智能交通灯设计

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智能交通灯控制系统的设计与实现

智能交通灯控制系统的设计与实现

智能交通灯控制系统的设计与实现随着城市化进程的加速,城市道路交通越来越拥堵,交通管理成为城市发展的一个重要组成部分。

传统的交通信号灯只具备固定时序控制交通流量的功能,但随着技术的进步和智能化应用的出现,要求交通信号灯具备实时性、自适应性和智能化,因此,智能交通信号灯控制系统应运而生。

本文将从软硬件系统方面,详细介绍智能交通灯控制系统的设计与实现。

一、硬件设计智能交通灯控制系统的硬件部分由四个部分组成:单片机系统、交通灯控制器、传感器及联网模块。

1. 单片机系统单片机是智能交通灯控制系统的核心,该系统选用了8位单片机,主要实现红绿灯状态的自适应和切换。

在设计时,需要根据具体情况选择型号和板子,选择时需要考虑其开发环境、风险和稳定性等因素。

2. 交通灯控制器交通灯控制器是智能交通灯控制系统中的另一个重要部分,主要实现交通信号的灯光控制。

在控制器的设计时,需要考虑网络连接、通信、数据传输等多方面因素,确保系统的稳定性和可靠性。

3. 传感器传感器主要负责采集道路交通信息,包括车辆数量、速度、方向和道路状态等,从而让智能交通灯控制系统更好地运作。

传感器有多种类型,包括磁感应传感器、摄像头、光电传感器等,需要根据实际需求选择。

4. 联网模块联网模块主要负责智能交通灯控制系统的联网和数据传输,包括存储和处理车流数据、上传和下载数据等。

在设计时,需要考虑网络连接的稳定性、数据安全等因素,确保智能交通灯控制系统的连续性和可靠性。

二、软件设计智能交通灯控制系统的软件部分主要由两部分组成:嵌入式系统和上位机系统。

1. 嵌入式系统嵌入式系统是智能交通灯控制系统的主体,主要设计车流量检测、信号灯状态切换等程序。

为了保证系统的自适应性和实时性,需要采用实时操作系统,如FreeRTOS等。

在软件设计阶段,需要注意设计合理的算法和模型,确保系统的准确性和稳定性。

2. 上位机系统上位机系统主要实现智能交通灯控制系统的监控和管理,包括车流量监控、灯光状态监控、信号灯切换和日志记录等。

毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计

毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计

毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计随着科技的快速发展,智能化已经成为了交通系统的重要发展方向。

在城市交通管理中,智能交通灯控制系统发挥着至关重要的作用。

本文将介绍一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的智能交通灯设计,旨在提高交通效率,确保交通安全,并改善交通环境。

