红绿灯控制解析
红绿灯工作原理
红绿灯工作原理红绿灯是城市交通管理中重要的设备之一，它通过控制交通流量来维持道路的交通秩序。
红绿灯的工作原理主要包括信号控制、时间控制和感应控制。
本文将详细介绍红绿灯工作原理的相关内容。
一、信号控制红绿灯的信号控制是指通过红、黄、绿三种不同颜色的信号灯来控制交通的行驶。
在一般情况下，绿灯为启示信号，表示交通可以通行，红灯为停止信号，表示交通需要停止。
此外，黄灯则用于过渡时期，既使行驶的车辆和行人缓慢减速，预示着交通灯即将变成红灯。
当交通灯变化时，信号的变化也会做出相应的调整。
例如，当绿灯变成黄灯时，车辆和行人需要减速停止，准备等待红灯变成绿灯。
当红灯变成绿灯时，交通流量会开始增加并最终导致交通拥堵。
因此信号控制是红绿灯顺利运行的必备要素。
二、时间控制除了信号控制，红绿灯还需要实现时间控制机制。
时间控制的目标是确保红灯的持续时间能够足够长，以便接收所有的行人和车辆。
在给定的时间段内，红绿灯会按照预设的节奏来变换信号，让停靠在道路上的车辆和行人可以有序通行。
因此，时间控制的目标是确保道路上平衡的交通流量。
三、感应控制感应控制是指交通灯通过监控道路上的交通流量来配置不同的红绿灯时间。
通俗来说，感应控制就是让交通灯智能化。
常见的感应控制方式有无线传感器、车辆识别等，交通灯就能了解道路上的交通状况。
如果交通拥堵，红灯时间将会被延长；如果道路上没有车辆或行人，红灯时间将会缩短，以便减少等待时间。
此外，为了确保红绿灯的可靠性和安全性，中控系统需要对红绿灯进行全面的监控和管理。
中控系统会监测交通灯的信号和时间变化，如果发现故障和异常，中控系统会及时进行修复，并通知相关方。
这些系统都确保红绿灯系统的长期可靠性和运营效率。
总之，红绿灯的工作原理关乎到整个城市的交通流动，控制交通流量的速度和密度，为城市居民的出行提供更好的保障。
通过信号控制、时间控制和感应控制，红绿灯系统能够实现更加智能，高效地交通控制。
红绿灯系统控制原理
红绿灯系统控制原理红绿灯系统控制原理红绿灯系统控制原理：1、常态时①1#、2#红绿灯显绿色。
②当西边车轮先压上1#地感时，1#红绿灯显绿色，西边车辆通过，此时2#红绿灯显红色，东边车辆不允许通过；待西边车轮压过2#地感时，1#、2#红绿灯显绿色，回到常态。
反之亦然。
2、非常态时车辆不按红绿灯指示行进，造成红绿灯紊乱，系统3分钟内自动恢复到常态。
功能说明：1、无车时，进口、出口绿灯亮；2、当有车A从进口进来，进口绿灯亮，出口红灯亮，当车A通过出口地感2后进口绿灯亮，出口绿灯亮；3、当有车B从出口出来，出口绿灯亮，进口红灯亮，当车B通过进口地感1后出口绿灯亮，进口绿灯亮；4、当有车连续从进口进来，进口绿灯，出口红灯，启动车辆计数器计数，当所有车通过出口后，出口变绿灯，进口绿灯；当有车连续从出口出来，亦然；5、有车进入进口或出口后，启动时间计时器计时（可根据实际现场拨码设定），计时时间到后，取消有车状态，回到平时无车状态，进口、出口绿灯亮，当有车连续进入进口（出口）后，每进一辆车后，重新启动时间计时器计时。
1．红绿灯本红绿灯受主控制板上的220V电压控制，有电亮、无电灭，由主控制板控制亮红灯或绿灯。
2．环路检测器检测车辆进出情况，当有车压到地感线圈上时，环路检测器将检测信号送给主板控制系统。
3．红绿灯控制器采集各个环路检测器的信号，并控制红绿灯的显示。
4．控制原理1、正常情况下，出、入口红绿灯均亮绿灯，此时车辆可进也可出；2、当有车辆从入口通过地感线圈进入车道时，入口红绿灯亮绿灯，出口红绿灯亮红灯；同时控制板启动计数器，计算进入车道的车辆数；3、当车辆由车道开出出口地感线圈后，控制板计算通过的车辆数，计算到车道无车后，出口红绿灯亮绿灯；4、主控制板有定时复位功能，即当有车从一口进入车道后，另一口长时间（时间可根据车道的长短设定）检测不到车辆通过时，主控制板将红绿灯显示状态恢复到正常时的状态。
