模拟交通灯控制系统的设计

模拟交通灯控制系统的设计
模拟交通灯控制系统的设计

贵州师范学院电子课程设计报告书

班级11级1班

学生姓名王旭东

学号11030540094

专业电子信息科学与技术

院系物电学院

2014年6 月20 日

摘要

随着城市人口的快速增长和机动车数量的大量增加,城市交通灯作为缓解交通压力、提高道路通行效率的重要手段,其作用越来越重要。因此,如何改进交通灯的设计,使其更好的适应城市交通的发展也成为一个重要课题。红绿灯控制系统是利用8253A定时/计数器芯片的定时功能,向8259A中断控制器芯片发出定时中断请求,驱动8255A可编程并行接口芯片改变路口的LED灯的亮灭。系统采用DVCC-598JH+微机原理与接口技术实验箱作为测试与运行的平台,8086汇编语言作为编程语言,并用MASM5.0作为汇编语言开发环境。

关键词:红绿灯控制系统 8253A定时器 8259A中断控制器 8255A可编程并行接口 DVCC-598JH+

目录

摘要 (201)

1.十字路口基本情况分析 (201)

2.交通灯状态转换分析.............................. III

3.紧急通行情况分析 (5)

4.硬件功能分析 (6)

4.1 8253A定时/计数器芯片 (6)

4.2 8259A中断控制器芯片 (7)

4.3 8255A可编程并行接口芯片 (9)

5.系统设计 (10)

5.1硬件设计 (10)

5.1.1 电路分析 (10)

5.1.2 电路连接设计 (10)

5.2软件设计 (12)

5.2.1 程序总体设计 (12)

5.2.2 程序流程设计 (13)

5.2.3 重要代码分析................................ XII

6.系统实现...................................... XVII 6.1 软件开发与运行环境 .. (10)

6.2 系统硬件环境 (20)

6.3 系统运行步骤 (20)

6.4 系统测试结果 (20)

参考文献 (21)

心得体会 (22)

1 十字路口基本情况分析

设有一个十字路口,1、3为东西方向,2、4为南北方向,1、3路口的绿灯亮,2、4路口的红灯亮,1、3路口方向通车;延时一段时间后,1、3路口的绿灯熄灭,而1、3路口的黄灯开始闪烁,闪烁若干次以后,1、3 路口红灯亮,而同时2、4路口的绿灯亮,2、4路口方向通车;延时一段时间后,2、4 路口的绿灯熄灭,而黄灯开始闪烁,闪烁若干次以后,再切换到1、3路口方向,之后重复上述过程。

2 交通灯状态转换分析

合理的设置每个路口、每个方向的交通灯的通行时间,对车辆能否及时疏散,有着决定性的作用。

状态1 的时候:1、3路口的绿灯熄灭,1、3路口的黄灯开始亮,当通行时间剩下5秒结束时,LED会闪烁,而同时2、4路口的红灯亮

状态2的时候:1、3 路口红灯亮,而同时2、4路口的绿灯亮,2、4路口方向通车;

状态3的时候:1、3 路口红灯亮,而同时2、4路口的黄灯亮;

状态4 的时候:1、3路口的绿灯亮,2、4路口的红灯亮,1、3路口方向通车。整个状态转换的过程见表2-1。

表2-1 路口四个状态和相互转换过程

完成四个状态的一次循环需要40秒,红灯亮20秒、绿灯亮15秒、黄灯亮5秒

完成了在适当的时间限度内,有效的疏散较大的通行量的目的。

3 紧急通行情况分析

手动拨动单脉冲一次,则产生一个优先级高一级的中断,程序转而执行此中断处理程序,处理完后返回继续执行低级中断。整个执行过程见图3-1

图3-1 紧急中断程序

4 硬件功能分析

4.1 8253A定时/计数器芯片

8253A定时/计数器具有定时、计数双功能。它具有三个相同且相互独立的16位减法计数器,分别称为计数器0、计数器1和计数器2。每个计数器计数频率为0-2MHZ。

其内部数据总线缓冲器为双向三态,故可直接连在系统数据总线上,通过CPU写入计数初值,也可由CPU读出计数当前值。读写控制逻辑,当选中该芯片时,根据读写命令和送来的地址信息控制整个芯片工作。其工作方式通过控制字确定。控制字寄存器用于接收数据总线缓冲器的信息。当写入控制字时,控制计数器的工作方式;当写入数据时则装入计数初值。控制寄存器为8位,只能写入不能读出。8253A内部结构见图4-1。

当8253A执行计数功能时,计数器装入初值后,当GATE为高电平时,可用外部事件作为CLK脉冲对计数值进行减1计数。每来一个脉冲减1,当计数值减为0时,由OUT端输出一个标志信号。

当8253A执行定时功能时,计数器装入初值后,当GATE为高电平时,由CLK 脉冲触发开始自动计数。当计数到零时,发计数结束定时信号。

8253A可以工作在方式0到方式5,常用的有方式2频率发生器方式和方式3方波发生器方式。在方式2时,当初值装入后,OUT变为高;计数结束,OUT变为低。该方式下如果计数未结束,但GATE为低时,立即停止计数,将OUT变为高;当GATE 再变高时,便启动一次新的计数周期。在方式3时,当装入初值后,在GATE上升沿启动计数,OUT输出高电平;当计数完成一半时,OUT输出低电平。

在本系统中,8253A工作于方式3方波发生器方式。

图 4-1 8253A内部结构图

4.2 8259A中断控制器芯片

8259A是专为控制优先级中断而设计的芯片。它将中断源按优先级排队、辨认中断源和提供中断向量的电路集成于一体,只要用软件对它进行编程,就可以管理8级中断。

8259A的内部结构见图4-2。它由中断请求寄存器(IRR)、优先级分析器、中断服务寄存器(ISR)、中断屏蔽寄存器(IMR)、数据总线缓冲器、读写控制电路、级联缓冲器和比较器组成。

图 4-2 8259A的内部结构

对8259A编程和初始化的时候,首先要写初始化命令字ICW1-ICW4。

写ICW1以确定中断请求信号类型,清除中断屏蔽寄存器,进行中断优先级排队和确定系统是用单片还是多片。

写ICW2用来定义中断向量的高五位类型码。

ICW3可以定义主片8259A中断请求线上IR0-IR7有无级联的8259A从片。

写ICW4用来定义8259A工作时用8085模式还是8088模式,以及中断服务寄存器复位方式等。

初始化命令字写完以后,要写8259A的控制命令字,它包括OCW1-OCW3。

写OCW1可以设置或清除对中断源的屏蔽。

写OCW2设置优先级是否进行循环、循环的方式和中断结束的方式。8259A 复位时自动设置IR0优先权最高,IR7优先权最低。

写OCW3用来设置查询方式和特殊屏蔽方式,并可以读取8259A中断寄存器的当前状态。

在本系统中,使用8259A的循环等待中断工作方式。

4.3 8255A可编程并行接口芯片

8255A是一种可编程的芯片,它采用双列直插封装,用+5V电源供电。内部有3个8位的I/0端口:A口、B口和C口。这三个端口也可以分为各有12位的两组:A 组和B组。A组包含A口8位和C口的高四位,B组包含B口8位和C口的低四位;A组控制和B组控制用于实现方式选择操作;读写控制逻辑用于控制芯片内部寄存器的数据和控制字经数据总线缓冲器送入各组接口寄存器中。由于8255A数据总线缓冲器是双向三态8位驱动器,因此可以直接和8088系统数据总线相连。8255A的内部逻辑结构见图4-3。