一、设计背景与目的城市交通问题一直是困扰人们的难题,高峰期的拥堵和交通事故频发等问题给人们的生活带来了诸多不便。

传统的交通灯控制系统已无法满足现代交通的需求,因此需要一种更加智能化、高效的交通灯控制系统来解决这些问题。

本设计的目的是通过PLC技术,实现交通灯的智能化控制,提高道路通行效率,减少拥堵和交通事故的发生。

二、设计方案1、系统架构本设计采用PLC作为核心控制器,通过传感器采集道路交通信息,如车流量、车速、车道占有率等,根据采集到的信息对交通灯进行智能控制。

同时,系统还包括人机界面(HMI),以便工作人员对系统进行监控和调试。

2、硬件选型PLC选用具有强大计算能力和稳定性的西门子S7-1200系列,该系列PLC具有丰富的IO接口和通信端口,适合用于本设计的控制需求。

传感器选用海康威视的车流量检测器,能够实时监测道路车流量,为PLC提供控制依据。

HMI选用昆仑通态的触摸屏,能够直观地展示系统运行状态和交通信息。

3、软件设计软件部分包括PLC程序和HMI界面设计。

PLC程序主要实现道路交通信息的采集、处理和交通灯的控制逻辑。

HMI界面设计则要实现系统状态的监控、交通信息的展示和人工干预等功能。

软件设计采用模块化的思路,便于后续的维护和升级。

三、功能特点本设计的智能交通灯具有以下功能特点:1、实时监测:通过传感器实时监测道路车流量、车速和车道占有率等信息,为PLC提供控制依据。

2、智能控制:根据监测到的交通信息,PLC能够实现交通灯的智能控制,包括绿灯时间的动态调整、红灯时间的优化分配等,以提高道路通行效率。

3、安全保障:通过实时监测车流量和车速等信息,系统能够及时发现交通事故的风险,并采取相应的控制策略,保障交通安全。

物联网工程中的智能交通灯设计

物联网工程中的智能交通灯设计

物联网工程中的智能交通灯设计在当今快节奏的社会中,交通拥堵已经成为了许多城市面临的严峻问题。

为了提高交通效率、减少交通事故以及降低环境污染,智能交通灯的设计在物联网工程中扮演着至关重要的角色。

智能交通灯系统不再仅仅是简单的定时切换红绿灯,而是能够根据实时的交通流量、道路状况和行人需求进行动态调整。

这种智能化的设计依赖于多种技术的融合,包括传感器技术、通信技术、数据分析和处理技术等。

首先,传感器技术是智能交通灯系统的“眼睛”。

常见的传感器有地磁传感器、摄像头和雷达等。

地磁传感器可以检测车辆通过时对地磁场的影响,从而判断车流量;摄像头能够实时拍摄道路画面,通过图像识别技术获取车辆类型、数量和行驶方向等信息;雷达则可以精确测量车辆的速度和距离。

