项目训练二简易交通信号灯
简易交通灯
前言随着社会经济的发展，城市交通问题愈来愈受到人们的关注，人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一，城市交通控制系统是用于城市交通数据检测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
我国城市现代化进程的不断推进，交通问题与我国社会经济高速发展现状的矛盾日益突出，而城市道路交通问题的核心就是对十字交叉路口交通信号灯的控制。
因此，国外一些发达国家把城市交通信号灯控制研究的重点放在城市交通干线和区域的控制上，可是控制效果并不明显。
人们对十字路口交通信号灯的控制方法大致有如下两种方式：其一是建立城市交通流的数学模型，提出优化算法，但由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂多变的，随机的和不确定，所以数学模型很难建立，控制策略的最优目标也很难实现，且算法复杂，计算量大，实践证明控制效果不明显，实时性差；二是根据模糊控制的方法，根据十字路口交通的车辆数确定某一相位的绿灯初始时间和绿灯延长时间，对交通灯的控制实现了一定程度的模糊化，但是在控制过程中相位转换的顺序不变，因而面对我国如此复杂的城市交通系统，难以保证其灵活性和实时性。
因此，结合我国城市交通道路的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统是当前的主要任务，以最大限度地减少十字路口的车辆平均延误时间，提高了路口通行能力，从而达到缓解交通拥挤的目的。
在得到这一课题之时，我们到逸夫图书馆参阅了多本课内外辅导教材并向多位老师和同学广泛交换看法，通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计，提出使交通灯控制电路用数字电路信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法，指挥各种车辆和行人的安全通行，实现十字路口的自动化管理。
在本次课程设计里，因我等尚未涉及到单片机的有关知识，故决定将以传统的设计方法，利用数字电子技术电路的基本知识，来实现一个简单的交通信号灯控制系统。
但设计之中产生了多次分歧与矛盾，我们克服许多困难，终于设计出让自己满意的作品，但难免出现诸多错处，实属知识水平有限，欢迎读者和课题组老师批评指正。
09 简易交通灯(三个方案)
扩展
1.查阅资料了解关于交通灯的更多知识； 2.设计更多交通灯方案并尝试搭建。
谢谢观看
谁应该让？
简易交通灯
目录
CONTENTS
1 认识发光二极管 2 简易交通灯方案 3 组装简易交通灯
01
认识发光二极管
LED灯（发光二级管）
——它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。
LED灯节能、环保、显色性与响 应速度好；抗冲击和抗震性能好，可 靠性高，寿命长。
LED灯的接法
➢ LED灯分正负极，长针为正极，短针为负极； ➢ 接入二针线时，长针插入白线，短针插入蓝线； ➢ 避免长、短针脚相触短接。
模拟交通灯
Hale Waihona Puke 交通灯通常指由红、黄、 绿三种颜色灯组成用来指挥交通 的信号灯。绿灯亮时，准许车辆 通行，黄灯亮时，已越过停止线 的车辆可以继续通行；红灯亮时， 禁止车辆通行。
02
简易交通灯方案
如何设计简易的交通灯
1.方案可以有多种，可以个人或者合作完成。 2.交通灯不一定需要三种颜色；
请先设计好方案再动手搭建； 注意LED灯极性和插接法。
方案三参考模型
特点：A、B两 个路口的车辆汇入 同一道路，A、B两 个路口机动车分流。
三、搭建过程
插入搭建视频
编程
方案二和方案三两组红绿 灯明灭的规律一致，因此可以 使用相同的程序。当车道（A 路口）绿灯亮时，人行道（B 路口）红灯亮；当人行道（B 路口）绿灯亮时，车道（A路 口）红灯亮。
简易交通灯方案一：单行道
本方案需红、绿黄灯各一个， 绿、黄、红灯交替明灭
参考模型
三、搭建过程
插入搭建视频
编程
绿灯亮4秒； 黄灯亮2秒； 红灯亮4秒； 循环
12模块九综合训练二(交通灯)
模块八综合训练二