图4-3 8255A的内部结构

8255A有三种工作方式:方式0、方式1和方式2。它通过对控制寄存器写入不同的方式选择控制字来决定其三种不同的工作方式。

方式0是基本输入输出方式。该方式下的A口8位和B口8位可以由输入的控制字决定为输入或输出,C口分成高4位(PC4-PC7)和低4位(PC0-PC3)两组,也有控制字决定其输入或输出。需要注意的是,该方式下,只能将C口其中一组的四位全部置为输入或输出。

方式1选通输入输出方式,又叫单向输入输出方式。它分为A、B两组,A 组由数据口A和控制口C的高4位组成,B组由数据口B和控制口C的低4位组成。数据口的输入输出都是锁存的,与方式0不同,由控制字来决定它是作为输入还是输出。C口的相应位用于寄存数据传送中所需的状态信号和控制信息。

方式2为双向输入输出方式。本方式只有A组可以使用。此时A口为输入输出双向口,C口中的5位(PC3-PC7)作为A口的控制位。

在本系统中,8255A的三个端口均工作于方式0,全部为输出口。

5 系统设计

5.1硬件设计

5.1.1 电路分析

本系统要实现的功能是模拟十字路口红绿灯的工作状况。按照预先设定并优化的交通灯规则,控制LED指示灯的亮灭,同时在实验箱的数码管显示屏上显示剩余的时间。当时间递减到0的时候,改变LED灯的状态,并刷新显示屏显示的时间。

为了实现以上功能需求,本系统需要12个LED指示灯,来分别代表1、3方向(东西),2、4方向(南北);两个双位的数码管显示屏,用来显示1、3路口和2、4路口剩余的时间。

为了实时地更新数码管显示屏上的数字,需要使用8255A可编程芯片来即时地改变显示屏每个笔划的电平高低,从而准确地将需要显示的数字显示在数码管显示屏上。

由于交通灯需要按秒进行计数,所以需要一个均匀地时钟发生器。8253A芯片是个功能丰富、使用简单的定时/计数器。它可以根据需要设置不同的显示初值,从而产生所需频率的时钟脉冲,为系统提供计时和驱动其他事件的发生。8259A中断控制器芯片可以在收到8253A发出的时钟脉冲时,产生定时的中断,在中断服务程序中,更新显示缓冲区,并调用8255A芯片来执行相关程序,从而更新LED灯和数码管显示屏。

本系统使用集成的电路和实验环境,以方便进行电路的连接和测试,同时减少由于电路的复杂性而产生的错误。

5.1.2 电路连接设计

本系统所使用到的硬件包括8253A芯片、8259A芯片、8255A芯片、LED指示灯和数码管显示屏。

在电路连接的时候,将8255A芯片的PC口的PC5、PC4接红灯灯,PC3、PC2接绿灯,PC1、PC0接黄灯。通过改变8255A的PC口的值来实时地控制每个LED 灯的亮灭,从而改变十字路口的交通状态。

将8253A的CLK0插孔连接至1MHZ的分频输出插孔T4。分频输出插孔所输出的频率是将系统的主频分解为一定的频率,以供其他硬件或者软件使用。8253A

从分频插孔得到1MHZ的固定频率,再根据芯片内部设定的计数初值,从而产生需要频率的时钟脉冲,由OUT0口输出,供其他芯片使用。在这里OUT0接CLK2。

将8253A的OUT2插孔连接至8259A的IRQ3插孔上。8259A的IRQ3中断口每隔固定的时间便会收到8253A发送过来的时钟脉冲,作为中断源来执行中断服务程序。在中断服务程序中,完成更新数码管显示值和改变交通灯状态的功能。硬件的连接见图5-1和图5-2。

图 5-1 系统电路图——8253A和8259A的连接图

图 5-2 系统电路图——8255A和LED灯的连接图

5.2软件设计

5.2.1 程序总体设计

本系统采用“自上而下总体规划、自下而上应用开发”的策略进行总体设计和开发。先根据其功能需要,设定需要的功能模块,确定需要编写的子程序,从而使程序结构清晰,便于阅读和调试,加快了系统完成的速度。结构化的程序设计方法很适合用来开发汇编语言程序,因为汇编语言的特性决定了其无法使用面向对象的程序开发方法;使用瀑布程序开发模型,从开始的时候把系统的需求分析透彻,对系统的功能和各个模块进行清晰的规划,从而缩短系统开发所用的时间。

为了完成系统的功能,系统的程序部分应包含以下几个模块(见图5-3)。

初始化模块用来初始化各个芯片,分为以下几个步骤:

(1)初始化数据:T_1为1、3方向(东西)时间显示(如 5秒);T_2为2、4方向(南北)的时间显示。初值可同设为5秒。

(2)初始化8255A的工作方式:使A、B、C三个端口均工作于方式0,且为输出口;DVCC实验台8255口地址:FF28H—FF2BH

(3)初始化8253A芯片:选用方波发生器方式,并设定其使用通道0和2进行工作;DVCC实验台8253口地址:0040—0043H

(4)初始化8259A:设定其工作方式为单片、边沿触发、要写ICW4、循环等待中断方式。DVCC实验台8259口地址:0060—0061H

设置中断向量表写2号、3号中断向量:INTREEUP2、INTREEUP3。

中断处理模块:

(1)INTREEUP3是主要的中断服务程序, 8253A每发来一次时钟脉冲便产生一次中断,两个路口所亮的灯对应的显示数值减一。并输出完成显示数值的更新使时间缓冲区中的时间减1,所以数码管显示屏上的数字才能够不断的减少。然后判断其数值是否减到0,若0,则进行LED灯状态的切换(2)其中INTREEUP2是增加行人手动按钮。实现可手动干预的(交通事故、步行可及时通行的)交通灯自动控制系统

有手动干预(按钮按下)时,交通灯立即处于该状态:两个方向均红灯亮(以便让行人及时通过)。10秒后,交通恢复到人工干预前状态,继续按正常状态循环切换。

显示模块(DISP)使用8255A将显示缓冲区的字符逐位显示在数码管显示屏上,在中断请求没有到来的时候,根据交通灯所处的状态,点亮相应的LED灯;有中断请求时,调用相应的中断服务程序。