这些传感器将收集到的大量数据传输给控制中心,为交通灯的智能决策提供了基础。

通信技术在智能交通灯系统中起到了“桥梁”的作用。

通过有线或无线通信方式,如以太网、Zigbee、蓝牙或 4G/5G 网络,将传感器采集的数据快速、准确地传输到控制中心,并将控制中心的指令传达给交通灯设备。

高效可靠的通信技术确保了数据的实时性和系统的稳定性。

在数据分析和处理方面,复杂的算法和模型被应用于对海量交通数据的分析。

通过对历史数据和实时数据的挖掘和分析,系统能够预测交通流量的变化趋势,从而提前调整交通灯的配时方案。

例如,在早晚高峰时段,适当延长主干道的绿灯时间,减少支干道的绿灯时间,以提高道路的通行能力。

智能交通灯的设计还需要考虑到行人的需求。

在一些路口,可以设置行人按钮,当有行人需要过马路时,按下按钮,系统会根据实时交通状况在合适的时机切换为行人绿灯。

此外,还可以通过声音和灯光提示,为视力障碍者提供过马路的指引。

为了实现更加精准和高效的控制,智能交通灯系统往往采用分布式控制架构。

每个交通灯节点都具备一定的自主决策能力,能够根据本地的交通状况进行局部调整。

同时,它们又与中央控制中心保持联系,接受整体的协调和优化。

智能交通灯控制系统的设计与实现

智能交通灯控制系统的设计与实现

智能交通灯控制系统的设计与实现一、引言随着城市交通的不断拥堵,智能交通灯控制系统的设计与实现成为改善交通流量、减少交通事故的关键。

本文将对智能交通灯控制系统的设计原理和实际应用进行深入探讨。

二、智能交通灯控制系统的设计原理智能交通灯控制系统的设计原理主要包括实时数据收集、交通流量分析和信号灯控制决策三个方面。

2.1 实时数据收集智能交通灯控制系统通过传感器、摄像头等设备实时采集车辆和行人的信息,包括车辆数量、车速、行人密度等。

这些数据可以通过无线通信技术传输到中央服务器进行处理。

2.2 交通流量分析在中央服务器上,通过对实时数据进行分析处理,可以得到不同道路的交通流量情况。

交通流量分析可以包括车辆流量、行人流量、车速和拥堵程度等指标,为后续的信号灯控制提供依据。

2.3 信号灯控制决策基于交通流量分析结果,智能交通灯控制系统可以根据交通状况智能地决定信号灯的开启和关闭时间。

优化的信号灯控制策略可以使车辆和行人的通行效率达到最大化。

三、智能交通灯控制系统的实现智能交通灯控制系统的实现需要使用计算机技术、通信技术和物联网技术等多种技术手段。

3.1 计算机技术的应用智能交通灯控制系统中的中央服务器需要配置高性能的计算机系统,以支持实时数据的处理和交通流量分析。

同时,通过计算机系统可以实现信号灯控制策略的优化算法。

3.2 通信技术的应用智能交通灯控制系统需要使用通信技术实现各个交通灯和中央服务器之间的数据传输。

传统的有线通信和无线通信技术都可以应用于智能交通灯控制系统中,以实现数据的实时传输。

3.3 物联网技术的应用智能交通灯控制系统可以通过物联网技术实现与交通工具和行人之间的连接。

车辆和行人可以通过智能终端设备向交通灯发送信号,交通灯可以实时地根据这些信号做出相应的决策。

四、智能交通灯控制系统的实际应用智能交通灯控制系统已经在一些城市得到了广泛的应用。

4.1 交通拥堵减少智能交通灯控制系统根据实时的交通流量情况,可以合理地分配交通信号灯的开启和关闭时间,从而避免了交通拥堵现象的发生,提高了道路的通行效率。

PLC智能交通灯控制系统设计

PLC智能交通灯控制系统设计

PLC智能交通灯控制系统设计一、引言交通是城市发展的命脉,而交通灯则是保障交通有序运行的关键设施。

随着城市交通流量的不断增加,传统的交通灯控制系统已经难以满足日益复杂的交通需求。

因此,设计一种高效、智能的交通灯控制系统具有重要的现实意义。

可编程逻辑控制器(PLC)作为一种可靠、灵活的工业控制设备,为智能交通灯控制系统的实现提供了有力的支持。

二、PLC 简介PLC 是一种专为工业环境应用而设计的数字运算操作电子系统。

它采用可编程序的存储器,用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。

PLC 具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、维护方便等优点,广泛应用于工业自动化控制领域。

在交通灯控制系统中,PLC 可以根据实时交通流量信息,灵活调整交通灯的时间分配,提高道路通行效率。

三、智能交通灯控制系统的需求分析(一)交通流量监测系统需要能够实时监测道路上的交通流量,包括车辆数量、行驶速度等信息。

(二)时间分配优化根据交通流量监测结果,智能调整交通灯的绿灯时间,以减少车辆等待时间,提高道路通行效率。

(三)特殊情况处理能够应对紧急车辆(如救护车、消防车)通行、交通事故等特殊情况,及时调整交通灯状态,保障道路畅通。

(四)人机交互界面提供直观、方便的人机交互界面,便于交通管理人员对系统进行监控和管理。

四、PLC 智能交通灯控制系统的硬件设计(一)传感器选择为了实现交通流量的监测,可以选择使用电感式传感器、超声波传感器或视频摄像头等设备。

电感式传感器安装在道路下方,通过检测车辆通过时产生的电感变化来统计车辆数量;超声波传感器通过发射和接收超声波来测量车辆与传感器之间的距离和速度;视频摄像头则可以通过图像识别技术获取更详细的交通信息,但成本相对较高。

(二)PLC 选型根据交通灯控制系统的输入输出点数、控制精度和复杂程度等要求,选择合适型号的 PLC。

PLC的智能交通灯控制系统设计..

PLC的智能交通灯控制系统设计..

PLC的智能交通灯控制系统设计--智能交通灯控制系统设计文档1-引言1-1 目的和范围本文档旨在设计一套基于PLC的智能交通灯控制系统,用于实现交通流畅和安全管理。

1-2 定义●PLC:可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一种可编程数字运算控制器。

●智能交通灯:根据实时交通信息和需求,自动调整交通灯的信号显示。

●交通流畅:指通过合理的交通信号控制,减少交通拥堵和延误,提高交通效率。

●安全管理:通过合理的交通信号控制,确保道路交通的安全性和可靠性。

2-系统架构设计2-1 系统组成部分●PLC控制器●交通灯信号灯●交通检测传感器●人行横道信号灯●数据通信模块2-2 系统工作原理智能交通灯控制系统通过交通检测传感器获取实时交通信息,根据预设的控制算法,向信号灯发送指令来调整信号显示。

