实验六 交通信号灯的自动控制实验
红绿灯控制实训报告总结
一、实训背景随着我国经济的快速发展，城市交通问题日益突出。
为提高城市交通效率和安全性，红绿灯控制系统在交通管理中发挥着至关重要的作用。
为了让学生深入了解红绿灯控制系统的工作原理和实际应用，提高学生的实践能力，我们开展了红绿灯控制实训。
二、实训目的1. 掌握红绿灯控制系统的工作原理和设计方法。
2. 学会使用单片机、PLC等常用电子元器件和编程软件。
3. 培养学生的实际操作能力和团队协作精神。
4. 提高学生的创新意识和解决实际问题的能力。
三、实训内容1. 红绿灯控制系统基本原理（1）系统组成：包括控制器、交通灯模块、传感器模块、显示模块等。
（2）工作原理：控制器根据传感器采集的交通流量数据，自动调整红绿灯的切换时间，实现交通信号灯的智能控制。
2. 单片机编程与仿真（1）学习Keil uVision、Proteus等编程软件。
（2）编写单片机控制程序，实现红绿灯的基本控制功能。
3. PLC编程与仿真（1）学习PLC编程软件，如Step 7、EPLAN等。
（2）编写PLC控制程序，实现红绿灯的自动控制。
4. 虚拟仪器仿真（1）学习虚拟仪器技术，如LabVIEW等。
（2）利用虚拟仪器搭建红绿灯控制系统，进行仿真实验。
5. 红绿灯控制系统设计（1）设计系统硬件电路图。
（2）编写系统控制程序。
（3）调试系统，确保其正常运行。
四、实训过程1. 理论学习：学习红绿灯控制系统的工作原理、硬件设计、软件编程等相关知识。
2. 实践操作：在实验室进行单片机、PLC、虚拟仪器等设备的实际操作。
3. 团队合作：分组进行红绿灯控制系统的设计、编程、调试等工作。
4. 交流讨论：分享实训过程中的心得体会，共同解决遇到的问题。
五、实训成果1. 成功搭建红绿灯控制系统，实现交通信号灯的自动控制。
2. 掌握单片机、PLC等编程软件的使用方法。
3. 提高团队协作能力和解决问题的能力。
4. 培养创新意识和实际操作能力。
六、实训总结1. 通过本次实训，我们对红绿灯控制系统有了更深入的了解，掌握了其工作原理和设计方法。
PLC实训13--交通信号灯的PLC控制
图2-3-6 图2-3-3相应旳梯形图和指令表
PLC原理及应用
项目实施
模块2 基本应用模块
项目3 交通信号灯旳PLC控制
（一）拟定PLC旳I/O分配表 本项目中PLC旳I/O分配见表2-3-2。 表2-3-2 十字路口交通信号灯旳PLC控制项目I/O分配表
项目3 交通信号灯旳PLC控制
该控制系统是一种时间顺序控制系统，能够采用基本逻辑指令编程，也能够用 前面学习过旳单流程步进程序设计；同步还能够将东西方和南北方各看成一条根 本，并行同步执行，即用并行分支步进程序进行设计。所以，可画出该项目旳控 制时序图，如图2-3-2所示。
图2-3-2 十字路口交通信号灯控制旳时序图 按下开启按钮，十字路口交通信号灯控制系统开始周而复始地循环工作下去；按 下停止按钮，系统完毕目前一种循环后自动停止工作。
（1）东西方向，人通行旳“申请经过按钮”有四个，按下任何一种， 南北方向交通灯，立即为黄灯亮2秒，红灯亮10秒，同步，东西方向旳交 通灯也是黄灯亮2秒，立即为绿灯亮10秒，之后，回到重新开启开始运营。
（2）南北方向，人通行旳“申请经过按钮”也有四个，按下任何一 种，东西方向交通灯，立即为黄灯亮2秒，红灯亮10秒，同步，南北方向 旳交通灯也是黄灯亮2秒，立即为绿灯亮10秒，之后，回到重新开启开始 运营。
（三）项目所用器材 项目所用器材见表2-3-3 表2-3-3 十字路口交通信号旳PLC控制项目器材表
序号
符 号
1 PLC
2
3 SB1 4 SB2
5
6 7
PLC原理及应用
器材名称
可编程控制器 十字路口交通信