图 5-3 系统模块图

5.2.2 程序流程设计

程序运行的流程图见图5-4,中断应急流程图见5-5。

开始运行的时候,初始化程序,给初始显示区和电平错误显示区赋初值,显示相应的字符;定义数值对应的显示字符,便于转换程序取到时间数值对应的字符。

接着对8253A、8255A和8259A进行初始化。定义8253A使用通道0和2,工作于方式3,其计数初值为3C50,每隔20ms向8259A发出一个时钟脉冲;8255A 的A、B、C三个端口均工作于输出方式;8259A工作于循环等待中断方式。

进入显示程序(DISP)使用8255A将显示缓冲区的字符逐位显示在数码管显示屏上,在中断请求没有到来的时候,根据交通灯所处的状态,点亮相应的LED 灯。

当有中断的时候,则转到相应的中断服务程序,本系统主要为INTREEUP3程序。8253A每发来一次时钟脉冲便产生一次中断。INTREEUP3程序首先关闭中断,两个路口所亮的灯对应的显示数值减一。并输出以完成显示数值的更新使时间缓冲区中的时间减1,所以数码管显示屏上的数字才能够不断的减少。然后判断其数值是否减到0,若0,则进行LED灯状态的切换。最后打开中断,并中断返回。

图5-4 主程序框图

图5-5 中断程序框图

5.2.3 重要代码分析

(1)中断服务程序INTREEUP3是本系统的程序最核心的子程序。它用来计算收到8353A 发来的中断,8253A 每发来一次时钟脉冲便产生一次中断,两个路口所亮的灯对应的显示数值减一。并输出完成显示数值的更新使时间缓冲区中的时间减1,所以数码管显示屏上的数字才能够不断的减少。然后判断其数值是否减到0,若0,则进行LED 灯状态的切换,

以下是该程序的代码分析,并注有详细的功能说明。 中断服务程序

INTREEUP3: CLI ;处理中断时先关中断 push ax ;保存堆栈 push bx push dx

STI ;保存现场后开中断以可以实现中断嵌套 ; 1、3方向(东西)

DEC T_1 ;对当前数值减一

MOV AL,T_1

CMP AL,00H ;判断当前数值是否减到0

JE CHANGE1 ;若当前数值为0则跳到CHANGE1 切换状态

JMP RIGHT ;若当前数值不为0则跳到2、4方向(南北) CHANGE1: MOV AL,C ;读入并口状态

TEST AL,02H ;测试当前并口状态

JNZ RED1

TEST AL,08H

JNZ YELLOW1

TEST AL,20H

JNZ GREEN1

RED1: MOV DX,IOC ; 1、3方向(东西)亮红灯

OR AL,20H

AND AL,35H

OUT DX,AL

MOV C,AL ;保存c口状态

MOV T_1,14H ; 对新状态赋显示初值

JMP RIGHT

YELLOW1:MOV DX,IOC 1、3方向(东西)亮黄灯

OR AL,02H

AND AL,17H

OUT DX,AL

MOV C,AL ;保存c口状态

MOV T_1,05H ; 对新状态赋显示初值

JMP RIGHT

GREEN1:MOV DX,IOC ; 1、3方向(东西)绿灯

OR AL,08H

AND AL,1DH

OUT DX,AL

MOV C,AL ;保存c口状态

MOV T_1,0fH ; 对新状态赋显示初值

;右边

RIGHT:

DEC T_2

MOV AL,T_2

JE CHANGE2

JMP OUTPUT

CHANGE2: MOV AL,C ;读入c口状态

TEST AL,01H

JNZ RED2

TEST AL,04H

JNZ YELLOW2

CMP AL,18H ;应急状态返回时2、4方向从新跳到红灯JZ RED2 ; (同时,1、3方向为绿灯) TEST AL,10H

JNZ GREEN2

RED2:MOV DX,IOC

OR AL,10H

AND AL,3AH

OUT DX,AL

MOV C,AL ;保存c口状态

MOV T_2,14H

JMP OUTPUT

YELLOW2: MOV DX,IOC

OR AL,01H

AND AL,2BH

OUT DX,AL

MOV C,AL ;保存c口状态

MOV T_2,05H

JMP OUTPUT

GREEN2: MOV DX,IOC

OR AL,04H

AND AL,2EH

OUT DX,AL

MOV C,AL ;保存c口状态

MOV T_2,0fH

;输出数字

OUTPUT: MOV AL,T_1

MOV AH,T_1

AND AL,01H

SHR AH,CL

MOV AL,T_2

MOV AH,T_2

AND AL,01H

MOV CL,4

SHR AH,CL

;计数器从新赋初值

MOV AL,36H

OUT 43H,AL

MOV AL,50H

OUT 40H,AL

MOV AL,11000011B

OUT 40H,AL

MOV AL,10110110B ;计数器2 OUT 43H,AL

MOV AL,02H

OUT 42H,AL

MOV AL,00H

OUT 42H,AL

;=================================== ;========

MOV AL,T_1

CMP AL,03H

JA RIGHTTEST

JMP YLEDSTA

RIGHTTEST:

MOV AL,T_2

CMP AL,03H

JA RETBCAK

YLEDSTA:

MOV AL,C

AND AL,03H

JNZ YLEDFLASH

JMP RETBCAK

;======== 时间小于等于3时 LED灯闪烁 ===========

YLEDFLASH:

PUSH CX

; PUSH DX

MOV CX,0AH ; 闪烁3次

MOV AL,C ;读入c口状态

AND AL,11111100B ; 灯灭

MOV DX,IOC

OUT DX,AL

CALL DELAY ;短延时

MOV AL,C ;灯亮

OUT DX,AL

CALL DELAY ;短延时

; LOOP YLEDFLASH ;循环

; POP DX

POP CX

JMP RETBCAK

;;=================;短延时

DELAY:

CALL DELAY2

RET

DELAY2: PUSH CX

MOV CX,6A45H ;;;;

DELA1: LOOP DELA1

POP CX

RET

;;=================

;=============================================================== ===

RETBCAK:

MOV AL,20H ;写ocw2然后返回

MOV DX,0060h

OUT DX,AL

CLI

pop dx

pop bx

pop ax

STI

IRET

;===============中断返回 ==============

6 系统实现

6.1 软件开发与运行环境

本系统的代码使用8086汇编语言编写,所以代码编写环境可以使用任何文本编辑器。如系统自带的记事本、DOS下的编辑工具EDIT和文本编辑工具UltraEdit等。

本系统使用了DVCC-598JH++实验箱附带的DV88联机软件。它可以读取其他编辑软件生成的MASM格式的汇编语言文件(*.ASM),也可以作为汇编代码的编辑、测试、运行环境。在显示代码的时候,可以把常用的汇编指令显示为蓝色,数值显示为红色,注释显示为绿色,从而使论文清晰易读,并容易发现代码中的错误。