同时,通过数据通信模块与其他交通管理设备进行通信,实现跨路口协调控制。

3-系统硬件设计3-1 PLC控制器选型选择适宜的PLC控制器,满足系统的输入输出要求和性能需求。

3-2 交通灯信号灯设计根据道路交通需求和交通管理规范,设计合适的交通灯信号灯,包括信号显示颜色和亮度。

3-3 交通检测传感器选型选择适宜的交通检测传感器,可根据车辆和行人的实时情况,提供准确的交通流量数据。

3-4 人行横道信号灯设计根据行人需求和交通管理规范,设计合适的人行横道信号灯,保证行人安全过马路。

3-5 数据通信模块选型选择适宜的数据通信模块,实现系统与其他交通管理设备的数据交互和远程控制。

4-系统软件设计4-1 PLC编程使用PLC编程软件进行控制算法的编写,实现交通灯信号的动态调整。

4-2 信号灯控制算法设计设计合理的控制算法,根据实时交通信息和需求,动态调整交通灯信号显示。

4-3 数据通信协议设计设计系统与其他交通管理设备之间的数据通信协议,实现数据交互和远程控制。

5-系统测试与验证5-1 硬件测试对系统硬件进行功能测试,确保各部件正常工作。

面向物联网的智能交通灯控制系统设计

面向物联网的智能交通灯控制系统设计

面向物联网的智能交通灯控制系统设计智能交通灯控制系统设计——为物联网时代的交通提供智慧解决方案概述随着物联网技术的快速发展,交通领域也迎来了巨大的变革。

传统的交通管理方式逐渐无法适应日益增长的交通流量和复杂的交通环境。

智能交通灯控制系统设计应运而生,致力于提供高效、安全、智慧的交通管理方案。

1. 引言智能交通灯控制系统是一种基于物联网技术的交通管理系统,通过数据采集、分析和处理,实现交通信号灯的智能控制。

本文将围绕智能交通灯控制系统的设计展开,讨论其意义、功能以及设计方案等内容。

2. 智能交通灯控制系统的意义智能交通灯控制系统在促进交通流畅、减少交通事故、提高交通效率等方面具有重要意义。

首先,通过实时数据采集和分析,系统可以根据交通流量合理调整交通信号灯的绿灯时间,提高道路吞吐量,缓解交通拥堵。

其次,系统可以实现智能化交通信号灯的配时调度,根据道路状况和交通需求进行实时调整,减少司机的等待时间,提高交通效率。

另外,系统还可以监测和控制交通信号设备的运行状态,及时发现故障并进行维护,保障道路交通的正常运行。

此外,智能交通灯控制系统的设计还可以帮助自治区交通管理部门进行交通流量预测和道路规划,优化交通布局。

3. 智能交通灯控制系统的功能智能交通灯控制系统具备多项实用功能,主要包括实时数据采集、交通信号配时、交通流量控制、交通事故预警和故障检测与维护等方面。

实时数据采集:通过各类传感器、监控摄像头等设备,系统可以实时采集道路交通流量、车辆类型、速度、方向等数据,并进行实时上传和处理。

交通信号配时:系统根据实时数据分析和预设算法,自动优化交通信号灯的配时方案,合理分配不同方向的绿灯时间,满足不同道路状况下的交通需求。

交通流量控制:通过智能识别和分析,系统可以根据交通流量的变化进行动态调整,提高道路的通行能力,减少交通拥堵。

交通事故预警:系统可以通过摄像头和传感器实时监测道路上的交通状况,识别可能发生的交通事故风险,并及时预警,减少交通事故发生的概率。

PLC的智能交通灯控制系统设计

PLC的智能交通灯控制系统设计

PLC的智能交通灯控制系统设计智能交通灯控制系统设计是一种基于PLC技术的智能化交通管理系统,通过对交通信号灯控制进行智能化优化,实现交通流量的合理分配和交通管控的智能化管理,在提高道路通行效率的同时确保交通安全。

本文将介绍智能交通灯控制系统的设计理念、系统架构、功能模块、硬件设备和软件编程等方面。

一、设计理念智能交通灯控制系统的设计理念是通过PLC技术实现对交通信号灯的智能控制,根据车辆流量和道路情况实时调整信号灯的变化,合理分配绿灯时间,优化交通信号配时方案,提高道路通行效率和交通安全性。