红绿灯涉及到的科学原理
红绿灯涉及到的科学原理
红绿灯涉及到的主要科学原理包括：
1. 光学原理：红绿灯利用不同颜色的光来表示交通信号。
红灯、黄灯和绿灯分别发出红、黄和绿色的光，这些颜色的光在不同波长和频率下被人眼感知为不同的颜色。
2. 电子原理：红绿灯通过电子设备来控制不同颜色的光的发光和熄灭。
通常使用的是由电子元件控制的LED（发光二极管）灯光，通过电流的开关控制LED 的亮灭。
3. 控制原理：交通灯的控制采用定时器或感应器来控制红绿灯的变换。
定时器通过内部的计时器来定期改变灯光的颜色。
感应器通过检测交通流量、行人数量或车辆排队长度等信息来自动调整灯光的变化。
4. 人类视觉原理：红绿灯的颜色设计基于人类视觉系统对不同颜色的敏感性。
红色通常被人眼感知为停止或警告信号，黄色表示准备或注意信号，绿色表示行进信号。
5. 系统原理：红绿灯通常由一个交通信号灯系统组成，包括控制中心、信号控制设备、电子设备和传感器等。
这些组件相互协作，以确保交通信号的准确和安全。
交通红绿灯的采用哪种原理
交通红绿灯的采用哪种原理红绿灯的原理主要有以下几个方面：1.信号控制原理：红绿灯采用信号控制原理，通过信号灯的颜色来指示交通参与者的行为。
红灯代表停止，绿灯代表通行，黄灯代表警告。
这种控制方式是基于人们对颜色的直观感知和理解，方便交通参与者识别并采取相应的行动。
2.实时交通流量监测原理：红绿灯的控制需要根据实时的交通流量情况进行调整，以达到最优的交通效果。
因此，交通灯系统通常会采用交通激光雷达、视频监控、地磁、红外线等传感器设备来实时监测交通流量。
根据监测数据，交通灯系统可以自动调整信号时长，从而使交通流量在道路上得到最佳的分配。
3.交叉口冲突原理：红绿灯的目的是控制不同方向的车辆在交叉口内有序地通行，避免发生车辆冲突和事故。
为了实现这一目的，红绿灯会根据不同方向的车流量和行驶速度进行控制，确保交叉口的车辆交叉冲突最小化。
这需要综合考虑与优化各个方向的信号时长和相位差（即绿灯亮起的时间差），以达到最佳的交通控制效果。
4.阶段、配时原理：红绿灯控制一般采用阶段配时的原理，将交通流分为不同的阶段进行控制。
一个完整的交通流控制周期可以包括红灯、黄灯和绿灯三个阶段。
黄灯用于过渡当前阶段到下一个阶段，红绿灯的切换通常通过计时器或是传感器触发。
阶段配时考虑交通流量、交叉口结构、行人需求等多个因素，通过合理的控制不同阶段的持续时间，达到平衡各个方向的交通需求，提高交通效率。
5.人行横道信号原理：除了针对车辆流量的控制外，红绿灯还会通过不同的信号方式来控制行人过街。
行人红绿灯一般采用人行横道信号灯，通过行人按钮触发信号变化，指示行人何时可以过街。
与车辆信号相比，行人信号灯往往采用较长的绿灯时间，以便行人安全过街。
总体而言，交通红绿灯的采用是基于信号控制、实时交通流量监测、交叉口冲突、阶段配时和行人横道等原理的综合应用。
通过科学合理的控制和调整，红绿灯可以提高交通流量分配的效率，减少交通事故，维护交通秩序和安全。
红绿灯原理
红绿灯原理
红绿灯原理是指交通信号灯在控制交通流动时所遵循的基本原则。
红绿灯通过不同颜色的信号显示，将道路交通分为停止和行驶两种状态，从而实现交通的有序进行。
红绿灯原理主要包括信号控制、时间控制和配时原则。
在信号控制方面，红灯表示禁止通行，行车必须停车等待；绿灯表示允许通行，行车可继续前进；黄灯表示警示，行车应减速、停车或者警觉等待。
通过不同颜色的信号灯控制，交通参与者能够根据灯光的变化来调整自己的行驶行为，确保交通的安全和有序。
时间控制是红绿灯原理的重要组成部分。
交通信号灯的显示时间需要根据道路交通流量、交叉口的尺寸和道路的行车速度等因素进行合理设置。
一般来说，红绿灯的时间控制应该考虑交通流量较大的方向，保证主要通行方向的交通流量能够得到合理的安排。