DV88联机软件同样可以作为系统的运行环境。系统运行的时候需要将ASM 源程序编译产生的OBJ文件传送到实验箱,由实验箱上的处理器和各个芯片负责执行。

6.2 系统硬件环境

交通灯控制系统采用的DVCC-598JH++通用微机原理及接口实验系统,集成了8253A计数/定时器芯片、8255A可编程并行接口芯片和8259A中断控制器芯片,并把大部分的引脚进行了封装,方便直接进行使用;并设有12个LED显示灯;系统分频器可以产生特定频率的时钟脉冲;固定的导线接口,方便使用导线把各芯片进行连接;并设有键盘,可以随时控制程序的运行,方便进行调试。

实验箱使用串行口连接线与PC机的串口相连,然后使用DV88联机软件与实验箱进行连接并传送运行的程序。

6.3 系统运行步骤

系统的代码编写完毕的时候,便可以进行程序的联机调试了。

将实验箱的电源线连接好,使用串口通信线将实验箱上的串口与PC机上的串口相连。将各个芯片和LED灯按照硬件连接设计图上的图示进行连接。

打开实验箱的电源,数码管显示屏上显示“P.”,提示实验箱初始化成功。

在PC机上打开DV88联机软件,调用编辑好的程序代码。首先进行编译,系统会自动调用MASM程序对代码进行编译。若没有提示错误,便可以点击连接按钮,调用LINK程序把编译生成的OBJ文件进行连接,生成EXE文件。再点进调试按钮,把生成的可执行文件传送到实验箱,进行调试状态,此时屏幕会显示实验箱各个寄存器的值。最后点击连续运行按钮,实验箱上的数码显示管和LED

灯便会按照设计的要求进行工作。

在运行的过程中可以随时按实验箱上的RESET键,中断程序的执行,以便进行代码的修改或者结束系统的运行。

6.4 系统测试结果

按照表2-1中交通灯四个状态所对应的秒数,在程序中为各个状态子程序设定相应的时间初值。测试运行的结果如下:

开始运行时,系统在状态一下工作,两个显示屏显示剩余时间为5秒,并不断递减,同时LED灯的2、4路口的红灯点亮,1、3路口的黄灯点亮;当状态一的剩余时间减至零的时候,系统自动切换到状态二,2、4路口显示屏显示剩余时间变为15秒并递减,1、3路口显示屏显示剩余时间变为20秒并递减,同时1、3路口的红灯和2、4路口的绿灯点亮;状态二结束时,系统切换到状态三,两个显示屏的剩余时间变更为5秒,1、3路口的红灯和2、4路口的黄灯点亮;状态三结束时,进入状态四,2、4路口显示屏显示剩余时间变为20秒并递减,1、3路口显示屏显示剩余时间变为15秒并递减,同时1、3路口的绿灯点亮,2、4路口的红灯点亮。状态四结束时,自动切换到状态一循环执行。

参考文献

[1] 季福坤:《计算机组织与体系结构》[M],中国水利水电出版社2006年版

[2]李继灿:《微型计算机系统与接口》[M],清华大学出版社2005年版

[3]杨立:《微型计算机系统与接口》[M],中国铁道出版社2009年版

[4]《DVCC系列单片机微机仿真实验系统实验指导书》[M],启东计算机厂有限公司

[5]周秀清:《微型计算机原理与接口技术》[M],中国科学技术大学出版社.

[6] 《红绿灯控制系统的设计》[C], 百度文库

心得体会

通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力.虽然花了很多的时间,但学到了很多东西.做课程设计的时候,查阅了很多课本、资料书,增强了自己对知识的理解,很多以前不是很懂的问题现在都有了更高层次的理解. 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,但这毕竟第一次自己设计一个程序,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了我们的不足之处,各自都发现自己对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,同时对知识的理解和接受能力还不是太强。

这次课程设计任务终于顺利完成了,在设计中遇到了很多技术性的问题,最后在我们的钻研以及与同学之间的探讨下,终于一个一个得解决了问题,这次课程设计在培养我们编程能力的同时,也让我学会了要完成一项任务,除了需要过硬的技术和能力之外,还要有不屈不挠的精神

在这次课程设计中,遇到最棘手也是最深刻的问题是不太了解所用平台的硬件资源以及其电路结构。深刻教训:使用汇编语言编写程序时,一定要好好了解所用平台的硬件资源!

这次课程设计之后,使我们明白了:做任何事情都要认真仔细,更要有不轻易放弃的勇气!不然的话,你会花更多的时间、转很多的弯路才会做好.课程设计有利于提高我们的动手能力,能把我们所学的书本知识运用到实际生活中去.同时也丰富了我们的业余生活,提高我们对知识的理解能力!

智能交通信号灯控制系统设计

编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系(盖章) 二O一五年五月十日

德州学院毕业论文(设计)中期检查表

目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误!未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误!未定义书签。 杨红宇 要: 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力,这些缺点体现在:红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制,随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。

交通灯模拟控制系统设计

目录 引言............................................. 错误!未定义书签。 1、概述 ......................................... 错误!未定义书签。 1.1、交通灯的发展情况 (3) 2、交通灯模拟控制系统控制方案设计 (3) 2.1、技术控制要求 (4) 2.2、总体方案确定 (5) 2.2.1、方案的原理 (5) 2.2.2、方案的特点 (5) 2.2.3、方案的选择依据 (6) 3、交通灯模拟控制系统控制硬件设计 (6) 3.1、输入点和输出点分配 (6) 3.2、硬件选择 (7) 3.3、硬件连接 (8) 4、交通灯模拟控制系统控制软件设计 ........................ 错误!未定义书签。 4.1、程序流程图 (8) 4.2、梯形图 (9) 5、交通灯模拟控制系统仿真调试 ................................ .....错误!未定义书签。 5.1、系统程序仿真调试 (11) 致谢辞: (14) 总结: (15) 参考文献: (16) 附录: (17) 梯形程序图: (17) 指令程序: (19) 电源图: (21) 电气原理图: .......................................................................................................................... ..22

引言 随着我国经济的飞速发展,城市人口越来越多,居民出行次数和机动车拥有量不断增加,城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤、交通秩序混乱、出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼,例如:绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫,如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保,已成为政府政策规划的一个重点问题。 通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作,使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握。同时也培养自身综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力,更使我们受到了PLC系统开发的综合训练,从而能够使我们进行PLC系统设计和实施,并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更重要的是:通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际制作,锻炼了自身的刻苦钻研、勇于探索、实事求是、善于与他人合作的工作作风,这为我们将来的上岗实习做好了充分的准备。 1、概述 近年来,随着大规模集成电路的发展,以微处理器为核心的可编程控制器(PLC)得到了迅猛的发展。早期的PLC主要用于顺序控制,今天的PLC已经能够应用于闭环控制、运动控制以及复杂的分布式控制系统,已逐步发展成为有一类解决自动化问题的有效而便捷的方式。由于PLC自身具有功能完善、结构模块化、开发容易、操作方便、性能稳定、可靠性高、性价比高、等优点,因而在工业生产中具有广阔的应用前景,并被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。而且随着集成电路的发展和网络时代的到来,PLC必将能够获得更大的发展空间。PLC主体由三部分组成,主要包括中央处理器CPU、存储系统和输入、输出接口。PLC基本结构如图1-1所示:

模拟交通灯 毕业设计

毕业设计 题目模拟交通灯 系别电气工程系 专业电气自动化技术 班级电气0801班 姓名 学号 指导教师 日期 2010年12月

设计任务书 设计题目: 模拟交通灯 设计要求: 1.用单片机组成模拟交通灯系统,设计硬件电路及相应软件。 2.在十字路口的两个方向上各设一组红绿黄灯,显示顺序为:其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯,另一个方向是红灯、绿灯、黄灯。 3.设置一组数码管,以倒计时的方式显示允许通过或禁止通行的时间,其中左转灯、绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是15S、30S、3S、48S。 4.当各条路上任意一条出现特殊情况,例如消防车、救护车或其他需要优先放行的车辆时,各方向上均是红灯亮,倒计时停止,且显示数字在闪烁,当特殊运行状态结束后,控制器恢复原来状态,继续正常运行。 设计进度要求: 第一周:确定题目,查阅有关资料; 第二周:查阅资料,收集资料; 第三周:列出设计思路; 第四周:硬件电路的设计; 第五周:软件程序的设计; 第六周:软件程序的仿真与调试; 第七周:打印毕业论文; 第八周:毕业答辩 指导教师(签名):

摘要 设计以单片机为核心部件的模拟交通灯,利用74LS244作为断码驱动器,74LS07作为位码驱动,LED七段数码管作为计时显示用,用发光二极管指示交通的通行,用按键进行紧急事件的发生,使两个方向都亮红灯,绿灯亮通行,红灯亮停止通行。 本设计利用定时器进行定时,使定时器工作于方式一定时50ms,配合软件计数器,调用中断程序使定时器定时20次,达到定时1S的目的,同时调用显示程序,显示到计时的时间,用单片机Intel89S51作为核心部件,8路74LS244总线驱动器作为字形驱动芯片和6路驱动74LS07位选码作为中心器件来设计交通灯控制器,实现了交通灯的控制,显示时间直接通过89S51的P0、P1口输出;交通灯信号通过P3口输出;本交通灯系统简单,实用性强,成本低,使用维护方便,软件功能强,运行稳定可靠等优点。 关键词:单片机,交通灯,位码,段码,显示

基于PLC的智能交通灯控制系统设计 开题报告

南京师范大学中北学院
毕业设计(论文)开题报告
( 10 届)
题 目: 基于 PLC 智能交通灯控制系统设计
专 业: 电气工程及其自动化
姓 名: xxx 学 号: xxx
指导教师: xxx 职 称:
填写日期:
2014 年 2 月 20 日
南京师范大学中北学院教务处 制
开题报告填写要求
1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格

审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业 设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及院、系审查 后生效;
2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计 的电子文档标准格式(可从教务处网址上下载)打印,禁止打印在 其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;
3.有关年月日等日期的填写,应当按照国标 GB/T 7408—94《数 据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一 律用阿拉伯数字书写。如“2011 年 4 月 26 日”或“2011-04-26”。
4.院系审查意见栏签章:自办专业盖中北学院教学院长签名章、 中北学院公章,非自办专业盖联办二级学院教学院长签名章、联办 二级学院公章。

毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告
1.本课题的目的及研究意义:
随着我国交通事业的迅速发展,各种公交、运输汽车、私家车等车的急速增加,使 得城市道路交通日益堵塞,交通在许多城市已经成为“瓶颈”问题。因此,提高城市路 网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。
虽然各城市已在十字路口设置了交通灯,对交通进行了有效的疏通,但是随着社会、 经济的快速发展,原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何 改善交通灯控制系统,使其适应现在的交通状况,成为研究的课题。
传统的十字路口交通控制灯,通常的做法是:事先进行车流量的调查,运用统计的 方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而,实际上车辆流量的变化往往是不确定 的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的 方案,仍然会发生这样的现象:绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等 候通过。可见,统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状,更为现实的需要是:能有 一种能够根据车流量变化适时调节的交通灯控制系统。
我所要研究的就是基于 PLC 的智能交通灯控制系统。智能交通系统(ITS—— Intelligent Transport Systems)ITS 是一个跨学科、信息化、系统化的综合研究体系, 其主要内容是:将先进的人工智能技术、自动控制技术、计算机技术、信息与通讯技术 及电子传感技术等有效的集成,并应用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围 内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。由于交通系统具 有较强的非线性、模糊性和不确定性,是一个典型的分布式非线性系统,而且具有多种 信息来源、多传感器的特点,用传统的理论与方法很难对其进行有效的控制。把先进的 智能控制技术、信息融合技术、智能信息处理技术与交通管理技术结合起来,代表着城 市交通信号控制系统发展的方向。
智能交通的发展是现代社会经济发展的客观要求,交通运输是国民经济和现代社会 发展的基础。由于现代社会城市化速度越来越快、国民经济的高速增长、全球经济的一 体化进程加快、个人旅行与休闲时间的不断增加以及人们对交通需求越来越高,智能交 通便成为现代社会经济发展的客观要求。

模拟交通灯单片机课程设计

模拟交通灯单片机课程设计

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: ?

目录 第一章概述?错误!未定义书签。 1.1设计目的?错误!未定义书签。 1.2 设计要求?错误!未定义书签。 1.3 实用价值与理论意义?错误!未定义书签。 第二章系统硬件设计?错误!未定义书签。 2.1系统电路设计框图?错误!未定义书签。 2. 2系统主要硬件需求介绍 ..................................... 错误!未定义书签。 2. 3系统电力模块图?错误!未定义书签。 2.4系统电路图?错误!未定义书签。 第三章系统软件设计 ................................ 错误!未定义书签。 3.1 在正常情况下交通灯控制程序流程 ....................... 错误!未定义书签。 3.2源程序清单与注释?错误!未定义书签。 第四章仿真结果?错误!未定义书签。 4.1正常情况的仿真图?错误!未定义书签。 第五章课程设计总结 ................................ 错误!未定义书签。 参考文献?错误!未定义书签。

第一章概述 目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用必须重视。 伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车数量在逐年递增,交通问题不得不引起人们的重视。早在1858年,英国伦敦在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。信号灯的出现,是交通得以有效管制,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。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。在实时监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,紧单片机方面知识是不够的,还应根据具体结构软硬件结合,加以完善。 目前交通灯的问题日益突出,单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以,设计单片机来完成这个需求就显得越加迫切了。本设计的意义在于通过具体控制系统的设计,掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路,特别是一些常用的技术手段。使大家能在实践教学环节中,积累设计经验,开阔思维空间,全面提高个人的综合能力。 1.1 设计目的 通过对模拟交通灯控制系统的制作,掌握定时器应用。 1.2设计要求 利用AT89S51单片机控制交通灯,实现三种情况下的控制: 正常情况下双方向轮流点亮交通灯,如表所示。