一、交通信号灯的自动控制系统设计
交通灯演示图
1、控制原理、要求
交通灯控制要求：
（1）该单元设有启动和停止开关 S1、S2，用以控制系统的“启动”与“停止”。
S3 还可屏蔽交通灯的灯光。
（2）交通灯显示方式。
当东西方向红灯亮时，南北方向绿灯亮，当绿灯亮到设定时间时，绿灯闪亮三次，闪亮周期为 1秒，然后黄灯亮 2秒。
当南北方向黄灯熄灭后，东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮……周而复始，不断循环。
2、I/O 分配表
4、I/O 接线图
5、实训外部接线图
6、实训步骤
1、将电源置于关状态，严格按图所示接线，注意 24V 电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏 PLC 触点。
2、先将 PLC 的电源线插进 PLC 正面的电源孔中，再将另一端插到 220V 电源插板。
3、将电源置于开状态，PLC 置于 STOP 状态，用计算机或编程器将总程序输入 PLC，输好程序后将 PLC 置于 RUN 状态。
4、接通 X25。
5、实训操作过程如下：
（1）将启动 S1 先拨上再拨下，观察交通灯的变化。
（2）拨上屏蔽开关 S3，观察灯的变化，拨下 S3，观察灯的变化。
（3）拨上停止开关 S2，观察灯的变化，拨下 S2，观察灯的变化。
（4）比较开关 S2 与 S3 的作用。
S2 使灯永远熄灭，S3 使灯暂时熄灭。
7、思考
1、试将绿灯的闪亮周期改为 0.8
2、如何改动程序使屏蔽无效？。
幼儿园小班体育活动《信号灯》教案
幼儿园小班体育活动《信号灯》教案一、活动目标：1. 让幼儿认识信号灯及其含义，了解交通规则。
2. 培养幼儿听信号、按信号行动的能力，提高幼儿的反应速度和协调性。
3. 通过体育活动，培养幼儿的团队协作精神和规则意识。
4. 激发幼儿对交通安全的兴趣，增强幼儿的自我保护意识。
二、活动准备：1. 教具：信号灯模型、交通标志牌、小动物玩具等。
2. 场地：宽敞的户外活动场地或室内活动室。
3. 音乐：《交通信号灯》儿歌、节奏感强的音乐。
三、活动过程：1. 热身活动（5分钟）：教师带领幼儿做简单的交通信号灯动作，如红灯停、绿灯行、黄灯亮等，让幼儿熟悉信号灯的含义。
2. 教学环节（10分钟）：1. 教师向幼儿介绍信号灯的含义及交通规则。
2. 教师演示信号灯游戏，引导幼儿模仿。
3. 幼儿分组进行信号灯游戏，教师巡回指导。
3. 实践环节（10分钟）：1. 教师设置交通场景，引导幼儿根据信号灯指示行动。
2. 幼儿分组进行实践，教师巡回指导。
3. 邀请家长参与，共同监督幼儿遵守交通规则。
教师带领幼儿做简单的放松运动，如深呼吸、肌肉拉伸等，让幼儿缓解疲劳。
四、活动评价：1. 观察幼儿在活动中的表现，评价幼儿对信号灯的认识和交通规则的掌握程度。
2. 家长反馈，了解幼儿在家庭中是否能自觉遵守交通规则。
五、活动延伸：1. 家园共育：教师与家长沟通，共同培养幼儿遵守交通规则的良好习惯。
2. 环境创设：在幼儿园环境中布置交通场景，让幼儿随时练习交通规则。
3. 教学活动：组织交通安全主题的绘画、手工制作等活动，让幼儿深入了解交通安全。
六、活动准备：教具：信号灯模型、交通标志牌、小动物玩具等。
场地：宽敞的户外活动场地或室内活动室。
音乐：《交通信号灯》儿歌、节奏感强的音乐。
七、活动过程：1. 热身活动（5分钟）：教师带领幼儿做简单的交通信号灯动作，如红灯停、绿灯行、黄灯亮等，让幼儿熟悉信号灯的含义。
2. 教学环节（10分钟）：1. 教师向幼儿介绍信号灯的含义及交通规则。
幼儿园小班体育活动《信号灯》教案
一、活动目标1. 了解交通信号灯的基本颜色和作用，增强幼儿的交通安全意识。
2. 培养幼儿听信号、按照信号行动的能力，提高幼儿的反应速度和协调性。
3. 通过体育活动，培养幼儿团队合作精神，增强幼儿的规则意识。
4. 促进幼儿身体全面发展，提高幼儿的运动能力。
二、活动准备1. 教具：信号灯模型、交通标志牌、彩色纸条、音乐播放设备。
2. 场地：宽敞的户外活动场地。
3. 辅助人员：2名教师。
三、活动过程1. 热身活动（5分钟）1.1 教师带领幼儿做简单的交通信号灯动作，如红灯停、绿灯行、黄灯等待。