号灯控制板 按钮开关 按钮开关
交通灯控制电路的设计（实验报告）
交通信号灯控制电路的设计一、设计任务与要求1、任务用红、黄、绿三色发光二极管作为信号灯，设计一个甲乙两条交叉道路上的车辆交替运行，且通行时间都为25s的十字路口交通信号灯，并且由绿灯变为红灯时，黄灯先亮5s，黄灯亮时每秒钟闪亮一次。
2、要求画出电路的组成框图，用中、小规模集成电路进行设计与实现用EAD软件对设计的部分逻辑电路进行仿真，并打印出仿真波形图。
对设计的电路进行组装与调试，最后给出完整的电路图，并写出设计性实验报告。
二、设计原理和系统框图（一）设计原理1、分析系统的逻辑功能，画出其框图交通信号灯控制系统的原理框图如图2所示。
它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。
秒脉冲信号发生器是该系统中定时器和该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。
图1 交通灯控制电路设计框图图中：Tl：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25s，即车辆正常通行的时间间隔。
定时时间到，Tl=1,否则，Tl=0.Ty：表示黄灯亮的时间间隔为5s。
定时时间到，Ty=1,否则，Ty=0。
St：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。
它一方面控制定时器开始下一个工作状态的定时，另一方面控制着交通信号灯状态转换。
2、画出交通信号灯控制器ASM图（1）甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。
表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。
绿灯亮足规定的时间隔TL时控制器发出状态信号ST转到下一工作状态。
（2）乙车道黄灯亮乙车道红灯亮。
表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行已过停车线的车辆继续通行乙车道禁止通行。
黄灯亮足规定时间间隔TY时控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态。
（3）甲车道红灯亮乙车道绿灯亮。
表示甲车道禁止通行乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时 控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态。
实验六 交通灯控制电路的PLD设计
实验八交通灯控制电路的PLD设计一、实验目的1、熟练掌握Max+plus II软件平台菜单及命令的使用2、掌握Max+plus II完成电路的四个步骤：图形输入编译波形仿真和下载3、理解并检验仿真波形和真值表之间的对应关系4、了解所用芯片的管脚排列与数字实验系统EPM7000的使用方法5、理解输入与输出波形的逻辑关系，能够从波形图判断电路是否符合设计要求二、预习要求1、阅读附录中Max+plus II的使用方法2、阅读数字实验系统EPM7000的使用方法3、复习教材中有关时序逻辑电路的设计方法4、掌握Max+plus II元器件库中各种不同功能元器件型号及其调用方法5、掌握Max+plus II中电路“层”的使用。
三、实验仪器与设备1、EPM7000S实验系统2、计算机3、Max+plus II软件四、知识点及涉及内容本实验属于综合设计性实验，知识点包括JK触发器的应用，组合电路的分析设计方法，基本门电路的功能掌握与使用以及Max+plus II软件编程与PLD的电路设计。