配时原则是指根据具体需要合理配置红绿灯的时间间隔，以实现交通流量的最大化和行车效率的提高。
根据不同的交通流量和道路条件，可以采用固定时长或者自适应配时的方式来控制红绿灯的切换。
通过科学的配时原则，可以有效地疏导交通流量，减少交通拥堵和事故的发生。
红绿灯原理的实施使得交通参与者遵循规则、有序通行，有效地维持了道路交通的安全和顺畅。
然而，红绿灯控制仅是一种交通管理手段，它还需要与其他交通设施和交通标志配合使用，
才能实现更好的交通规划和管理。
只有精细调整红绿灯的配时和信号控制，才能更好地满足不同道路条件和交通流量的需求，实现交通的高效运行。
红绿灯的控制原理是
红绿灯的控制原理是
根据交通信号灯的颜色，对交通流进行控制的原理是：
1. 红灯：红灯表示停止。
当红灯亮起时，交通流需要停止，禁止通行。
2. 绿灯：绿灯表示行驶。
当绿灯亮起时，交通流可以行驶。
3. 黄灯：黄灯表示警告。
当黄灯亮起时，表示红灯即将亮起，交通流需要减速停车或做出准备。
红绿灯的控制原理是通过定时或感应器进行控制。
交通信号灯系统中，会有一个中央控制器负责控制灯光的变化。
控制器通常会设置一定的时间间隔来控制每个方向的红绿灯的切换。
根据道路流量、交通需求和优化效果，控制器会进行调整灯光时间间隔。
此外，在一些繁忙的交叉路口，还会通过传感器来实时感知道路上的车辆流量，根据车辆流量的变化来动态调整红绿灯的控制。
例如，当某个方向上有大量车辆时，控制器会相应地延长绿灯时间，以便更多的车辆通过。
而在没有车辆经过时，控制器会相应地缩短红绿灯时间，以提高交通流效率。
通过定时控制和实时感知交通流量，红绿灯的控制原理使得道路交通可以根据需要进行调整，以提高交通效率、减少交通堵塞和事故发生率。
红绿灯控制系统原理
红绿灯控制系统原理
红绿灯控制系统是一种交通信号灯系统，用于管理道路上的车辆和行人流量。
其原理是通过灯光信号的变化，指示交通参与者在道路交叉口或路口如何行驶。
红绿灯控制系统一般由三个颜色的灯，即红灯、绿灯和黄灯组成。
在红绿灯控制系统中，红灯通常表示停止，绿灯表示行驶，黄灯表示准备停止。
交通信号灯通过周期性地改变颜色来控制车辆和行人的流动。
这个周期一般设定为几十秒到几分钟不等，以便交通参与者可以根据灯光的变化做出相应的动作。
红绿灯控制系统的原理是基于以下几个方面：
1. 安全性：红绿灯系统的首要目标是确保交通参与者的安全。
通过给予红灯信号，可以使车辆和行人停止行驶，防止交叉口或路口发生交通事故。
2. 交通流量控制：红绿灯系统能够对车辆和行人的流量进行有效的调控。
通过设置一定的信号周期和不同灯光的持续时间，可以合理地安排交通参与者的行驶顺序，优化交通流量。
3. 车辆和行人优先权的平衡：红绿灯控制系统还考虑到不同交通参与者之间的优先权平衡。
根据需求和道路情况，系统会设置不同灯光的持续时间，以确保车辆和行人能够公平地共享道路资源。
红绿灯控制系统通常由中央控制器和交通信号灯组成。
中央控
制器根据设定的程序和算法，控制信号灯的显示。
交通信号灯则通过灯泡或LED灯等发光装置将不同颜色的信号显示给交通参与者。
红绿灯控制系统在道路交通管理中发挥着重要作用。
它通过合理地控制车辆和行人的行动，提高道路交通安全性和效率，减少交通拥堵，促进交通流动。
红绿灯控制PPT课件
02 红绿灯控制系统的组成
交通信号灯
功能
交通信号灯是红绿灯控制系统的 核心组成部分，用于指示车辆和 行人何时可以通行以及何时需要
停止。
类型
常见的交通信号灯包括红灯、绿灯 和黄灯，每种颜色灯具有不同的指 示意义。
位置
交通信号灯通常安装在道路交叉口 的上方，以便于驾驶员和行人清晰 地看到。
控制器
01
传感器
功能
传感器是红绿灯控制系统的“感 知器官”，用于检测道路上的车 辆和行人的流量、车速等参数， 并将这些参数转换为电信号传送