1.2 进行“抓人游戏”，幼儿按照信号灯的颜色行动，抓住违规的“司机”（教师）。
2. 基本技能训练（10分钟）2.1 教师出示信号灯，幼儿按照信号灯的颜色进行相应的动作。
2.2 幼儿分成两队，进行“信号灯接力”游戏，要求幼儿听到信号后迅速传递接力棒。
3. 团队协作游戏（10分钟）3.1 幼儿分成若干小组，每组选出一个队长，队长负责指挥。
3.2 进行“拯救小熊”游戏，队长根据信号灯的颜色指挥队员前进或后退，找到被困的小熊并将其救出。
1. 教师带领幼儿回顾活动过程，提问幼儿关于交通信号灯的知识。
2. 邀请幼儿分享自己在活动中的收获和感受。
五、教学评价1. 观察幼儿在活动中的参与程度，了解幼儿对交通信号灯知识的掌握程度。
2. 关注幼儿在团队协作游戏中的表现，评估幼儿的团队合作能力和反应速度。
3. 搜集家长和教师的反馈意见，不断完善教案，提高活动质量。
六、活动延伸1. 家园共育：教师与家长沟通，提醒家长在日常生活中关注幼儿的交通安全，共同培养幼儿遵守交通规则的良好习惯。
2. 环境创设：在幼儿园环境中布置交通安全主题墙饰，引导幼儿关注交通安全。
3. 教学活动：开展交通安全主题的教学活动，如绘画、手工制作等，让幼儿进一步了解交通信号灯和交通安全知识。
七、注意事项1. 确保活动场地安全，避免幼儿在活动中受伤。
2. 注意调节活动强度，避免幼儿过度疲劳。
幼儿园小班体育活动《信号灯》教案
幼儿园小班体育活动《信号灯》教案一、活动目标1. 了解交通信号灯的基本颜色和含义，增强幼儿的交通安全意识。
2. 培养幼儿听指令、遵守规则的能力。
3. 通过体育游戏，锻炼幼儿的手腿脚动作协调性及灵活性。
4. 培养幼儿团队协作精神，增强集体荣誉感。
二、活动准备1. 教具：信号灯模型、交通标志牌、小动物手偶等。
2. 器材：平衡木、椅子、圈圈等。
3. 音乐：《信号灯》儿歌、交通信号灯模拟声音。
三、活动重难点1. 活动重点：让幼儿了解交通信号灯的颜色和含义，能在游戏中遵守规则。
2. 活动难点：培养幼儿手腿脚动作的协调性和灵活性，增强团队协作精神。
四、活动过程1. 热身运动（5分钟）教师带领幼儿做简单的热身运动，如捉迷藏、老鹰捉小鸡等，让幼儿充分活动身体，调动他们的积极性。
2. 教学环节（10分钟）1. 教师向幼儿介绍信号灯的基本颜色（红、黄、绿）和含义，让幼儿认识到遵守交通规则的重要性。
2. 教师演示信号灯游戏规则，并组织幼儿进行实践操作，引导他们听指令、遵守规则。
3. 幼儿分组进行信号灯游戏，教师巡回指导，纠正不规范行为。
3. 游戏环节（10分钟）1. 教师组织幼儿进行“信号灯接力”游戏，锻炼他们的手腿脚动作协调性和灵活性。
2. 教师带领幼儿玩“交通安全岛”游戏，培养他们的团队协作精神和集体荣誉感。
4. 结束环节（5分钟）五、活动延伸1. 家庭作业：让幼儿回家后，与家长一起找出周围的信号灯，了解其颜色和含义，增强交通安全意识。
2. 环境创设：在教室角落设置“交通安全角”，展示交通标志牌、信号灯等，营造交通安全氛围。
3. 后续活动：组织幼儿参观交警大队，了解交警工作，进一步强化交通安全意识。
六、教学评价1. 观察幼儿在游戏中的表现，评价他们对信号灯颜色和含义的掌握程度。
2. 关注幼儿在团队协作中的表现，评价他们的集体荣誉感和团队精神。
3. 教师与家长沟通，了解幼儿在家庭中对交通安全知识的学习和应用情况。
七、注意事项1. 确保活动场地安全，避免幼儿在游戏中受到伤害。
交通信号灯实训报告
交通信号灯实训报告一、实训目的和背景交通信号灯是一种用于控制道路交通流量的设备，用来指示行车和行人何时可以通行或停止。
在实际道路交通中，交通信号灯的作用非常重要，能够有效地维持交通秩序、减少交通事故的发生。
本次实训的目的是通过设计和制作一个简单的交通信号灯原型，加深对交通信号灯工作原理的理解，并掌握相关的电路设计和制作技能。
二、实训内容和步骤1. 设计电路：根据交通信号灯的工作原理，设计一个适用于实际道路交通的交通信号灯电路。
电路主要包括三个信号灯（红灯、黄灯、绿灯）和控制电路。
2. 制作电路：根据电路设计图，采购所需的元器件，并按照设计图进行电路的制作。
注意电路的布局和连接的准确性。
3. 安装信号灯：根据交通信号灯的设计，制作信号灯的灯罩和支架，并将信号灯安装在合适的位置。
