交通信号灯控制系统设计论文_毕业设计
交通信号灯 毕业设计

交通信号灯毕业设计交通信号灯毕业设计交通信号灯是城市交通管理中不可或缺的一部分,它起到了引导车辆和行人通行的重要作用。
在我即将完成的毕业设计中,我将探索如何改进交通信号灯系统,以提高交通流量的效率和安全性。
首先,我计划研究现有的交通信号灯系统,并分析其优点和不足之处。
目前,大多数交通信号灯系统采用定时控制方式,根据交通流量和时间设定固定的信号灯时长。
然而,这种方式无法根据实际情况进行调整,导致交通拥堵和等待时间过长的问题。
因此,我将尝试引入智能控制系统,通过实时监测交通流量和道路状况,动态调整信号灯时长,以最大程度地减少交通拥堵和等待时间。
其次,我计划使用传感器技术来收集交通数据。
通过在交通路口安装传感器,可以实时监测车辆和行人的数量、速度和方向。
这些数据将被传输到控制中心,并用于智能控制系统的决策。
例如,当交通流量较大时,系统可以相应地延长绿灯时长,以减少交通拥堵。
当有行人过马路时,系统可以自动调整信号灯以确保交通安全。
此外,我还计划引入机器学习算法来优化交通信号灯系统。
通过对历史交通数据的分析和建模,系统可以学习不同交通状况下最佳的信号灯控制策略。
例如,在高峰时段,系统可以学习到增加绿灯时长以满足交通需求的最佳方案。
这种智能化的控制系统将能够根据实时数据和历史经验做出更准确和高效的决策,提高交通流量的效率和安全性。
此外,为了增加交通信号灯系统的可靠性和稳定性,我还计划设计一个分布式控制系统。
传统的交通信号灯系统通常由一个中央控制器来管理所有的信号灯,一旦控制器出现故障,整个系统将瘫痪。
通过将控制功能分布到多个节点上,系统可以更好地应对故障和异常情况。
当一个节点出现故障时,其他节点可以接管其功能,确保交通信号灯系统的正常运行。
最后,我计划进行实地测试和模拟仿真来验证我设计的交通信号灯系统的有效性。
通过在真实交通路口和交通模拟器中进行测试,我可以评估系统在不同交通场景下的性能和可靠性。
同时,我还将与交通管理部门和专家进行合作,收集他们的反馈和建议,以进一步改进和优化交通信号灯系统。
基于PLC的交通信号灯控制系统设计——毕业设计论文

广德爱众砺能善医毕业设计作品题目:基于PLC的交通信号灯控制系统设计姓名:专业:机电一体化班级:学号:校内指导老师:校外指导老师:填表日期:湘潭医卫职业技术学院教务处制湘潭医卫职业技术学院毕业设计作品二级学院医电学院专业机电一体化班级姓名学号校内指导老师毕业设计名称基于PLC的交通信号灯控制系统设计校外指导老师毕业设计时间课题进度:2016年3月15日—3月23日确定选题、收集相关资料;2016年3月23日—4月30日整理资料、撰写论文初稿;2016年4月30日—5月07日通过指导老师的审查,完成论文的第一次修改;2016年5月07日—5月14日通过指导老师的审查,完成论文的第二次修改;2016年5月14日—5月21日排版整理;2016年5月21日—5月25日接受指导老师审查评阅,论文定稿;2016年5月25日—5月26日参加论文答辩。
目录摘要 (1)英文摘要 (2)前言 (3)第一章概述 (4)1.1交通灯的发展史 (4)1.2我国城市交通的发展现状 (4)第二章PLC的基础知识 (6)2.1 PLC简介 (6)2.2 主要方法 (6)2.3 重点要解决的问题 (7)2.4 具体要求 (7)第三章系统单元设计 (8)3.1 I/O连线图 (8)3.2正常时期程序 (8)3.3 程序高峰时期 (12)3.4 指令表 (16)第四章设计说明书 (19)4.1 定时器(绿灯闪烁) (19)4.2晚间黄灯闪烁 (19)4.3 急停 (20)4.4 结束 (20)4.5 顺序功能图 (20)4.6 交通灯示意图 (23)第五章参考文献 (24)总结 (25)致谢 (26)摘要古老的交通灯控制系统大多是由数字电路来实现的,随着社会经济的发展,数字电路交通灯越来越不能满足日益增长的交通压力,因此必须寻求一种新的方法来取代这种复杂而工作不稳定的控制系统。
现今PLC技术飞快发展,应用越来越广,在工业自动化中的地位极为重要,广泛的应用于各个行业。