给控制器。
类型
常见的传感器包括环形线圈检测 器、雷达传感器和视频检测器等。 每种传感器都有其特定的检测原
理和应用场景。
安装位置
传感器通常安装在道路交叉口的 不同位置，以便全面检测交通流
功能
控制器是红绿灯控制系统的“大脑”，负责接收传感器传来的信号，并
根据预设的程序来控制交通信号灯的亮灭。
02 03
类型
控制器可分为定时控制器和感应控制器两类。定时控制器按照固定的时 间表来控制交通信号灯的变换，而感应控制器则根据传感器检测到的交 通流量和车速等因素来调整信号灯的变换时间。
组成
控制器由电子元件和计算机程序组成，能够实现复杂的逻辑运算和控制 功能。
交通数据收集与分析
数据采集
通过安装的传感器和摄像头等设备，红绿灯控制系统能够实 时收集交通数据，如车流量、车速等。
数据分析
收集到的数据经过分析处理，可以用于评估道路通行状况、 预测交通拥堵趋势，为交通管理部门提供决策支持。
04 红绿灯控制系统的应用与 影响
提高交通效率
01
02
03
减少车辆等待时间
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●红 ●黄
●绿
工作过程分析
路口交通红绿灯
南北绿灯亮
●红 ●黄 ●绿
南北黄灯亮 东西绿灯亮 东西黄灯亮
红● 黄●
绿●
●红
●黄 ●绿
●红 ●黄
●绿
工作过程分析
• 任务完整的工作过程
– 控制南北红灯亮，东西绿灯亮 – 等待30秒 – 控制南北红灯灯，东西黄灯亮 – 等待2秒 – 控制南北绿灯亮，东西红灯亮 – 等待30秒 – 控制南北黄灯亮，东西红灯亮 – 等待2秒
getchar(); getch(); putchar(字符型或整型变量);
任务的提出
• 任务的提出
– 当我们走在城市的十字路口时，都会遇到红绿 灯，按照一定的时间间隔变换着红绿灯，指挥 着交通。现在交通红绿灯的控制都是用计算机 （单片机）自动控制，今天我们就在实验室模 拟“交通红绿灯的控制”，通过学习进一步掌 握顺序程序设计。
请同学们对刚才在屏幕模拟显示红绿灯程序 基础上，设计通过向8255并行端口输出控制红绿 灯的程序。
#include<conio.h>
#include<dos.h>
南北红灯亮，东西绿灯亮;
main()
延时30秒;
{
南北红灯亮，东西黄灯亮;
outportb(0x21B,128);
延时3秒;
南北绿灯亮，东西红灯亮; }
• 在了解了上面的知识后，我们可以写出在屏幕上 模拟显示红绿灯控制的程序结构：
#include<conio.h>
main()
{ 程序初始化; 南北绿灯亮，东西红灯亮; 延时30秒;
南北红灯亮，东西绿灯亮; 延时30秒; 南北红灯亮，东西黄灯亮; 延时4秒;
}
南北黄灯亮，东西红灯亮;
延时4秒;
请同学们按照程序结构编写程序！
知识补充——C语言屏幕输出函数
• textcolor(颜色值)函数
– 在文本模式中设置后续输出的字符颜色 ，颜色 值的取值范围0—15。
符号常数 数值
GREEN 2
RED
4
BROWN 6
含义 暗绿色 暗红色 棕色
符号常数 LIGHTGREEN LIGHTRED YELLOW
数值 含义 10 绿色 12 红色 14 黄色
例如：在（3，5）位置显示红色的字符“R”的代码 textcolor(12); gotoxy(3,5); cprintf("R");
知识补充——C语言屏幕输出函数
• 延时的实现 – 在Turbo C的dos.h库函数中，提供了有关延时 的函数： delay(毫秒); sleep(秒);
在屏幕上模拟显示红绿灯控制程序结构
微机原理实验台
8255芯片结构图
红绿灯控制接口电路示意图
PA0
南
数据总线 CPU
PA1
北
并
红
行 PA2
绿
接
灯
口
芯 PA4
译
片
东
地址总线