单片机设计方案——交通灯控制系统设计方案

单片机课程设计报告交通灯控制系统设计

摘要 本设计是针对交通灯系统的设计,由单片机AT89C51(实物用AT89S52)、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中,构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列,是一组高性能兼容型单片机,AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机,40个引脚,片内含4KB Flash ROM和128B RAM,它是一个全双工的串行通行口,既可以用常规编程,又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示,对每一位数码分时轮流通电显示,复位电路采用上电+按钮电平复位,时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式,在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描,已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计,并将已编程的程序载入调试,可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时,A、B道轮流放行。A道放行 25秒,B道放行20秒。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。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。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、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。

目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1:源程序代码 (13) 附2:系统原理图 (20)

模拟交通灯控制系统设计

贵州师范学院 电子课程设计报告书 班级11级1班 学生姓名王旭东 学号11030540094 专业电子信息科学与技术 院系物电学院 2014年6 月20 日

摘要 随着城市人口的快速增长和机动车数量的大量增加,城市交通灯作为缓解交通压力、提高道路通行效率的重要手段,其作用越来越重要。因此,如何改进交通灯的设计,使其更好的适应城市交通的发展也成为一个重要课题。红绿灯控制系统是利用8253A定时/计数器芯片的定时功能,向8259A中断控制器芯片发出定时中断请求,驱动8255A可编程并行接口芯片改变路口的LED灯的亮灭。系统采用DVCC-598JH+微机原理与接口技术实验箱作为测试与运行的平台,8086汇编语言作为编程语言,并用MASM5.0作为汇编语言开发环境。 关键词:红绿灯控制系统 8253A定时器 8259A中断控制器 8255A可编程并行接口 DVCC-598JH+ 目录 摘要 (201) 1.十字路口基本情况分析 (201) 2.交通灯状态转换分析.............................. III 3.紧急通行情况分析 (5) 4.硬件功能分析 (6) 4.1 8253A定时/计数器芯片 (6) 4.2 8259A中断控制器芯片 (7) 4.3 8255A可编程并行接口芯片 (9) 5.系统设计 (10) 5.1硬件设计 (10)

5.1.1 电路分析 (10) 5.1.2 电路连接设计 (10) 5.2软件设计 (12) 5.2.1 程序总体设计 (12) 5.2.2 程序流程设计 (13) 5.2.3 重要代码分析................................ XII 6.系统实现...................................... XVII 6.1 软件开发与运行环境 .. (10) 6.2 系统硬件环境 (20) 6.3 系统运行步骤 (20) 6.4 系统测试结果 (20) 参考文献 (21) 心得体会 (22) 1 十字路口基本情况分析 设有一个十字路口,1、3为东西方向,2、4为南北方向,1、3路口的绿灯亮,2、4路口的红灯亮,1、3路口方向通车;延时一段时间后,1、3路口的绿灯熄灭,而1、3路口的黄灯开始闪烁,闪烁若干次以后,1、3 路口红灯亮,而同时2、4路口的绿灯亮,2、4路口方向通车;延时一段时间后,2、4 路口的绿灯熄灭,而黄灯开始闪烁,闪烁若干次以后,再切换到1、3路口方向,之后重复上述过程。

《单片机原理及应用》课程设计-基于51单片机的交通灯模拟系统设计

《单片机原理及应用》课程设计设计题目:基于51单片机的交通灯模拟系统设计 院系:物理工程学院 专业:电子信息科学与技术 年级:2013级 班级:电信1班 指导教师: 学号: 姓名: 完成时间:2016-10-26

摘要 本系统由单片机系统(STC89C52)、键盘、LED 显示、数码管、交通灯演示系统组成。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、紧急情况处理以及根据具体情况手动控制等功能。 本设计是单片机控制的交通灯控制系统。单片机即单片微型计算机。其集定时、计数和多种接口与一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强,广泛的应用于只能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各类单片机中最为典型和富有代表性的一种。 本设计的意义在于通过具体控制系统的设计,掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路,特别是一些常用的技术手段。能在实践教学环节中,积累设计经验,开拓思维空间,全面提高个人的综合能力。 红绿灯控制是智能交通系统的一个重要部分,本文给出了一个用单片机控制的简易交通红绿灯自动控制系统。该系统适用于十字路口,并对放行和禁行时间进行倒计时显示(秒)。 在车辆通行繁忙的十字交叉路口设置的交通灯控制系统,其特点是:道路较窄而车流量较大,主干道,支干道的车辆通行时间不等,,同时设有道路应急控制。具体的情况是:在正常的情况下,东西支干道通行时间为50秒,南北主干道通行时间为30秒,每个方向在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道。 关键字:单片机红绿灯 STC89C52 倒计时

第一部分:设计思路 国内的交通灯一般设在十字路门,在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。一般来说,东西方向和南北方向的车流量是不同的,这就要求南北方向和东西方向要求车辆能通行的时间应该是不一样的。本系统的设计是基于东西方向为主干道,南北方向为支干道来设计的。 假设刚开始允许东西方向通车(此时东西方向绿灯亮其它灭),南北方向禁止通车(此时南北方向红灯亮其它灭)。这我们称为第一阶段。第二阶段东西方向绿灯灭,黄灯亮,此时南北方向依然为红灯。第三阶段,东西方向黄灯灭,红灯亮,南北方向红灯灭,绿灯亮。第四阶段东西方向依然红灯,南北方向绿灯灭,黄灯亮。此时又转为第一阶段,如此循环往复,便可控制十字路口的车辆通行。此外我还考虑到了两个特殊情况,当警车或消防车通过时,此时应该只能允许一个方向通车,本系统设计了两个独立按键,可控制只允许东西方向通车或南北方向通车。 第二部分:系统硬件选择 由于是基于51系列单片机的交通灯模拟系统设计,所以我选用了宏晶公司的STC89C52型号单片机,这款单片机性价比不错,而且买的时候赠送了很多资料,里面的老师讲解非常详细,让我受益良多。由于我设计交通灯主要是使用到了LED和数码管,所以我这里简单介绍一下它的引脚接口。LED1~LED8是接在了P1.0~P1.7引脚,低电平有效。数码管的位选是P2.7引脚。段选是P2.6引脚。数码管显示是

交通灯控制系统课程设计

2011年至2012年第1学期《单片机原理与应用》课程设计 班级1006402 指导教师涂立旎 学生人数___ _3__ ___ 设计份数 1 2011年12月23日

城市交通灯控制系统设计报告 1006402-42 流溪 1006402-24钱升 1006402-06毛运鹏 一.设计时间 2012年12月19日——2011年12月23日 二.设计地点 一实验楼401机房 三.设计小组及成员分工 1006402-42 流溪(组长,编写及调试程序) 1006402-24 钱升(负责设计报告的书写及资料整理) 1006402-06 毛运鹏(原理图、流程图设计) 四.指导老师 涂立老师,旎老师 五.设计题目 基于51型单片机的城市交通灯控制系统 六.设计容及目标 1.该交通灯系统的设计容 本设计是基于AT89S51单片机的十字路口交通灯控制系统,利用6个发光二极管模拟交通灯。按照时间控制原则,利用并行接口和定时器,采用时间中断方式设计一套十字路口的交通灯管理系统,通行时间(或禁止时间)30秒,准备时间3秒,在准备时间里黄灯闪烁3次,闪烁频率为0.5秒,周而复始。 2.该交通灯系统的设计目标 本系统结构简单,操作方便;可实现自动控制,具有一定的智能性;对优化城市交通具有一定的意义。本设计将各任务进行细分包装,使各任务保持相对独立;能有效改善程序结构,便于模块化处理,使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。