1、设计任务在某交叉路口的南北方向设置有红灯（A1）、黄灯（B1）、绿灯（C1），东西方向也设置有红灯（A2）、黄灯（B2）、绿灯（C2）。
红灯亮是停车信号，绿灯亮是通车信号，黄灯亮是右转弯信号。
根据交通规则，上述信号灯应该按照8-1流程循环。
试用三个JK触发器设计一个三位二进制同步计数器，并将其输出信号Q3Q2Q1经控制电路启动实验箱上的红、黄、绿信号灯，使其按图8-1流程循环。
图8-1图8-22、简要提示根据设计任务要求，可得整体电路框图如图8-2所示，其中Q3、Q2、Q1与信号灯A1（C2）、B1（B2）、C1(A2)的关系如表8-1所示（表中信号灯“1”表示亮，“0”表示灭）据计数器状态输出可列出三个JK 触发器的状态方程，再与其特征方程联立，列出其驱动表达式；同时，也由Q3、Q2、Q1输入状态列出信号灯控制电路的输出表达式（A 、B 、C 由Q3Q2Q1逻辑运算得到），然后按要求化简，注意输出信号的多次利用才能减少所用门的数量。
交通信号灯控制实训
交通信号灯控制实训一实训目的1. 了解SFC并行分支、汇合指令的编程方法。
2. 熟悉十字路口交通指挥灯PLC控制的编程及调试。
二实训器材1. 三菱可编程控制器实训装置1台2. 交通信号灯控制实训模块1个3. PC机1台4. 编程电缆1根5. 连接导线若干三实训要求交通信号灯控制实训与交通信号灯实际控制一致，采用LED模拟信号灯，信号灯分东西、南北二组，分别有“红”“黄”“绿”三种颜色。
其工作状态由PLC过程控制，“启动”、“停止”按钮分别控制信号灯的启动和停止。
“白天/黑夜”开关控制信号灯白天/黑夜转换。
交通信号灯控制实训控制要求：1. 按下启动按钮，当“白天/黑夜”开关处于“白天”状态时，东西绿灯亮，南北红灯亮；2. 20秒后，东西绿灯灭，东西黄灯闪烁3次后，南北绿灯亮，东西红灯亮；3. 40秒后，南北绿灯灭，南北黄灯闪烁3次后，东西绿灯亮，南北红灯亮，如此循环；4. 当“白天/黑夜”开关处于“黑夜”状态时，东西南北黄灯同时闪烁。
5. 按下停止按钮，所有指示灯全部熄灭。
四实训组成员名单组长：徐玄；实训组成员：胡建、费子威、王晓攀、郑婷婷；实训操作员：徐玄、郑婷婷；实训监护员：胡建；现象与结果记录员：费子威、王晓攀。
五实训步骤及注意事项2. 根据分配表编写实训程序。
3. 将编程电缆一端与PLC的编程接口相连，另一端与计算机串口连接。
4. 按I/O分配表接线，画出实训接线图。
5. 打开电源，输入编好的实训程序并下载到PLC中。
6. 下载完毕以后将主机上的RUN/STOP开关拨到RUN状态，若程序无逻辑错误则主机上的RUN运行指示灯亮，否则PROG-E出错指示灯亮，需要修改程序。
7. 当PLC指示RUN状态时，表明程序开始运行，观察运行的结果。
若结果与控制要求不符，则根据观察到的现象修改程序，重新下载进行调试，直至满足控制要求为止。
六实训注意事项1. 烧写程序前注意要接通电源，并检查主机PLC上的RUN/STOP开关是否置于“STOP”状态。
交通信号灯控制系统设计实验报告
交通信号灯控制系统设计实验报告设计目的：本设计旨在创建一个交通信号灯控制系统，该系统可以掌控红、绿、黄三种交通信号灯的工作，使其形成一种规律的交替、循环、节奏，使车辆和行人得以安全通行。
设计原理：在实际的交通灯系统中，通过交通灯控制器控制交通灯的工作。
一般采用计时器或微电脑控制器来完成，其中微电脑控制器可以方便地集成多种控制模式，并且灵活易于升级。
在本设计中，我们采用了基于Atmega16微控制器的交通信号灯控制系统。
该系统通过定时器中断、串口通信等技术来实现。