系统应具有智能化、自适应性和实时响应性,能够有效应对不同交通情况,提供个性化的交通管控解决方案。

二、系统架构智能交通灯控制系统的架构主要包括传感器模块、PLC控制器、交通信号灯、通信模块和监控终端等部分。

传感器模块用于感知道路上的车辆流量和行驶方向等信息,将数据传输给PLC控制器;PLC控制器根据传感器数据实时调整信号灯控制策略;交通信号灯根据PLC控制器的指令变化显示不同颜色信号;通信模块用于系统与监控终端之间的数据通信,监控终端用于监控系统运行状态和实时操作。

三、功能模块智能交通灯控制系统的功能模块包括车辆检测模块、信号灯控制模块、通信模块和监控模块等。

车辆检测模块通过车辆检测器实时感知道路上的车辆流量和行驶方向等信息;信号灯控制模块根据车辆检测模块的数据智能调整信号灯配时,实现绿灯优先和拥堵车辆识别等功能;通信模块提供系统与监控终端之间的数据传输通道,实现数据交换和远程监控;监控模块实时监测系统运行状态和信号灯显示情况,可对系统进行远程操作和管理。

四、硬件设备智能交通灯控制系统的硬件设备主要包括传感器、PLC控制器、交通信号灯、通信模块和监控终端等部分。

传感器用于感知车辆流量和行驶方向等信息;PLC控制器用于处理传感器数据,实现信号灯的智能控制;交通信号灯显示不同颜色信号,指示不同车辆通行状态;通信模块提供系统与监控终端之间的数据传输通道;监控终端用于监控系统运行状态和实时操作。

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智能交通灯设计酒泉职业技术学院课程设计2014 级电气自动化专业题目:智能交通灯的设计设计时间:2015.12.14 —12.18学生姓名:吴生元指导教师:岳志明杜娟班级:14电气自动化(1)班2015年12月18日目录一方案的设计 (1)(一)方案的设计与论证 (1)(二)电源提供方案 (2)(三)显示界面方案 (2)(四)功能介绍 (2)二、硬件设计 (4)(一)总体设计 (4)(二)单片机的基本结构 (4)(三)单片机的外围电路设计 (6)(四)硬件调试 (8)三交通信号灯控制系统的设计 (9)(一)十字路口交通信号灯具体的控制要求 (9)(二)十字路口交通信号灯示意图 (10)四、软件设计 (11)(一)软件设计应用环境 (11)(二)软件设计流程 (11)五、结论 (12)参考文献 (13)附件一:总体原理图 (14)附件二:源程序代码 (14)智能交通灯的设计摘要:本系统采用单片机AT89S52来设计交通灯控制器,实现了能根据实际车流量通过AT89S52芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能;红绿灯循环点亮,倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示。

本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

目前,伴随着机动车辆的不断增加,尤其是十字路口的交通建设颇为关键,严重的影响到城市交通安全。

社会主义建设以来,有许许多多的设计工作者投身于十字路口交通建设的研究之中,创造和设计出了很多新型的方案,把我国交通建设推向了更高的发展阶段。

关键词: AT89S52单片机;交通灯;倒计时;时间显示一 方案的设计(一)方案的设计与论证本设计以单片机为核心,以LED 数码管作为倒计时指示,根据设计的要求我们考虑了各功能模块的几种设计方案,以求最佳方案,实现实时显示系统各种状态,系统还增设了根据交通拥挤情况可分别设置主干道和次干道的通行时间,以提高效率,缓减交通拥挤。