交通信号灯控制电路的设计毕业论文正文

前言随着我国城市化建设的发展,人民的生活水平日渐提高,越来越多的汽车进入了寻常老百姓的家庭,再加上政府大力发展公交车、出租车,使得道路上车辆越来越多,许多大城市如北京、上海、南京等均出现了道路交通超负荷运行的情况。
因此,自80年代后期以来,很多城市纷纷扩建城市道路,在道路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。
然而,随着交通量的快速增长和缺乏对道路的系统研究和控制,扩建道路并没有充分发挥出预期的作用。
而城市道路多十字路口、多交叉的特点,也决定了城市道路的交通状况必然受这种路况的制约。
所以,如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的多车道城市道路,缓解城区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。
在这种情况下,道路交通信号灯开始发挥了越来越重要的作用,并已成为交管部门管理交通的重要工具之一。
正文1.绪论1.1选题的背景1.1.1课题目的本课题是设计一个交通信号灯控制电路,通过本设计了解掌握交通信号灯控制电路的工作原理,进而研究电子产品设计的技术方法。
通过对交通信号灯控制电路的设计、安装与调试,熟练掌握各种电子测量仪器、仪表的正确使用方法,熟悉掌握数字逻辑电路原理及各类型数字单元电路的工作原理、电路形式、调试方法、整机电路统调技巧等方面知识;同时,通过对系统设计结果的理论分析,加强理论联系实际的工作能力,对加强数字逻辑电路原理与技术方法的掌握,得到全面的、系统的训练,为今后从事本专业工作奠定坚实的技术基础。
1.1.2课题意义在现代城市中,人口和汽车日益增长,市区交通也日益拥挤,人们的安全问题也日益重要。
因此,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。
有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。
自从交通灯诞生以来,其内部的电路控制系统就不断的被改进,设计方法也开始多种多样,从而使交通灯显得更加智能化。
尤其是近几年来,随着电子与计算机技术的飞速发展,电子电路分析和设计方法有了很大的改进,电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段,这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。
交通信号灯控制系统的设计与实现毕业论文

交通信号灯控制系统的设计与实现毕业论文摘要:交通信号灯是城市交通管理中重要的组成部分,能够有效地调控车辆和行人的交通流量,提高道路的通行效率和安全性。
本论文旨在设计并实现一套高效、智能化的交通信号灯控制系统,以提升城市交通管理水平,减少交通拥堵和事故发生。
关键词:交通信号灯;交通管理;智能化;控制系统一、引言随着城市交通流量的不断增加和城市化进程的加快,交通拥堵和交通事故成为了城市管理者面临的重要问题。
而交通信号灯作为交通管理中必不可少的设施,其合理的设计和高效的控制对于交通流量的调度至关重要。
因此,本论文旨在设计并实现一套高效、智能化的交通信号灯控制系统,以提升城市交通管理水平和交通安全性。
二、交通信号灯控制系统的需求分析在城市交通管理中,交通信号灯需要根据道路交通流量的变化进行智能化的控制,以确保道路的通行效率和安全性。
而智能化的交通信号灯控制系统需要包含以下功能:1.实时采集交通流量数据:通过传感器等设备实时采集道路上的车辆和行人的流量数据。
2.数据分析与预测:通过对采集到的数据进行分析和预测,确定当前交通流量情况和未来一段时间的交通流量趋势。
3.控制信号灯变化:根据交通流量数据和预测结果,控制交通信号灯的变化,以减少交通拥堵和事故发生。
4.优化调度算法:通过优化调度算法,减少交通信号灯的等待时间,提高交通的通行效率。
