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交通灯论文

发布时间:2016-11-20 22:12:57 来源:热点源

篇一:交通灯论文

河南理工大学

单片机课程设计报告

交通灯控制系统设计

姓 名:学 号:专业班级:

指导老师: 所在学院: 电气工程与自动化学院

2010年6月08日

摘要

近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带

动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是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,以及针对具体应用对象特点的软件结合,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?靠的是交通信号灯的自动指挥系统。

通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和I/O接口电路等。

单片机经过1、2、3、3代的发展,目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展,它们的CPU功能在增强,内部资源在增多,引角的多功能化,以及低电压底功耗。单片机是控制系统的核心,具有本系统所需的I/O口、数据存储器、程序存储器等主要部分。

本设计是由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。系统包括

A道和B道上均有车辆要求通过时,A、B道轮流放行。一道有车而另一道无车,交通灯控制系统能立即让有车道放行。系统除基本交通灯功能外,还具有时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。

关键字:AT89C52,交通规则

目录

1概述 .............................................................. 3

1.1设计任务..................................................... 3

1.2设计目的和要求............................................... 3

2系统总体方案及硬件设计 ............................................ 4

2.1系统总体方案................................................. 4

2.2交通灯信号控制电路........................................... 4

2.3 单片机的选择 ................................................ 5

2.4时钟电路模块................................................. 6

2. 5复位电路模块................................................ 6

2. 6 LED动态显示器接口电路...................................... 7

2.7开关电路..................................................... 7

3系统软件设计 ...................................................... 8

3.1软件部分整体架构设计及其模块化分............................. 8

3.2程序分块设计................................................. 9

4 Proteus软件仿真 ................................................. 15

4.1南北红灯亮东西绿灯亮........................................ 15

4.2南北红灯亮东西黄灯亮........................................ 16

4.3南北绿灯亮东西红灯亮........................................ 16

4.4南北黄灯亮东西红灯亮........................................ 17

4.5全部禁行……………………………………………………………………17

4.6 南北通行,东西禁行 ………………………………………………… 18

4.7 东西通行,南北禁行 ………………………………………………… 19

5课程设计体会 ..................................................... 20

参考文献 .......................................................... 20

附1源程序代码 .................................................. 21

1概述

1.1设计任务

本设计是由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。系

统包括南北主干道和东西支干道上均有车辆要求通过时,主干道和支干道

轮流放行。一道有车而另一道无车,交通灯控制系统能立即让有车道放行。系统除基本交通灯功能外,还具有紧急情况处理、黄灯闪烁等功能。

1.2设计目的和要求

目的:通过单片机课程设计,熟练掌握汇编语言或者c语言的编程方

法,将理论联系到实践中去,提高我们的动脑和动手的能力。通过交通信

号灯控制系统的设计,掌握定时/计数器的使用方法,和简单程序的编写,

最终提高我们的逻辑抽象能力。

要求: 1)南北方向(主干道)车道和东西方向(支干道)车道两条

交叉道路上的车辆交替运行,主干道每次通行时间都设为35秒、支干道每

次通行间为25秒,时间可设置修改。

2)在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道;

3)黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。

4)东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时

间都用显示器进行显示(采用计时的方法)。

5)一道有车而另一道无车(实验时用开关 K0 和 K1 控制),交通灯控制

系统能立即让有车道放行。

6)有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止普通车辆通行,A、B道均为红

灯,紧急车由K2 开关模拟。

2系统总体方案及硬件设计

2.1系统总体方案

(1)南北方向A车道红灯亮,东西方向B车道绿灯亮。表示南北方向A

车道上的车辆禁止通行,东西方向B车道允许通行。绿灯亮足规定的时间

隔时,转到下一工作状态。

(2)南北方向A车道红灯亮,东西方向B车道黄灯亮,并每秒闪烁一

次。表示东西方向B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,南北方向A车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔时,转到

下一工作状态。

(3)南北方向A车道绿灯亮,东西方向B车道红灯亮。表示南北方

向A车道允许通行,东西方向B车道上的车辆禁止通行,绿灯亮足规定的

时间间隔时,转到下一工作状态。

(4)南北方向A车道黄灯亮,东西方向B车道红灯亮。表示东西方向B

车道禁止通行,南北方向A车道上位过限停车线的车辆停止通行,已过停

车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔时,系统又转换到第(1)

种工作状态。

2.2交通灯信号控制电路

用P1口作信号输出端来控制12个灯的亮灭。C取22u。要保证加在

RST引脚上的高电平持续2个机器周期,才能使单片机有效地复位。南

北的绿灯,黄灯,红灯(东西的绿灯,黄灯,红灯)同时亮也同时灭。

复位电路如下图所示:

其状态及对应的十六进制值如下:

篇二:交通灯毕业设计论文

第一章 绪论

1.1 引言

当今,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。

1918年,出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯,一种是把压力探测器安在地下,车辆一接近红灯便可变为绿灯;另一种是用扩音器来启动红绿灯,司机遇红灯时按一下嗽叭,就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时,它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信当今,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。1869年1月2日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。

