灯现象，自动触发警报装置达到对行人的警示作用。
（5） 某一方向的红灯亮起时，该方向的违规检测电路就开始工作，并对违规车辆进行拍照。