三、系统设计与实现1.硬件设备部分:包括交通流量传感器、信号灯控制器等设备。
2.数据采集与处理部分:通过交通流量传感器采集道路上的车辆和行人的流量数据,并将数据传输到数据处理系统中进行处理。
3.数据处理与分析部分:对采集到的数据进行处理,分析交通流量情况和趋势,并预测未来一段时间的交通流量。
4.控制系统部分:根据数据分析和预测结果,控制交通信号灯的变化,优化交通调度算法,提高交通的通行效率。
5.用户界面部分:为交通管理者提供直观、易操作的用户界面,以方便其对交通信号灯控制系统进行管理和调度。
交通信号智能控制系统-毕业论文正文

1引言1.1 本课题的意义城市交通控制系统主要是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它已经成为现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
因此,如何利用先进的信息技术改造城市交通系统已成为城市交通管理者的共识[1]。
高效的交通灯智能控制系统是解决城市交通问题的关键。
随着经济的快速发展,城市中的车辆逐渐增多,交通拥挤和堵塞现象日趋严重,引起交通事故频发、环境污染加剧等一系列问题。
本设计采用单片机控制,实现交通信号灯的智能控制。
系统根据东西和南北两个方向的车辆情况,自动进行定时控制和智能控制方式的切换,当某一方向没有车辆时,系统会自动切换使另一方向车辆通行。
当两个方向都有车辆时,按照定时控制方式通行。
本设计与普通的交通信号控制系统相比,其优点是可根据路口情况的不同,对交通灯进行差异化控制,从而达到使道路更为通畅的目的,最大限度的缓解交通拥挤情况[2]。
交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。
而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口,其通行能力是解决城市交通问题的关键,而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。
随着计算机技术和自动控制技术的发展,以及交通流理论的不断发展完善,交通运输组织与优化理论、技术的不断提高,国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[3]。
1.2 国内外发展状况交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。
而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口,其通行能力是解决城市交通问题的关键,而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。
随着计算机技术和自动控制技术的发展,以及交通流理论的不断发展完善,交通运输组织与优化理论、技术的不断提高,国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[4]。
国外现状1 澳大利亚SCAT系统SCATS采取分层递阶式控制结构。
其控制中心备有一台监控计算机和一台管理计算机,通过串行数据通讯线路相连。
基于plc的交通灯控制系统设计毕业论文

基于plc的交通灯控制系统设计毕业论文目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景和意义 (2)1.1.1 交通灯控制系统的重要性 (3)1.1.2 PLC在交通灯控制系统中的应用 (4)1.2 研究目的和任务 (6)1.2.1 论文研究目的 (7)1.2.2 论文研究任务 (8)二、交通灯控制系统概述 (8)2.1 交通灯控制系统的定义 (10)2.2 交通灯控制系统的组成 (10)2.2.1 硬件设备 (11)2.2.2 软件系统 (12)2.3 交通灯控制系统的分类 (13)2.3.1 传统交通灯控制系统 (15)2.3.2 基于PLC的交通灯控制系统 (16)三、PLC技术基础 (17)四、基于PLC的交通灯控制系统设计 (19)4.1 设计原则和设计要求 (20)4.1.1 设计原则 (21)4.1.2 设计要求 (22)4.2 系统架构设计 (23)4.2.1 总体架构设计 (26)4.2.2 控制器设计 (27)4.2.3 传感器设计 (28)4.3 系统功能实现 (29)4.3.1 交通灯控制功能实现 (30)4.3.2 系统监控功能实现 (32)4.3.3 故障诊断与报警功能实现 (33)五、系统测试与性能分析 (35)一、内容概括本文主要针对基于PLC的交通灯控制系统进行了深入研究和设计。
对交通灯控制系统的基本原理和功能进行了详细阐述,包括红绿灯的切换、行人过街按钮的响应以及故障检测与报警等功能。
对PLC 在交通灯控制系统中的应用进行了分析,重点介绍了PLC的硬件组成、编程语言以及编程方法等方面的内容。
在此基础上,设计了一套完整的基于PLC的交通灯控制系统,并通过实际应用验证了其可行性和稳定性。
对整个系统进行了总结和展望,为今后类似项目的开展提供了有益的参考。
1.1 研究背景和意义随着城市化进程的加快,智能交通系统在现代城市建设中扮演着越来越重要的角色。
交通灯作为道路交通管理的重要组成部分,其控制系统的先进性和稳定性直接关系到道路通行效率和交通安全。
交通信号灯控制系统设计论文_毕业设计

交通信号灯控制系统设计论文_毕业设计摘要:交通信号灯控制系统是城市道路交通管理的重要组成部分。
为了提高城市道路的交通效率和道路交通的安全性,本文研究了交通信号灯控制系统的设计原理和方法。
通过对信号灯控制系统的分析和仿真实验,本文得出了一种优化的信号灯控制算法,该算法能够根据不同的交通状况和道路需求,实现灵活的信号灯控制和交通流优化。
本文还对交通信号灯控制系统的硬件设计进行了详细介绍,并介绍了系统的软件设计方案。
最后,通过实际道路的测试和评估,证明了本文所提出的交通信号灯控制系统的有效性和可行性。
关键词:交通信号灯控制系统;交通效率;安全性;优化算法;硬件设计;软件设计;测试评估第1章引言1.1研究背景随着城市化进程的加快,交通拥堵和交通事故频发成为社会发展的一个重要问题。
城市道路的交通效率和交通安全性成为研究的热点。
交通信号灯控制系统作为城市道路交通管理的重要组成部分,对提高交通效率和交通安全性起着至关重要的作用。
1.2论文目的和意义本论文的目的是研究和设计一种优化的交通信号灯控制系统,以提高城市道路的交通效率和道路交通的安全性。
通过分析和仿真实验,本文将提出一种灵活的信号灯控制算法,能够根据不同的交通状况和道路需求进行交通流优化。
通过详细介绍硬件设计和软件设计方案,本文将实现一个完整的交通信号灯控制系统。
最后,通过实际道路的测试和评估,本文将证明所设计的交通信号灯控制系统的有效性和可行性。
第2章交通信号灯控制系统的设计原理和方法2.1交通信号灯控制算法本章将介绍一种基于车辆流量和道路需求的交通信号灯控制算法,该算法能够根据实时的交通状况和道路需求,合理地分配信号灯的绿灯时间,提高交通效率和道路流量。
2.2交通信号灯控制系统仿真实验本章将对所设计的交通信号灯控制系统进行仿真实验,通过模拟不同的交通流量和道路需求,评估系统的性能和效果,验证所提出的交通信号灯控制算法的有效性。
第3章交通信号灯控制系统的硬件设计3.1控制器设计本章将详细介绍交通信号灯控制系统的硬件设计,包括信号灯控制器的设计和选型,信号灯的布置和安装等。
十字路口的交通信号灯控制毕业设计

十字路口的交通信号灯控制毕业设计长春工业毕业论文十字路口的交通信号灯控制学生姓名: 专业班级: 机械制造及其自动化指导教师: 起止日期:长春工业大学摘要城市交通信号控制是通过对交通流量的调节以达到改善人和货物的安全运输,提高运营效率。
交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的复杂系统,建立数学模型非常困难,有时甚至无法用现有的数学方法加以描述。
目前大多采用的是自适应信号控制,它需要数学建模,且不考虑交通延误、停车次数等。
所以经典控制法很难得到满意的效果。
