#16 LẬP TRÌNH STM32 ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG 4 CHẾ ĐỘ TRÊN Proteus

STM32 điều khiển hệ thống đèn giao thông thông minh – 4 chế độ vận hành, LED 7 đoạn và cảnh báo ưu tiên

Dự án xây dựng mô hình điều khiển đèn giao thông thông minh sử dụng vi điều khiển STM32F103C8T6, mô phỏng đầy đủ chu trình điều khiển giao thông tại nút giao bốn hướng, kết hợp LED tín hiệu, LED 7 đoạn đếm thời gian, còi cảnh báo và nhiều chế độ vận hành khác nhau. Hệ thống được thiết kế nhằm giúp người học nắm rõ tư duy lập trình state machine, timer ngắt thời gian thực, xử lý nhiều chế độ hoạt động trong hệ thống nhúng.

Các chế độ vận hành của hệ thống

• Chế độ ban đêm (Night Mode)
• Chế độ bình thường (Normal Mode)
• Chế độ ưu tiên (Fire Priority)
• Reset chu kỳ điều khiển

Nguyên lý hoạt động của hệ thống

STM32 thực hiện điều khiển chu kỳ đèn giao thông theo nguyên tắc tuần tự: đèn xanh → đèn vàng → đèn đỏ giữa hai hướng giao cắt. Bộ đếm thời gian được hiển thị trực tiếp bằng LED 7 đoạn, giúp theo dõi thời gian còn lại của mỗi pha tín hiệu. Người dùng có thể lựa chọn chế độ hoạt động thông qua các nút nhấn ngoài.

Chức năng từng chế độ

1. Chế độ bình thường

Hệ thống chạy theo chu kỳ giao thông chuẩn: một hướng xanh – hướng còn lại đỏ, sau đó chuyển vàng trước khi đổi pha.

2. Chế độ ban đêm

Đèn vàng nhấp nháy liên tục để cảnh báo giảm tốc, thường áp dụng khi mật độ giao thông thấp.

3. Chế độ ưu tiên

Khi có tín hiệu ưu tiên (xe cứu hỏa, cứu thương), hệ thống ưu tiên một hướng lưu thông nhanh, kích hoạt còi cảnh báo và thay đổi chu kỳ tức thời.

4. Reset chu kỳ

Khởi tạo lại toàn bộ chu kỳ đếm thời gian từ đầu, đưa hệ thống về trạng thái chuẩn ban đầu.

Các phần tử chính trong mô hình

• STM32F103C8T6
• Hai LED 7 đoạn hiển thị đếm thời gian
• Cụm LED đèn đỏ – vàng – xanh 4 hướng
• Nút chọn chế độ hoạt động
• Buzzer cảnh báo ưu tiên
• Relay điều khiển tải ngoài

Hiển thị đếm thời gian

Kiến thức kỹ thuật áp dụng

• Lập trình timer interrupt STM32
• State machine nhiều trạng thái
• Điều khiển LED 7 đoạn multiplexing
• Xử lý nút nhấn ngoài EXTI
• Điều khiển relay và buzzer

Ứng dụng thực tế

Mô hình là nền tảng để phát triển các hệ thống giao thông thông minh, điều khiển nút giao ưu tiên, hệ thống giao thông đô thị, hoặc tích hợp cảm biến lưu lượng xe trong các bài toán điều khiển nâng cao.

Ưu điểm của dự án

Dự án giúp người học tiếp cận đồng thời nhiều kỹ thuật quan trọng trong STM32: timer, GPIO, interrupt, LED 7 đoạn, state machine và xử lý logic đa chế độ, rất phù hợp cho đào tạo vi điều khiển và hệ thống điều khiển giao thông mô phỏng.