交通燈控制系統(tǒng)設計與仿真案例五、仿真實現與結果分析（一）仿真工具選擇采用Proteus8.15進行仿真，原因：支持STM32單片機及外圍電路（如ULN2003、74HC595）的仿真；內置虛擬示波器、邏輯分析儀等工具，便于調試；可導入Keil生成的.hex文件，實現軟硬件協同仿真。（二）仿真電路搭建在Proteus中繪制電路原理圖，主要步驟：1.添加STM32F103C8T6單片機，設置時鐘頻率為72MHz；2.添加ULN2003、74HC595、LED燈珠、數碼管、按鍵等元件；3.按照硬件設計連接電路，設置電源電壓為5V；4.導入Keil生成的.hex文件到單片機中。（三）仿真結果分析1.基本交通控制：仿真運行后，東-西方向綠燈亮起，數碼管顯示30s倒計時；30s后綠燈熄滅，黃燈亮起（3s），隨后南-北方向綠燈亮起（30s），循環(huán)往復。邏輯分析儀顯示LED輸出波形與設計時序一致（如圖3所示）。2.行人請求處理：在東-西綠燈狀態(tài)（剩余10s）按下行人鍵，系統(tǒng)識別到請求后，繼續(xù)執(zhí)行當前狀態(tài)至結束（10s后），隨后進入行人綠燈狀態(tài)（15s），數碼管顯示15s倒計時，所有車輛紅燈亮起。行人狀態(tài)結束后，返回原循環(huán)（南-北綠燈）。3.緊急狀態(tài)處理：在任何狀態(tài)下按下緊急鍵，系統(tǒng)立即進入緊急狀態(tài)，緊急方向（如東-西）綠燈亮起，其余方向紅燈亮起。松開緊急鍵后，系統(tǒng)返回原狀態(tài)（如繼續(xù)執(zhí)行剩余的黃燈時間）。4.可靠性測試：仿真連續(xù)運行24小時，未出現狀態(tài)錯亂、數碼管閃爍或LED不亮等問題，滿足設計要求。六、優(yōu)化方向與展望本系統(tǒng)實現了基本的交通燈控制功能，但仍有以下優(yōu)化空間：2.多路口協調：通過CAN總線或WiFi模塊實現多路口通信，避免相鄰路口綠燈沖突，提高區(qū)域交通效率；3.智能行人檢測：采用熱釋電傳感器或攝像頭識別行人，自動觸發(fā)行人綠燈，無需手動按鍵；4.故障診斷：添加電壓檢測、LED故障檢測模塊，當出現故障時通過串口發(fā)送報警信息。七、結論本文設計了一套基于STM32的交通燈控制系統(tǒng)，通過硬件模塊化設計（LED驅動、數碼管顯示、按鍵輸入）和軟件狀態(tài)機管理，實現了定時控制、行人請求處理及緊急狀態(tài)切換等功能。Proteus仿真結果驗證了系統(tǒng)的正確性和可靠性，具備低成本、易擴展的特點，可應用于小型路口的交通管理。未來，隨著智能交通技術的發(fā)展，可通過添加傳感器、通信模塊及人工智能算法，進一步提升系統(tǒng)的自適應能力和智能化水平，為城市交通擁堵問題提供更有效的解決方案。參考文獻[1]王兆安,黃俊.電力電子技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2019.[2]張毅.智能交通系統(tǒng)原理與應用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2020.[3]STMicroelectronics.STM32F103C8T6datasheet[Z].2021.[4]LabcenterElectronics.Proteus8.15