电气启动的红绿灯出现在美国,这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。信号灯的红灯延长一段时间,推迟汽车放行,以免发生交通事故。

信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。1968年,联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号,面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号,面对黄灯的车辆不能越过停车线,但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

交通控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。要保证高效安全的交通秩序,除了制定一系列的交通规则,还必须通过一定的科技手段加以实现。本文在对目前交通控制进行深入分析的基础上,运用测传感、实时调整智能化控制的实现技术,将传感器监测、实时调整车辆通行时间的算法与单片机控制作用相结合,提出了基于单片机的交通控制系统设计方案。

单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。

通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。

单片机诞生于20世纪70年代末,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。

1.SCM即单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)阶段,主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功,奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上,Intel公司功不可没。

2.MCU即微控制器(Micro Controller Unit)阶段,主要的技术发展方向是:不

断扩展满足嵌入式应用时,对象系统要求的各种外围电路与接口电路,突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关,因此,发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看,Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面,最著名的厂家当数Philips公司。Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势,将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此,当我们回顾嵌入式系统发展道路时,不要忘记Intel和Philips的历史功绩。

3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决;因此,专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。

单片机可以从以下几个方面分类:

1.按应用领域可分为:家电类、工控类、通信类和个人信息终端类等。

2.按通用性可分为:通用型和专用型。

3.按总线结构可分为总线型和非总线型。

4.按指令运行的振荡周期可分为标准型和改进型。

1.2 选题背景与意义

交通是城市经济活动的命脉,对城市经济发展、人民生活水平的提高起着十分重要的作用。汽车现已成为人们日常生活中必不可少的交通工具。汽车在给人们带来便利的同时,也带来了一系列令人困惑的问题,如环境污染、交通拥挤、交通事故频繁发生,给人们的生命和财产带来了很大的损失。城市交通问题困扰城市发展、制约城市经济建设的重要因素,人们对交通有效控制的意识越来越强烈。城市交通

信号控制是通过对交通流的调节、警告和诱导以达到改善人和货物的安全运输,提高运营效率。其目标在于改善交通流的质量,更好的利用现有运输能力,提高交通流的安全性、快速性和舒适性。

随着经济的发展,城市现代化程度不断提高,交通需求和交通量迅速增长,城市交通网络中交通拥挤日益严重,道路运输所带来的交通拥堵、交通事故和环境污染等负面效应也日益突出,逐步成为经济和社会发展中的全球性共同问题。交通问题已经日益成为世界性的问题,城市交通事故、交通堵塞和交通污染问题愈加突出。为了解决车和路的矛盾,常用的有两种方法:一是控制需求,最直接的办法就是限制车辆的增加;二是增加供给,即大量修筑道路基础设施的办法,在资源、环境矛盾越来越突出的今天,面对越来越拥挤的交通,有限的资源和财力以及环境的压力,也将受到限制。这就需要依靠除限制需求和提供道路设施之外的其他办法来满足日益增长的交通需求。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正是解决这一矛盾的途径之一,大量事实已经证明这种方法的有效性。

当然,解决该问题最有效的方法是增加道路建设,但由于资金及城市空间的限制,该方法又出现诸多难处。因此,在有效道路的前提下,提高交通控制和管理水

平,合理使用现有的交通设施,充分发挥其能力,是解决交通问题有效方法之一。

1.3 研究现状

路是交通的物质基础,有路才能通车,行人。我国是一个文明古国,许多城市已有上千年的历史,城市布局和道路结构是在漫长的历史进程中逐步形成的,近几年虽然作了些改建和扩建,但毕竟还难以冲破原来的基本格局。我国城市道路普遍存在的弊端是: a. 路网密度低;b. 交通干道少;c. 路口平面交叉。

道路状况与车辆状况的综合作用形成了我国城市交通的特殊性,主要表是: 城市路网稀,干道少,间距大,市区人口稠密,出行需求集中,迫使车辆集中于少数干道上行驶。至于中小城市 ,干道特征更为明显,往往只有一两条干道贯穿全市,而其他支路上交通量极小。从流量变化情况来看,除外围过境干道外,都是有一定规律的,高峰小时基本上都集中在几个时段内。

我国城市机动车车种繁杂,从50年代的老式车到80年代的新型车,从大货车

到小轿车都在一个平面上行驶,不少城市拖拉机还是一种主要运输工具,前面一辆旧车挡道,尾随的新型车只能跟着爬行,过交叉口时经常出现启动慢的车挡住启动快的车,使交通工程师精心设计的交通配时方案不能很好发挥效益。

1.4 本文结构

本文所设计的交通灯控制系统是以AT89C51单片机作为核心设计的,因此,如何熟练的运用这一单片机的相关功能及应用,成为了本课题研究的关键。本文以硬件电路的设计、软件的编写和软硬件联合调试三个部分来讲述交通灯控制系统设计。