由于控制的是三个信号灯的交替，流程如下：绿灯亮：红灯和黄灯熄灭绿灯由亮到灭的时间为10秒黄灯亮：红灯和绿灯熄灭黄灯由亮到灭的时间为3秒红灯亮：绿灯和黄灯熄灭红灯由亮到灭的时间为7秒重复以上过程硬件设计：整个系统硬件设计包含ATmega16控制器、射频芯片、电源模块和4个灯组件。
ATmega16控制器采用DIP封装，作为主要的控制模块。
由于需要串口通信和遥控器控制，因此添加了RF24L01射频芯片。
该射频芯片可以很方便地实现无线通信和小型无线网络。
4个灯组件采用红、绿、黄三色LED灯与对应300Ω电阻并连。
电源模块采用5V稳压电源芯片和电容滤波，确保整个系统稳定可靠。
软件设计：通过ATmega16控制器来实现交通信号灯控制系统的功能。
控制器开始执行时进行初始化，然后进入主循环。
在主循环中，首先进行红灯亮的操作，接着在计时时间到达后执行黄灯亮的过程，然后执行绿灯亮的过程，再到计时时间到的时候执行红灯亮的过程。
每个灯持续时间的计时采用了定时器的方式实现，在亮灯过程中，每秒钟进行一次计数，到达相应的计数值后，切换到下一步灯的操作。
在RF24L01射频芯片的支持下，可以使用无线遥控器来对交通信号灯的控制进行远程控制。
在系统初始化完成后，通过串口通信对RF24L01进行初始化，然后进入控制循环。
在这个控制循环中，接收到遥控器的指令后，进行相应的控制操作，如开、关灯等。
交通信号灯的实验报告
中南林业科技大学涉外学院实习报告名称：交通灯控制器姓名：***学号：********专业班级：电子信息工程一班时间：2011-10-5地点：林科大涉外学院目录任务和性能指标 (2)实现（设计）方案 (3)系统设计 (4)调试及性能分析 (6)性能分析： (7)相关知识概述 (7)心得体会 (7)参考文献 (8)任务和性能指标本电路设计一个交通灯控制器，需要达到的目的如下：一个周期64秒，平均分配，前32秒红灯1与绿灯2亮，后32秒绿灯1与红灯2亮。
在红灯1与绿灯2亮的期间的后8秒黄灯1、2闪烁，且在这期间红灯1与绿灯2同时亮。
闪烁频率为2。
在绿灯1与红灯2亮的期间的后8秒黄灯1、2闪烁，且在这期间绿灯1与红灯2同时亮。
闪烁频率为2。
实现（设计）方案为了达到目的，需要设计一个控制电路，这就需要一个脉冲信号发生器，一个二进制加法计数器，一个十进制减法计数器，红灯与绿灯以及黄灯是否亮由二进制加法计数器的输出状态来决定。
因此，设计一个组合逻辑电路，它的输入信号就是二进制加法计数器的输出信号，它的输出就是发光二级管的控制信号。
因此，需要一个组合逻辑电路，六个发光二级管（两个红色发光二极管、两个绿色发光二极管、两个黄色发光二极管）电路，555脉冲振荡器，4024计数器，74LS193计数器，数码管显示电路。
其结构图如下：本电路中的组合逻辑电路的输入信号为二进制计数器的输出信号，输出要控制六个发光二级管不同时刻的状态。
红灯1与绿灯2的状态相同，红灯2与绿灯1的状态相同，两个黄灯状态相同。
所以只要输出三个信号即可，分别为L1、L2、L3。
组合逻辑电路的输出信号L1、L2、L3与电路的输入信号Q7、Q6、Q5、Q4、Q3、Q2、Q1的关系用如下真值表表示：从以上可知：L1=Q7’,需要低电平有效时，L1’=Q7’’L2=Q7,需要低电平有效时，L2’=Q7’L3=Q6Q5=(Q6Q5)’’考虑到黄灯需要闪烁，可以让L3信号和Q1信号（频率为2HZ的脉冲）加到一个二输入的与非门的两个输入端，输出信号为L4，L4=（L3*Q1）’当L3为0时，L4=1当L3为1时，L4=Q1’可见，需要L4低电平有效，这样，L3为0时，黄灯不亮；L3为1时，黄灯闪烁。
交通信号灯控制器实验报告Word版