4. 调试和测试：将制作好的交通信号灯连接电源，并进行调试和测试，确保信号灯的正常工作。
5. 实验报告：根据实训的过程和结果，撰写实验报告，包括实验目的、实验步骤、实验结果及分析等内容。
三、实训所需材料和设备1. 元器件：电路板、LED灯、电阻、电容、开关等。
2. 工具：钳子、螺丝刀、焊接工具等。
3. 设备：电源、万用表、示波器等。
四、实训结果和总结通过本次实训，我成功地设计和制作了一个简单的交通信号灯原型，并对交通信号灯的工作原理有了更深入的理解。
通过实际操作，我掌握了相关的电路设计和制作技能，并学会了如何调试和测试电路的工作情况。
实训过程中，我发现电路的布局和连接的准确性对信号灯的正常工作非常重要，需要仔细操作和检查。
通过本次实训，我提高了实际操作的能力和动手实践的能力，为将来的工作打下了基础。
本次交通信号灯实训让我对交通信号灯有了更深入的了解，并掌握了相关的电路设计和制作技能。
这对我的专业学习和将来的工作都具有重要意义。
项目练习2-红绿灯程序
红绿灯信号控制系统
1.1系统要求
交通信号灯示意图如图所示，控制要求如下：
1.接通启动按钮后，信号灯开始工作，东西向（行向）红灯、南北向（列向）绿灯同
时亮。
2.南北向绿灯亮25S后，闪烁3次（1S/次），接着南北向黄灯亮，2S后南北向红灯
亮，30Ｓ后南北向绿灯又亮……如此不断循环，直至停止工作。
3.东西向红灯亮30S后，东西向绿灯亮，25S后东西向绿灯闪烁3次（1S/次），接着
东西向黄灯亮，2S后东西向红灯又亮……如此不断循环，直至停止工作。
图1-1 路口模拟图像
图1-2 控制要求
1.2系统IO口分配
1.3背景知识
1.4参考程序
1.5提升练习：
如图所示是一个四级传送带系统示意图。
整个系统有四台电动机M1、M2、M3、M4，落料漏斗Y0由一电磁阀控制。
控制要求如下：
1.落料漏斗启动后，传送带M1应马上启动，经6秒后启动传送带M2。
2.传送带M2启动后5秒后应启动传送带M
3.
3.传送带M3启动后4秒后应启动传送带M
4.
4.落料停止后，应根据所需传送时间的差别，分别隔6S、5S、4S、3S将四台电机停
车。
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字为01H，见图3。
图 3 定时计数器控制字
定时计数器0初值计算： X=216－ 12×106 ×50×10-3
解得：X=15536。12 可以利用汇编语言的运算功能计算出TH0与TL0的初值。 TH0=15536／256 操作符“／”表示整除运算：取商， 截去余数。 TL0=15536 MOD 256 操作符“MOD”表示取模运算：取余 数，截去商。
项目训练二 简易交通信号灯
一、任务目标 设计一个简易的交通信号灯控制器，其设
计任务如下。 某交通十字路口，南北向为主干道，东
西向为支道。每个道口安装一组信号灯，每组 信号灯有红、黄、绿3种信号，各信号灯按以 下规则循环显示交通信号指挥交通，见表1。
显示信号共有4种状态，称为四相。
表1
交通信号灯显示规则
CTC0: PUSH
ACC
MOV TH0,#CTH
MOV TL0,#CTL
INC S1
MOV A,S1
CJNE A,#20,CTC1
MOV S1,#0
SETB SBZ
CTC1: POP ACC
RETI
图4 中断程序框图与程序
GZB： DB 25，0CH ；25s，控制字0CH
DB 5， 0AH
；5s， 控制字0AH
WAIT： JBC SBZ，PROG3 SJMP WAIT
PROG3： DEC R2 CJNE R2，#0，WAIT SJMP PROG2
图6 主程序框图与程序
2、程序清单 ；自动交通信号灯
ORG 0000H AJMP MAIN ;跳转到主程序入口 ORG 000BH ;定时计数器0中断入口 AJMP CTC0;跳转到定时计数器0中断程序 MAIN:MOV TMOD,#01H ;设定定时计数器0
选用89S51的P0口驱动ULN2803时必须接上 拉电阻，为了简化电路使用P2口输出。交通信号灯 电路见图7-2。 4．控制方法