而模糊控制是一种无须建立数学模型的控制方法,它能模仿有经验的交警指挥交通时的思路,达到很好的控制效果。
近些年来我国的许多学者也都以不同的思路对单个交叉口、交通干线的模糊控制进行了研究,但因研究的局限性,实际中得到应用的寥寥无几,本文实现基于PLC的交通信号的模糊控制系统。
根据前后相流量来决定信号灯配时的模糊控制系统的理论研究成果,用PLC实现单个十字路口交通信号灯模糊控制的方法,以单个十字路口4相位交通灯为例,把PLC作为一个模糊控制器,采用梯形图编程。
通过实验保证了系统运行稳定可靠,能根据不同的交通流量进行模糊控制决策,优化信号灯的配时,从而可以有效的解决交通流量不均衡、不稳定带来的问题。
关键词:交通; 智能控制; PLC关键词:交通; 智能控制; PLC目录绪论III第一章概述 11.1PLC的介绍 11.2 可编程控制器的基本概念 11.3 PLC的基本构成及基本语言 21.3.1 PLC的基本组成 21.3.2 PLC的基本语言 51.4 可编程控制器的基本特点 5第二章可编程控制器的工作原理及生产厂家 62.1 PLC的工作原理 62.2 PLC的设计原则82.3 PLC的生产厂家82.4 PLC外部接线图8第三章交通红绿灯控制系统的设计93.1 交通灯的设计方案93.2 材料的选择103.3 交通灯的流程图123.3.1主程序的流程图设计图(如图3-3-1) 123.3.2交通灯控制时序图123.3.3 PLC梯形图133.4 交通灯的安装与调试 133.4.1交通灯的按装133.4.2 交通灯的调试13结论15致谢16参考文献17绪论智能控制交通系统是目前研究的方向,也已经取得不少成果,在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号,其中主要运用GPS全球定位系统等。
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毕业论文(设计)题目交通信号灯控制系统的设计院(系)电子与信息技术系专业年级学生姓名学号指导教师年月摘要近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。
十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。
那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。
交通信号灯控制方式很多。
小型单片机交通控制系统是目前交通管制中应用的较为先进的控制系统。
实现的方法是,首先对控制对象十字路口的车辆通行情况给定最优化方案,然后用单片机加数字电路来实现。
本设计主要采用AT89C51系列单片机通过I/O端口来控制红绿灯和数码管时间显示,以此来达到控制交通的目的。
在正常情况下,该系统实现交通灯定时控制.根据定时时间进行东西和南北方向的切换.交通灯在红、绿灯交替点亮中,用两个数码管显示点亮的灯还能持续的时间.使LED显示器进行倒计时工作并与状态灯保持同步,可在保证交通安全的前提下最大限度的提高交通效率.关键词:交通控制; 单片机; LED目录绪论 (4)1.交通红绿灯的发展历史 (4)2.道路交通控制的必要性 (4)1 交通信号灯的设计要求及实现方案 (6)1.1交通信号灯的设计要求 (6)1.2交通信号灯的实现方案 (7)2系统分析 (8)2.1系统工作原理 (8)2.2系统控制信号分析 (8)3系统设计 (9)3.1硬件电路设计 (9)3.2元件介绍 (10)3.2.1 AT89C51芯片介绍 (10)3.2.2 74LS244 芯片介绍 (12)3.2.3 74LS240芯片介绍 (13)3.2.4 CD4511芯片介绍 (14)3.3单元电路设计 (16)3.3.1 复位电路 (16)3.3.2 晶振电路 (17)3.3.3 LED红绿灯显示电路 (18)3.3.4七段数码管时间显示电路 (19)3.3.5 电源电路 (20)3.4整机电路原理图分析 (22)3.5软件设计 (23)3.5.1软件控制流程图 (23)3.5.2 功能实现 (27)结论 (28)绪论1.交通红绿灯的发展历史交通指挥信号已有100多年的历史了。