系统总体设计框图如图所示。

交通灯控制的框图如下图所示,主要有控制电路、按键电路、晶振电路、复位电路、显示电路、电源电路等电路组成。

单 电源时钟复位数码管Led 信号按键图1 交通灯控制的框图(二)电源提供方案为使模块稳定工作,须有可靠电源。

本次设计考虑了两种电源方案:方案一:采用独立的稳压电源。

此方案的优点是稳定可靠,且有各种成熟电路可供选用;缺点是各模块都采用独立电源,会使系统复杂,且可能影响电路电平。

方案二:采用单片机控制模块提供电源。

该方案的优点是系统简明扼要,节约成本;缺点是输出功率不高。

综上所述,选择第二种方案。

(三)显示界面方案该系统要求完成倒计时功能。

基于上述原因,本次设计考虑了两种方案:方案一:完全采用点阵式LED显示。

这种方案功能强大,可方便的显示各种英文字符,汉字,图形等,但实现复杂,且须完成大量的软件工作。

方案二:完全采用数码管显示。

这种方案优点是实现简单,可以完成倒计时功能。

缺点是功能较少,只能显示有限的符号和数码字符。

根据本设计的要求,方案二已经满足了要求,所以本次设计采用方案二以实现系统的显示功能。

这里同样讨论了两种方案:方案一:采用8155扩展I/O口、键盘及显示等。

该方案的优点是使用灵活可编程,并且有RAM及计数器。

若用该方案,可提供较多I/O口,但操作起来稍显复杂。

方案二:直接在I/O口线上接上按键开关。

因为设计时精简和优化了电路,所以剩余的端口资源还比较多。

由于该系统是对交通灯及数码管的控制,只需用单片机本身的I/O口就可实现,且本身的计数器及RAM已经够用,故选择方案二。

(四)交通灯运行状态(五)功能介绍1.由单片机、按键、发光二极管、共阳数码管、三极管设计而成。

2.按键说明:设置键、加键、减键、紧急模式键,单独一个按键为复位按键。

3..单片机型号:STC89C52.4.可以设置东西、南北的倒计时时间。

5.紧急模式:当消防车、救护车等特殊车辆通行时按下;紧急模式键:全部亮红灯,待紧急车辆通过后,再恢复后再退出。

6.夜间模式:4个方向黄灯闪烁。

7.可以按键设置交通灯东西、南北的倒计时时间,第一次按设置键是设置东西方向的时间,第二次按设置键是设置南北方向的时间,再按加减键就可以设置对应的时间。

8.设定的参数具有掉电保存,保存在STC单片机的内部,上电无需重新设置。

9.东西和南北方向各有两个数码管分别显示时间、东西和南北的时间相差5秒,这5秒为黄灯闪烁的时间。

10.当有特殊情况时,可以按紧急模式进行调整。

11.第一次按紧急键4个方向全部亮红灯(禁止通行)12.第2次东西南北4个方向黄灯闪烁(夜间模式)13.第3次南北绿灯亮东西红灯亮(南北优先通行)14.第4次南北红灯亮东西绿灯亮(东西优先通行)15.再按一次回到正常显示,不同的模式适合不同的交通情况(如夜间模式,有交通事故的时候)16.可以实现特种车辆优先通行或交通事故应急处理。

二系统硬件设计硬件设计是整个系统的基础,要考虑的方方面面很多,除了实现交通灯基本功能以外,主要还要考虑如下几个因素:①系统稳定度;②器件的通用性或易选购性;③软件编程的易实现性;④系统其它功能及性能指标;因此硬件设计至关重要。

现从各功能模块的实现逐个进行分析探讨。

(一)总体设计本设计以单片机为控制核心,采用模块化设计,共分以下几个功能模块:单片机控制系统、键盘及状态显示、倒计时模块等。

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。

它由单片机振荡电路、复位电路等组成。

系统采用双数码管倒计时计数功能,最大显示数字99。

友好的人机界面、灵活的控制方式、优化的物理结构是本设计的亮点。

(二)单片机的基本结构AT89S52单片机是一款低功耗、低电压、高性能CMOS8位单片机,片内含8KB(可经受1000次擦写周期)的FLASH可编程可反复擦写的只读程序存储器(EPROM),器件采用CMOS工艺和ATMEL公司的高密度,非易失性存储器(NURAM)技术制造,其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容,片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储编程器来编程。

因此,AT89C52是一种功能强,灵活性高且价格合理的单片机,可方便的应用在各个控制领域[1]。

AT89S52具有以下主要性能:1.8KB可改编程序FLASH存储器;2.全表态工作:0~24HZ;3.256X8字节内部RAM;4.32个外部双向输入,输出(I、O)口;引脚说明如图2-2。