七.流程图与原理图及部分说明 1.程序流程图如图1所示: 图1. 程序流程图 2.主程序流程图步骤说明: (1)东西方向车道红灯亮,南北方向车道绿灯亮。表示东西方向车道上的车辆禁止通行,南北方向车道允许通行。绿灯亮足规定的时间隔时,控制器发出状态信号,转到下一工作状态。

PLC 十字路口交通灯控制模拟

PLC实验报告 实验三十字路口交通灯控制模拟 一、实验目的 1、掌握可编程控制器的工作原理。 2、通过动手接线,提高学生的实际动手能力以及加强对PLC基本结构的了解。 3、通过实验,,加强学生对PLC逻辑顺序编程的理解,使学生能够熟练应用PLC 定时器,以及PLC的基本辅助继电器 二、实验内容 十字路口南北方向和东西方向均设有红、黄、绿三只信号灯,交通灯启动时,6 只信号灯依一定的时序循环往复工作。交通信号灯的时序图如下图所示。

图1 整个交通灯系统至少要设置有启动键,停止键以及复位键。启动键启动系统按照上面时序开始运行;停止键停止系统,6个信号灯全部熄灭;复位键复位系统,此时无论系统处于什么状态,复位后系统重新开始运行。 本实验是一个简单时序的顺序控制实验,关键是要将交通灯状态变化的时间点标记出来。分析时序图,找出交通灯状态发生变化的每个时间点,并使PLC 做出相应的动作改变交通灯的状态。 三.实验I/O端口分配 1.输入端口 2.输出端口

四.硬件接线图 24V PLC 南北红灯南北绿灯南北黄灯东西红灯东西绿灯东西黄灯 五.实验梯型图及程序简介

六.系统使用说明书 1.按下启动键SB1,常开接点X000闭合,继电器M0闭合并进行自锁,定时器T0 T1 开始计时,首先东西方向红灯Y27亮,南北方向绿灯Y6亮,南北方向通行。 2.定时器T1计满13秒时,南北方向黄灯Y6开始闪亮,黄灯闪亮时间为2秒 3.定时器T3和T4形成一个分频电路,周期为1秒,占空比为50%,用这样一个矩形波去控制黄灯的闪亮 4.T0 计满15秒时,南北方向红灯Y17亮,东西方向绿灯Y4亮,其他灯灭,东西方向通行。 5.定时器T1计满13秒时,东西方向黄灯Y5开始闪亮,黄灯闪亮时间为2秒,闪亮原理同上。然后循环重复上述过程。 6.当停止按钮SB2,继电器M0失电,此时所有的输出灯都将熄灭,程序停止运行。 7.无论何时当复位按钮SB3按下时,定时器T0 T1将复位,程序重头开始运行。 七.实验小结 大二做过智能交通灯的程序设计,也是用的梯形图语言,然而到现在却大抵忘却了。 通过老师及书本上一些知识的介绍,我们组又重新了解了PLC 的相关知识及梯形图语言,经过一番理解与全局的设计,但是在实验

智能交通灯系统课程设计报告

江苏师范大学物电学院课程设计报告 课程名称:单片机课程实训 题目:智能交通灯系统 专业班级: 学生姓名: 学生学号: 日期: 指导教师:

说明: 1、报告中的第一、二、三项由学生在课程设计开始前填写,由指导教师指 导并确认签字。 2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩,并 填写成绩评定表。 3、所有学生必须参加课程设计的答辩环节,凡不参加答辩者,其成绩一律 按不及格处理。答辩小组成员应由2人及以上教师组成。答辩后学生根据答辩情况填写答辩记录表。 4、报告正文字数一般应不少于3000字,也可由指导教师根据本门课程设 计的情况另行规定。 5、平时表现成绩低于6分的学生,取消答辩资格,其该课程设计成绩按不 及格处理。 6、课程设计完成后,由指导教师根据完成情况写出总结。 7、此表格式为江苏师范大学物理与电子工程学院提供的基本格式,指导教 师可根据本门课程设计的特点及内容做适当的调整。

一、课程设计目的、任务和内容要求: 通过该课程设计使学生进一步了解和加深智能化仪器设计的一般原则;熟练掌握智能化仪器与装置的软、硬件设计方法;掌握仪器的软件调试及软硬件联合统调方法与技能。掌握仪器的接口技术和程控方法;熟练掌握仪表总线的工作原理、设计步骤、编程及调试;掌握C设计软件的编程与调试方法;掌握网络化仪器设计编程与调试方法。 本课程设计的任务就是设计一个智能交通灯系统。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下,与实际应用相联系,提出自己的方案,完善设计。 具体设计任务如下: 1.熟悉QG8芯片与ISD语音模块的工作原理; 2.写出智能交通灯系统的设计方案; 3.用硬件加以实现; 4.写课程设计报告。 设计要求: 1.数码管显示倒计时,且时间可调; 2.红绿灯亮时间与数码管一致; 3.红灯亮时对应语音模块提示; 4.绿灯亮时对应语音模块提示。

交通灯控制系统

*****大学 信息与电气工程学院 《课程设计报告》 题目:交通灯控制系统设计 专业:通信工程 班级:通信一班 姓名:** 学号:******** 指导教师:************ 2015年 1 月 10 日

信息与电气工程学院 课程设计任务书 20 —20 学年第学期 专业:通信工程班级:通信一班学号:姓名: 课程设计名称:微机原理与接口技术 设计题目:交通灯控制系统设计 完成期限:自2014 年12 月29日至2015 年1 月9 日共 2 周 设计依据: 交通灯在我们的日常生活中很常见,现代化城市交通中交通灯已成为城市不可或缺的一部分。基于微处理器的交通灯控制系统成为主要设计方法。采用微处理器结合外围芯片,通过软件编程方式即可实现对交通灯的控制。 设计内容及要求: 采用8086/8088控制器和8位并行接口芯片8255设计实现交通灯控制系统,编写软件程序并采用Protel软件或其它软件绘出硬件电路图和PCB板图。 基本要求: (1) 初始状态为全红灯,等待5秒,LED显示倒计时,然后东、西方向亮红灯,南、北 方向亮绿灯,时间为10秒,LED显示倒计时;转为南、北方向绿灯闪3秒,然后转为黄灯3秒,LED显示倒计时;再转为东、西方向绿灯,南、北方向红灯,时间为10秒LED显示倒计时;然后再转为东、西方向绿灯闪3秒,再转为黄灯3秒;再次转为东、西方向红灯,南、北方向绿灯。最后照此循环。 (2) 采用Protel软件绘制硬件电路图。 提高要求: (1)如果发生突发情况,如实施救护让道情况,要求东西或南北方向长时间红灯,应如 何处理?请给出设计方案。 (2) 采用Protel软件绘制PCB板图。 指导教师(签字): 批准日期:年月日