它经历了从人工到自动,从点到线,从线到面的控制过程。
随着我国社会经济的发展,城市化、城镇化进程的加快,道路交通堵塞问题日趋严重,如何对交通进行合理的管理和调度而尽可能减少堵车现象成为目前我国很多地方尤其是特大城市急需解决的问题,显然交通灯在其中起着不可或缺的作用。
本文就控制交通灯的方法进行了讨论,分析了各种方案的性价比,并用软、硬件加以实现。
而后,对六车道以上道路的“十字交叉路口交通灯控制”进行了分析。
最后,还对城市交通灯网的控制进行了展望。
希望能给有关政府部门一些参考,更好地改善我们的城市交通。
现今的交通发展迅速,车辆极具增加,马路不断扩宽,人行横道相对较少。
在车流量较大的地段即便有人行横道,行人也很难通过马路。
行人自控指示灯系统可以有效的改善这种状况。
特别是像北京这样的大都市,经济飞速发展,车辆繁多,人口密集。
缓解交通已成为当务之急.例如在我们新校区西门口(塔南路)就是这种情况,每天进出校门的学生特别多,大多还需要穿过这条繁忙的高速公路,这为学校师生带来大大的不便.该系统主要应用于交通领域,具有较高的实用价值。
该系统利用红灯,黄灯,绿灯来指挥车辆和行人,以达到车辆停止,行人通行的目的,减少了交通拥挤现象,为行人节省了时间,即保证行人过马路时的安全,也减轻了交管部门的负担。
本产品面对公共交通设施,并不注重经济收益,而是注重以后潜在的发展,从而带动相关产业。
用户可以完全掌握行人自控指示灯系统的操作方法,以及各个按键的作用科学技术的突飞猛进直接把我们带进了信息化的社会,计算机的应用已普及到经济和社会生活的各个领域.2.道路交通控制的必要性经济的发展,城市化速度的加快,机动车辆占有量急剧增加,由此引发出日益严重的交通问题:交通拥挤甚至堵塞,交通事故频繁,空气和噪声污染严重,公共运输系统效率下降等。
解决这一问题通常有两种办法,一种是修路造桥,这对道路交通状况的改善是一种最直接的办法,但它需要巨额的投资,且在城市中心区受拆迁的限制,很难实施.另一种是在现有的道路交通条件下,实施交通控制和管理,充分发挥现有道路的通行能力,大量事实已经证明这种方法的有效性。
现代道路交通的复杂多样,常常是几个或几十个甚至是成百上千个路口互相关联,在这种情况下,使任何一个经验丰富的交通警察都无能为力.因此,人们越来越关注把先进的科学技术用于交通管理,从而促进了交通自动控制技术的不断发展。
道路交通控制的目的可定义为:在确定的行政规定约束下,采用合适的营运方法来确保公共和私人运输方式具有最佳的交通运行状态。
围绕这一目的研制出的道路交通控制系统,把受控对象看成一个整体,采用对交通流科学地时间分割的方法,最大限度地保证交通流运动的连续性,使受控区域的交通流减少冲突,同时平稳地、有规则地运动。
道路交通控制的作用主要表现为以下几个方面:(1)改善交通秩序,增加交通安全。
(2)减少交通延误,提高经济效益。
(3)降低污染程度,保护生态环境。
(4)节省能源和土地消耗。
1 交通信号灯的设计要求及实现方案1.1 交通信号灯的设计要求1 )在十字路口东西南北各设置红、黄、绿三种信号灯,正常情况下,东西、南北方向轮流放行。
当东西方向(A 线)放行、南北方向(B 线)禁行时,东西方向(A 线)绿灯亮25秒,然后黄灯亮5秒,南北方向(B 线)红灯亮30秒;当南北方向(B 线)放行、东西方向(A 线)禁行时,南北方向(B 线)绿灯亮25秒,然后黄灯亮5秒,东西方向(A 线)红灯亮30秒。
如此循环,实现交通灯定时控制。
2) 有急救车优先通过功能。
当有急救车到达时,路口的信号灯全部变红灯,以便急救车通过,急救车的通行时间为10秒,急救车过后,交通灯恢复先前状态。
3)交通灯在红、绿灯交替点亮中,用两个数码管显示点亮的灯还能持续的时间。
图 1-1 交通效果图如2-1图是十字路口交通控制器的效果图,在A 、B 两道路相交叉的路口,可以分成东西南北四个方向,其中东西、南北方向的红绿灯显示是完全一样,只是为了便于在不同方位不同距离清楚的看到路况,在实际交通路口安装了两组一样的交通信号灯。