VCC:电源电压。

图2 单片机引脚图图2 单片机引脚图(三)单片机外围电路设计1复位电路设计MCS-51的复位输入引脚RST为MCS-51提供了初始化的手段,可以使程序从指定处开始执行,在MCS-51的时钟电路工作后,只要RST引脚上出现超过两个机器周期以上的高电平时,即可产生复位的操作,只要RST保持高电平,则MCS-51循环复位,只有单RET由高电平变成低电平以后,MCS-51才从0000H地址开始执行程序,本系统采用按键复位方式的复位电路。

图3 复位电路图2时钟电路设计MCS-51的时钟可以由两种方式产生,一种是内部方式,利用芯片内部的振荡电路;另外一种为外部方式,本论文根据实际需要和简便,采用内部振荡方式,MCS-51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。

MCS-51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,对接电容的值虽然没有严格的要求,但电容的大小会影响振荡频率的高低,振荡器的稳定性,起振的快速性和温度的稳定性。

晶振的频率可在1.2MHZ~12MHZ之间任选,电容C1和C2的典型值在20pf~100pf之间选择,由于本系统用到定时器,为了方便计算,采用了12MHZ的晶振,采用电容选择30pf。

图4 时钟电路图3 显示模块电路设计该模块由共阳LED数码管组成,利用数码管的动态扫描原理,由三极管进行锁存,当控制数码管的IO口P20和P21为低电平时(及三极管基极为低电平),则三极管导通,VCC通三极管给数码管供电,则数码管被点亮,利用数码管点亮的余辉和人眼的视觉暂留原理,则看起来数码管是同时被点亮的。

图5 显示电路图从设计完成的任务与要求来看,显示通行时间必须用二位数码管,从节省硬件资源的角度考虑,可采用扫描的方式来处理,对于7段数码管,占用7个单片机的I/O口,另外设置2个电子开关对2位显示进行配合,占用2个I/O端口,十字路口共需4组红绿灯,加上转换黄灯,一共是12只灯,须用12个端口进行控制,加上两个方向的紧急通行按钮,占2个I/O端口和一个蜂鸣器端口,因此实际占用的单片机I/O口为24个,为此,我们可以选用51系列单片机中的ATAT89S52来作为中央处理器。

这款单片机的I/O口作为输出时,具有较大的吸收电流能力,因此我们可以选用共阳型数码管,这样由单片机的I/O口就可以直接驱动,能简化硬件电路的设计。

4 单片机的硬件调试第一步为目测,单片机应用系统电路全部手工焊接在洞洞板上,因此对每一个焊点都要进行仔细的检查。

检查它是否有虚焊、是否有毛剌等。

第二步为万用表测试,先用万用表复核目测中认为可疑的连线或接点,查看它们的通断状态是否与设计规定相符,再检查各种电源线与地线之间是否有短路现象。

第三步为加电检查。

当系统加电时,首先检查所有插座或器件引脚的电源端是否有符合要求的电压值,接地端电压值是否接近零,接固定电平的引脚端是否电平正确。

第四步是联机检查。

在对硬件电路调试过程中,还遇到了不少问题,第一次把所有的元件都焊上去后,都准备调试了,才发现正负电源的插针离得太近了,不容易接电源,本不该犯的错误,这些都是由于自己的粗心大意造成的,所以说,做任何事情都必需经过“三思而后行”,来不得半点的马虎,否则浪费了时间和精力三交通信号灯控制系统的设计交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。

红灯表示禁止通行,绿灯表示准许通行,黄灯表示警示。

交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。

交通信号灯用于道路平面交叉路口,通过对车辆、行人发出行进或停止的指令,使各同时到达的人、车交通流尽可能减少相互干扰,从而提高路口的通行能力,保障路口畅通和安全。

因此必须合理的设计路口主干道的系统。

(一)十字路口交通信号灯具体的控制要求(1) 交通信号灯分布于东南西北,每个路口均有三个。

南北方向绿灯和东西方向的绿灯不能同时亮;如果同时亮,则应自动立即关闭信号灯系统,并立即发出报警信号。

系统工作后,首先南北红灯亮并维持30s;与此同时,东西绿灯亮,并维持25s时间,到25s时,东西绿灯熄灭。

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