基于PLC的交通灯控制系统

永州职业技术学院 课 程 设 计 课程名称: PLC的原理与应用 题目:基于PLC的交通灯控制系统系、专业:电气自动化 年级、班级 07级电子大专班 学生姓名:秦志斌 指导老师:李明老师 时间: 2009.12.28—2010.1.4

目录 摘要 (3) 一、系统总体方案设计 (3) 1.1 系统设计任务要求 (3) 1.2 系统总框图 (4) 1.3 系统工作原理 (4) 1.4 方案论证与比较 (4) 1.4.1 PLC控制交通灯 (4) 1.4.2 FPGA控制方式 (5) 1.4.3 单片机8255扩展方式 (6) 1.4.4单片机74LS164扩展方式 (6) 二、硬件设计 (7) 2.1 PLC简介 (7) 2.2 红绿灯显示电路设计 (8) 2.3 倒计时电路 (9) 2.4 报警提示电路 (9) 三、软件设计 (10) 3.1程序设计思想 (10) 3.2系统程序流程图 (10) 3.3 PLC梯形图编程优点 (11) 四、系统调试与仿真 (11) 五、心得体会 (12) 参考文献 (13) 附录1整机原理图 (14) 附录2本交通灯设计系统源程序 (14)

摘要:本文论述了基于PLC的交通灯模拟控制系统, 该系统根据实际公路交通灯情况进行东西和南北方向的切换控制,通过数码管显示和箭头指示来指挥车辆的轮流流通,采用高亮度数码管和发光二极管模拟交通灯的实际情况。该系统具有贴近生活、实用性强、操作简单、扩展性好等特点。 关键词:PLC; 交通灯; 模拟控制 一、系统总体方案设计 1.1系统设计任务要求 1.1.1任务 设计并制作一个能对东、西、南、北方向进行控制和显示的一个自动化交通灯系统。 1.1.2要求 (1)基本要求 ①控制功能:能分别对东、西、南、北四个方向进行合理的控制,其中向右转要求能够一直通行; ②显示功能:能实现显示当前倒数的时间。采用七段LED数码管来显示; ③报警功能:当其中某个方向的灯坏了或者某个线路有问题时,能够及时报警。 (2)发挥部分 ①能实时测定车辆的数量; ②能根据车辆的数量合理变更不同的通行方案; ③其他功能。 1.2 系统总框图

智能交通灯系统设计

智能交通灯系统设计 1.背景及意义 1.1.目的与意义 随着社会经济的发展,城市交通问题也越来越引起人们的关注,交通堵塞也成为人们每天必须面对的问题;交通堵塞不但浪费大量的时间,而且排队过程中刹车和怠速会浪费能源,同时也造成空气污染,如何有效的降低城市交通堵塞,协调好人、车、路三者之间的关系,已成为各大城市面临的难题之一。交通灯系统作为交通系统中的重要元素,对缓解交通堵塞扮演者重要角色。随着现在社会的飞速发展,红绿灯在道路上比较普遍,几乎每个路口都会出现,尤其是较大的路口,变换时间周期更长,效率低。因此,如何保证紧急车辆在道路上不受红绿灯的限制但又不闯红灯,使之畅通无阻的行驶,这便成为亟待解决的问题。本文主要针对这些问题,提出了智能交通灯系统的设计,该系统能够智能合理地设置红绿灯的时长以及相位的切换,就能够减少一个周期内十字路口前排队的车辆,从而有效地缓解交通堵塞。 1.2.国内外现状 交通灯诞生于19世纪的英国,1958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。1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的会议大厦前的广场上安装了煤气红绿灯。1914年,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。1918年又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按在地下,车辆接近时,红灯变为绿灯;另一种是用扩音器来启动红绿灯,司机遇红灯是按一下喇叭,就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当当行人踏上对压力敏感的路面时,它就能觉察到有人要过马路。红外光束能把红灯延长一段时间,推迟汽车放行。信号灯的出现,对交通进行有效管理,疏导交通流量、提高了道路通行能力,减少交通事故具有显著效果。欧洲及日本在交通灯的研究上起步较早,美国于上世纪九十年代才开始逐渐重

模拟交通灯课程设计

《单片机微机原理及应用》 题目:模拟交通灯的设计 专业:测控技术与仪器 班级: 姓名: 姓名: 姓名: 姓名: 指导老师: 2015年1月10日

目录 1、设计任务 (3) 2、模拟交通灯控制系统工作原理 (4) 2.1 模拟交通灯控制系统的工作原理 (4) 3、设计基本要求和步骤 (5) 3.1 基本要求 (5) 3.2 设计思路 (5) 3.2 设计步骤 (5) 4、硬件和软件设计 (7) 4.1 交通灯控制系统硬件框图 (7) 4.2 硬件电路图 (9) 4.3 程序流程图 (10) 5、心得体会 (13) 6、附录 (14) 5.1 汇编语言源程序 (14) 5.2 模拟交通灯仿真效果图 (18)

1、设计任务:模拟交通灯的设计 1.1、模拟交通灯控制系统的总体方案设计 本设计研究的是基于AT89C51单片机的交通灯智能控制系统的设计原理及阐述。主控系统采用AT89C51单片机作为控制器,控制通行倒计时及直行、行人的通行,占用端口少,耗电也最小。系统电源采用独立的+5V稳压电源,有各种成熟电路可供选用,使此方案可靠稳定。该设计精简并优化了电路。结合实际情况,显示界面采用点阵LED数码管动态扫描的方法,满足了倒计时的时间显示输出和状态灯提示信息输出的要求,减少系统的复杂度。

2、交通灯控制系统工作原理 2.1、交通灯控制系统工作原理 本系统运用单片机对交通灯控制系统实施控制,通过直接控制信号灯的状态变化,指挥交通的具体运行,运用了LED数码管显示倒计时以提醒行驶者,更添加了盲人提示音电路,方便视力障碍群体通行,更具人性化。在此基础上,加入了特种车辆自动通行控制模块和车流量检测电路为系统采集数据,经单片机进行具体处理,及时调整通行方向。由此,本设计系统以单片机为控制核心,构成最小系统,根据特种车辆自动通行控制模块、车辆检测模块和按键设置模块等产生输入,由信号灯状态模块,LED倒计时模块输出。系统进入工作状态,LED数码管实时显示数据倒计时,执行交通灯状态显示控制,在此过程中若有控制信号和实时车流量检测信号,可对异常状态进行实时控制,随时调用中断,达到修正通行时间满足不同时间不同路况的需求。

相关文档
最新文档