南1.2 交通信号灯的实现方案在十字路口的交通灯设计中,根据路口的交通情况,优先选择了利用89S51芯片,由于89C51芯片无需扩展,具备了MCS51系列单片机的所有优点。
红、绿灯的点亮功能,时间显示功能都是由89C51芯片来控制的,还专门设计了5V电源,提供给芯片。
考虑到LED需要驱动,我们选择了74LS240和74LS244两片芯片,其中74LS244是用来驱动LED红绿灯的,而74LS240是用来驱动七段数码管的。
在AT89C51将控制信号输出给数码管时,还将用到一个译码器,将BCD码转换成高低电平输出,我们选用了CD4511芯片。
注:本设计选用设备AT89C51芯片一片,74LS244一片,74LS240一片,共阴极的七段数码管四个,红、黄、绿发光二极管各2个,导线、电阻若干。
2系统分析2.1 系统工作原理1)编程设置好交通灯初始时间,通过编程器写入89C51单片机系统。
2)由89C51单片机的定时器每秒钟通过P0输送交通信息,显示红,绿,黄灯的燃亮情况;由P0,P2口显示每个灯的燃亮时间。
3)通过89C51单片机的RESET位来控制系统是工作或设置初值,为0就对系统进行初始化,为1系统就开始工作;4)由CD4511译码器来把89C51输出的信号转换成BCD码,然后通过数码管来显示时间。
5)当有紧急救护车出现时,应使东西南北四个方向全亮红灯,并延时10 秒钟,以便急救车通过.技术上可用外部中断0 发出一单脉冲向CPU 申请中断。
2.2 系统控制信号分析在这个交通控制器的设计中,最为主要的是AT89C51芯片,它是整个系统的核心,在电路中总共用到了P0,P1,P2三个端口,P0口的八个I/O口连接到了74LS240这个芯片。
74LS240的主要功能是反向驱动,从89C51传送过来的输入信号经过驱动后,输出信号的驱动能力加大了。
经过驱动后,数码管LED得以显示。
从P1端口输出的6个I/O口连接到74LS244的6个输入端,因为在十字路口有两组是相同的,所以只用到了6个LED。
经过驱动后,由程序直接控制LED红绿灯显示信息。
在数码管时间显示与信号输入之间存在一个译码的问题,在这是用了一个CD4511芯片来译码。
P 2端口的四个I/O口连接到CD4511的A,B,C,D口,通过CD4511译码器译码,传输给LED七段数码管,来显示时间。
根据交通灯的设计,数字从大到小显示一直到零,当A道亮绿灯从三十到零时,B道红灯从二十五减到零,然后亮黄灯,从五减到零。
反之亦然。
另外在这个系统当中,还有三个电路,分别是复位电路,晶振电路,电源电路,在三个电路在一般的系统设计中都是要使用到的,他们在整个系统当中的作用在下面的单元电路中都会做详细的介绍。
这个系统的设计来说,相对是比较简单的,并没有用到很复杂的芯片,所以这个系统具备了一些基本的功能,可能在特别情况下会不适用。
3系统设计3.1 硬件电路设计图3-1 硬件系统总框图在设计硬件电路时,我们根据硬件系统的总框图,知道要用到哪几个芯片,89C51芯片是总的系统的核心,它既驱动数码管,又驱动交通灯。
时间显示功能我们是用七段数码管,因为是用在十字路口,需要有两个时间显示,所以用到了四个七段数码管,数码管的译码功能是用了CD4511芯片。
为了不使用外部电源,系统设计了一个桥式整流电源。
在红绿灯显示上了,我们只用了六个LED,因为在A道上的两组红绿灯是完全一致的,在B道上也是一样的,所以我们只用了六个LED完全可一代表整个交通控制情况了。
当我们已经完全知道我们的硬件需要时,在画原理图的时候要合理的布置各个芯片,各条线,尽量不要使电线交叉在一起,还要让我们的原理图看上去美观。
3.2 元件介绍3.2.1 AT89C51芯片介绍图3-2 AT89C51芯片引脚管脚说明:VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH 进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。