码 器
片选信号
PA5
西 红
PA6
绿
灯
端口地址：PA端口地址为0x218，控制端口0x21B
端口输出值
• 红绿灯各种情况下的端口输出值
东西
南北
绿灯 黄灯 红灯
绿灯 黄灯 红灯
程序代码
用并行接口控制红绿灯
• 在实际中，红绿灯的控制都是用单片机和并行接 口来控制十字路口的红绿灯的。
• 在微机原理实验台上有8255并行接口芯片和红、 黄、蓝发光二极管，把发光二极管接在8255的 输出端PA的各位上，当对应的二进制位为1时， 对应位输出端为高电平，使灯亮，反之灯灭。
• 我们可以利用计算机总线向8255输出数据，控 制发光二极管，模拟红绿灯控制。
工作过程分析
路口交通红绿灯
南北绿灯亮
●红 ●黄 ●绿
红● 黄●
绿●
●红
●黄 ●绿
●红 ●黄
●绿
工作过程分析
路口交通红绿灯
南北绿灯亮
●红 ●黄 ●绿
南北黄灯亮红● 黄●绿●来自●红●黄 ●绿
●红 ●黄
●绿
工作过程分析
路口交通红绿灯
南北绿灯亮
●红 ●黄 ●绿
南北黄灯亮 东西绿灯亮
红● 黄●
绿●
●红
●黄 ●绿
（1）提供数据部分 （2）计算处理部分 （3）输出结果部分
知识补充——C语言屏幕输出函数
在conio.h库函数中提供了用于在屏幕窗口输出的 函数。 • cprintf()函数 – 功能及使用方法同printf函数，向屏幕输出数据，
但可以利用屏幕函数控制输出数据的颜色和位 置。 • gotoxy(x,y)函数 – 使光标移动到屏幕坐标为(x,y)的位置 ； – 屏幕左上角为坐标(0,0)。
延时30秒; 南北黄灯亮，东西红灯亮; 请同学们按照程序结构编写程序！
延时3秒;
程序代码
总结
• 在本堂课中，我们主要学习了 • 1、问题分析方法 • 2、顺序结构程序在实际中的应用 • 3、屏幕输出控制 • 4、硬件端口的输出
新问题的提出
• 在前面设计的程序与实际工作还有些差距， 主要差距如下： 1、我们设计的程序各方向灯亮的时间是 固定的，能否通过输入来设置亮的时间？ 2、程序中南北路口（或东西路口）两侧 的灯是一致的，为了灵活控制交通，根据 各方向交通流量可以独立控制每侧的灯。
交通红绿灯的控制
顺序结构程序应用
应知应会
• 1、应完成的任务
• 2、要掌握的知识
交通红绿灯控 制程序
• 3、能力培养
屏幕输入输出
1、问题的分析能力 2、顺序结构程序设计
知识回顾
• 知识回顾
– 通过上一周的学习，学习了数据的输入与输出， 在C语言中重要的输入输出函数有：
scanf("格式控制",地址列表); printf("格式控制",输出项表);
• 在dos.h库函数中，提供了对硬件端口的输 出函数。
• outportb(端口地址,值) • 功能：向指定端口地址输出一个字节值。 • 例如向并行接口输出控制字的指令为
outportb(0x21B,128); • 向端口地址0x219输出20，使南北绿灯亮
outportb(0x218,20);
程序代码
程序流程的确定
• 程序流程的确定
开始 初始化
南北绿灯亮 东西红灯亮 延时30秒
南北黄灯亮 东西红灯亮
延时2秒
南北红灯亮 东西绿灯亮
延时30秒
南北黄灯亮 东西红灯亮
延时2秒
终止
顺序结构程序设计
• 顺序结构程序主要解决按照固定顺序执行的任务。 在顺序结构中，依次按语句先后顺序逐一执行， 从程序开头，到程序结尾。 顺序结构程序设计较 为简单，它一般由三个部分组成。
PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0
南北绿东西红 0 0 0 1 0 1 0 0
南北黄东西红 0 0 0 1 0 0 1 0
南北红东西绿 0 1 0 0 0 0 0 1
南北红东西黄 0 0 1 0 0 0 0 1
对应的十进制值：20 ， 18 ， 65 ， 33
TC硬件端口输出函数