全文共分为六个章节,各章节的主要内容如下:

第一章为绪论部分,简要地介绍了交通灯控制系统的发展、特点和概念,了解了相关研究背景和研究现状;

第二章为系统总体方案设计部分,主要阐明了各个方案的比较,表明了整个方案的设计部分以及各个部分的设计思路和功能说明;

第三章为交通灯控制系统硬件设计,主要对各个模块所使用的芯片产品作了研究,主要围绕功能的实现对于每一部分说明了电路或者模块的设计要求或者功能,并给出具体的电路设计和详细地分析、说明,讨论了各种设计方案的可行性;

第四章为软件设计部分,包括系统有所需要的软件设计部分,并针对每一个子程序,说明了设计要求及其实现功能,并绘程序流程图等;

第五章主要是调试部分的情况说明,如出现的问题和解决方法,调试部分包括Protues软件仿真和单片机开发板的硬件仿真等;

第六章总结了全文的设计研究工作,给出了存在的问题和进一步研究的方向,并对本次毕业设计作了一些感想。

第二章 系统总体方案设计

2.1交通灯控制系统的设计要求

本毕业设计是采用51系列单片机设计一个交通灯控制电路,并综合应用所学过的单片机原理、微机原理等课程方面的知识,完成交通灯控制电路中所需的硬件电路及软件编程,并实现一定的交通灯功能。

1.正常循环控制模式

(1)东西方向绿灯亮15s,黄灯闪烁5s,南北方向红灯亮20s。

(2)南北方向绿灯亮25s,黄灯闪烁5s,东西方向红灯亮30s。

(3)在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道。

(4)黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。

(5)东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用显示器进行显示(采用倒计时的方法)

2.车流较大模式

设置按键可以切换模式,当车流较大时切换到此模式,更改时间长短。

3.紧急情况处理

有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止普通车辆通行,东西、南北道均为红灯,紧急车由K2 开关模拟。

2.2 系统总体方案选择

交通灯的设计方法很多,功能也是五花八门,下面列举了以下几个方案,进行比较,来确定本设计的设计方案。

2.2.1 交通灯的几种设计方案

方案一:单片机控制方案

方案采用AT89C51系列单片机作为主控制器,设计的最小交通灯模拟系统。

篇三:十字路口交通灯毕业论文

目录

绪论

第一章PLC的介绍

一PLC的基本知识

1.1 PLC产生的定义

1.2 PLC的基本组成

1.3

1.4 PLC的基本工作原理PLC的特点

1.5 PLC的应用与背景

1.6 PLC的发展

1.7PLC的主要功能

第二章 课题的介绍

2.1 交通灯的发展概

2.2 课题的背景与意义

2.3 现在城市路口交通灯控制技术现状

第三章 应用PLC设计十字路口交通灯

3.1 PLC的选型和定时器

3.1.1 PLC的选型

3.1.2 定时器

3.2 计数器.译码及显示

3.2.1计数器

3.1.2 译码及显示

3.3 PLC工作原理及正常时数码管显示

3.3.1 PLC工作原理

3.3.2 正常时数码管显示

3.4 PLC控制系统I/O分配

3.5 十字路口各阶段语句表

3.5.1 正常情况下语句表

3.5.2 一道有车下的语句表

3.5.3 发生意外时的语句表

3.6 十字路口交通灯的接线图(见附录1)

3.7 十字路口交通灯控制的时序图

3.8 十字路口交通灯的梯形图(见附录2)

3.9 运行效果

总结

致谢

参考文献

摘 要

交通信号灯的出现,使交通得以管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化。本文用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统,该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。分析现代城市交通控制与管理问题的现状,结合交通的实际情况,阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。

PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现。

关键词:交通灯;PLC;程序;设计

Abstract

The emergence of the traffic lights, traffic to control, for facilitating traffic flow, improve traffic capacity, reduce the number of traffic accidents have obvious effect. In order to realize the traffic management, and strive to traffic management advanced and scientific. This paper PLC controlled traffic control system, the system is simple, economy, can efficiently facilitating traffic, improve traffic capacity of traffic intersection. This paper analyses the modern urban traffic control and management problems, based on the status of the actual situation of traffic, this paper expounds the working principle of traffic control system, this paper gives a simple and practical urban traffic control system design scheme of PLC.

PLC programmable controller based on microprocessor, integrated computer technology, automatic control technology and communication technology developed a new type of industrial control device. convenient already widely used in industrial processes and position in the automatic control. According to statistics, programmable controller is used in industrial automation devices most kind equipment. Experts think, programmable controller will become the main means and industrial control one of important basic equipment, PLC, robots, CAD/CAM will be three pillar industrial production. Due to use of PLC has the characteristics of environmental adaptable, and its internal timer is very rich in resources, but the current widely used "progressive" lights, especially for precise control more than the crossway control can be easily realized. Keywords: traffic lights; PLC; Program; design

绪 论

随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。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,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。

不同的
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