根据显示规则，6只发光二极管一共有4种显示状 态，每一种状态对应的P2口的输出状态见表3。需 要改变输出时只需将P2口各位的状态组成一个字节 发送到P2口即可，这样一个用于控制输出的数值称 为控制字。四种状态的控制字见表3。
为工作方式1 MOV TH0,#CTH ;设置计数器初值
MOV TL0,#CTL SETB TR0;启动定时计数器0
SETB ET0
;开定时计数器0中断
SETB EA
;开总中断
PROG1: MOV DPTR,#GZB ;数据指针指向规则表
首地址
PROG2: CLR A
;取规则表中第一项数据（时间值）
O
1 1lH 红色 黄色
三、软件 1、算法分析 (1) 定时时间
根据规则，信号灯显示时间的单位为秒(s)，系统采用 12MHz晶振时定时计数器的最长定时时间为65ms。为了计算 方便，定时计数器设定为定时50ms。采用中断方式，中断
程序中设置一个计数器(S1)，每计数20次(1s)后 设定时间标志(SBZ)通知主程序。
做计时器，并将第二项数据由P2口送出，控制显示
状态。
每当SBZ=1(定时ls时间到)时将计时器减1。当计 时器减到“0”时，说明本相显示时间到，再读出 规则表中下一行数据，如此重复。当从规则表中 读出时间值为“0’’(结束标志)时，调整数据指 针从规则表第一行重新开始读数据，实现循环显 示。
这样当需要调整显示规则时只需修改规则表 数据，而不必修改程序，从而使程序具有一定的 通用性。
(3)定时计数器中断程序 定时计数器中断程序需完成的任务：每次中断后
计数，当计数达到20次时设置标志SBZ通知主程序定 时时间到，同时恢复计数器重新开始计数。
中断程序框图见图4。 (4)主程序
为了使程序具有通用性，将控制规则存放在数据 区中，称为规则表(GZB)，见图5。规则表中数据的存 放方法如下。
MOVC A,@A+DPTR
INC DPTR ;移动指针到规则表下一项数据
JZ PROG1 ;如果时间值为0,说明规则表数据
已读完移动数据指针到规则表首地址
图2 交通信号灯电路
表3 信号灯控制方法
P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.O 控制 东西向 南北向 南北绿 南北黄 南北红 东西绿 东西黄 东西红 字P2 信号灯 信号灯
O
0
1
1
0
0 0CH 绿色 红色
0
O
1
0
1
O 0AH 黄色 红色
1
0
0
0
0
1 2lH 红色 绿色
0
1
0
0
主程序框图见图6。
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP CTC0 MAIN： MOV TMOD，#01H MOV TH0，#CTH MOV TL0，#CTL SETB TR0 SETB ET0 SETB EA PROG1： MOV DPTR，#GZB
PROG2： CLR A MOVC A， @A+DPTR INC DPTR JZ PROGQ MOV R2，A CLR A MOVC A， @A+DPTR INC DPTR MOV P2，A
DB 15， 21H
；15s， 控制字21H
DB 5， 11H
；5s， 控制字11H
DB 0
；结束标志
图5 规则表 ① 则表每行对应一相规则，四相规则共有4行。
② 则表每行有两项数据，第一项为延时时问，第
二项为输出控制字。
③ 则表最后存放一个“0”，用做规则表结束标
志。
主程序将第一项数据读出后存放在寄存器中用
图1 信号灯显示电路
表2
发光二极管显示规则
方向 发光二极管 时间/s
25 5 15 5
东西向
南北向
D1
D2 D3 D4 D5
D6
红
黄
绿
红
黄
绿
灭
灭
亮
亮
灭
灭
灭
亮
灭
亮
灭
灭
亮
灭
灭
灭
灭
亮
亮
灭
灭
灭
亮
灭
2、驱动路
为了提高89S51的驱动能力，89S51的端口经驱动器件
ULN2803驱动发光二极管。
3、控制电路
东西向
25s 绿灯
5s 黄灯
15s 红灯
5s 红灯
南北向 红灯
红灯
绿灯
黄灯
要求使用单片机控制发光二极管完成表1的显示功能。 二、硬件 1、显示器件
显示状态共有红、黄、绿3种颜色，可以使用红、 黄、绿色发光二极管，每组信号灯使用3只发光二极 管，两个方向的道口各使用1组。控制系统需要6个 开关量控制发光二极管，见图1。6只发光二极管的 显示规则见表2。