交通信号灯控制器一、设计任务及要求 (2)二、总体方案设计以及系统原理框图 (2)2.1、设计思路 (2)2.2、各模块相应的功能 (2)2.3、系统原理图 (3)三、单元电路设计 (3)3.1、车辆检测电路 (3)3.2、主控电路 (4)3.3、灯控电路 (5)3.4、计时控制电路 (6)3.5、计时显示电路 (6)3.6、反馈控制电路 (7)3.7、置数电路 (7)3.8、时基电路 (7)四、工作原理 (8)五、电路的软件仿真及结果分析 (8)5.1、时基电路（555接成的多谐振荡器）的电路图以及波形的显示 (8)5.2、结果分析 (10)六、电路的组装调试 (10)6.1、使用的主要仪器和仪表 (10)6.2、调试电路的方法和技巧 (10)6.3、调试中出现的问题、原因和排除方法 (11)七、收获、存在的问题和进一步的改进意见 (11)7.1、存在的问题和进一步的改进意见 (11)7.2、收获以及心得体会 (12)附录一：电路所用元器件 (14)附录二：电路全图 (15)附录三：实际电路图 (16)一、设计任务及要求在一个主干道和支干道汇交叉的十字路口，为了确保车辆行车安全，迅速通行，设计一个交通信号灯控制电路，要求如下：1、用两组红、绿、黄发光二极管作信号灯，分别指示主道和支道的通行状态。
2、通行状态自动交替转换，主道每次通行30秒，支道每次通行20秒，通行交替间隔时为5秒。
3、通行状态转换依照“主道优先”的原则，即：当主道通行30秒后，若支道无车则继续通行；当支道通行20秒后，只有当支道有车且主道无车时才允许继续通行。
（用按键模拟路口是否有车）4、设计计时显示电路，计时方式尽量采用倒计时。
二、总体方案设计以及系统原理框图2.1、设计思路本次设计采用模块划分的方法，每个模块完成一项功能，最后将各个模块连接起来，设计完成后，用Multisim进行仿真，仿真成功后，再去实验室焊接调试。
2.2、各模块相应的功能（1）车辆检测电路：用来显示主路支路车辆的四种情况。
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实验七交通信号灯的自动控制实验
一、实验目的
1．掌握用PLC控制十字路口交通灯的设计方法。
2．熟悉PLC指令的功能。
3．学会用PLC解决一个实际问题的思路。
二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台
3．模拟开关板一块
4．编程电缆
5．连接导线
三、实验原理
十字路口交通信号灯在日常生活中经常用到，可以用PLC对其进行控制。
十字路口两个方向交通灯自动控制时序工作波形图如图23所示。
图23 交通灯时序工作波形图
从图中可以看出，东西方向和南北方向绿、黄和红灯相互亮灯时间是相等的。
如果取单位时间t＝2s，则整个一次循环时间需要40s。
采用PLC控制时，其I/O分配表如表4所示。
表4 交通灯控制I/O接口地址分配表
输入输出
器件器件号功能说明器件器件号功能说明
0 X0 启动按钮G1 Y0 东西向绿灯
1 X1 停止按钮Y1 Y1 东西向黄灯R1 Y
2 东西向红灯G2 Y
3 南北向绿灯Y2 Y
4 南北向黄灯R2 Y
5 南北向红灯
本实验用步进顺控指令实现交通灯自动控制，其顺序功能图如图24所示。
图24 交通灯控制顺序功能图
四、实验步骤和内容
1．按图24输入程序。
2．检查程序是否正确。
3．运行程序，观察Y0～Y5的输出是否符合实际要求。
输入程序;
程序正确
结果；东西方向和南北方向绿、黄和红灯相互亮灯时间是相等的。
如果取单位时间t ＝2s，则整个一次循环时间需要40s。
五、实验总结和体会
程序复杂，认真谨慎输入程序是最关键的一步，PLC功能强大，应程序复杂，认真谨慎输入程序是最关键的一步，PLC功能强大，应用广泛，认真做好第一个PLC实验非常有必要！。