模拟交通信号灯技巧.docVIP

项目名称：模拟交通信号灯 申报者信息: （队员1：李晓 男 1992年9月1日 通信工程学院 通信工程 大二 2546123295@ （队员2：王广聪 男 1991年 12月9日 通信工程学院 通信工程 大二 1311328021@ ） （队员3： 曾媛 女 1992年9月28日 通信工程学院 通信工程 大二 884388098@ ） 作品类别：自动控制类 引言：交通的发达，标志着城市的发达，相对交通的管理则显得越来越重要。对于复杂的城市交通系统，为了确保安全，保证正常的交通秩序，十字路口的信号控制必需按照一定的规律变化，以便于车辆行人能顺利地通过十字路口。考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，拟采用MCS - 51系列的单片机来实现十字路口交通信号灯的控制。 正常情况下，十字路口的红绿灯应交替变换， 以下设计中，用发光二极管来模拟信号灯，要求使用 8052定时器/ 计数器0作为定时器，假设东西为主干道，其通车时间为50S,南北为支干道，其通车时间为30 s ，要求对通行时间进行倒计时，从P1 口输出，以此来实现十字路口交通灯的指示功能。交通灯在安全行车过程中起着十分重要的作用, 现在交通灯一般设在十字路口, 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, 对于一般情况下的安全行车、车辆分流发挥着作用,根据行车过程中出现的实际情况, 如何全面有效地利用交通灯指示交通情况,我们尝试用单片机来控制交通灯, 在软、硬件方面采取一些改进措施, 使交通灯在控制中灵活而有效 方案选择、方案确定。 方案一：由普通的数字电路集成芯片组成。这种方案的特点是：硬件设计思路简单，但用元件多，电路比较复杂，焊接调试容易出错，而且不利于智能控制，调试时间电路复杂。 方案二：应用 CPLD 器件。采用 CPLD 器件设计起来结构清晰，各个模块从硬件上设计起来相对简单，控制与显示模块间的连接也会比较方便，但是考虑到成本，EDA在功能扩展上比较受限制，而且 EDA 占用的资源也相对多一些，从成本上来讲，用 CPLD 器件来设计没有什么优势。 方案三：应用单片机。单片机有丰富的中断源，方便本实验的时间调试，它的准确度相当高，并且 C 语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些调用。I/O 口功能也比较强大，方便使用，方便对设计进行扩展，使设计更加完善，成本也相对低一些，虽然在控制与显示的结合上有些复杂，但和前者相比用单片机设计还是比较可行的，另外，采用单片机控制，可提高电路的稳定性和可靠性，硬件电路比较简单，主要用软件控制，控制方式灵活多样，能满足不同情况下的需求。所以本次我们的设计就是用单片机来辅助完成的。 理论分析与方案设计 设计一个交通信号灯控制器，由一条东西主干道和南北支干道会合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁止线外。 主干道允许通行的时间为45秒，另外支干道允许通行的时间为25秒。主干道亮绿灯，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。设立45秒、30秒倒计时、显示电路。 每次由绿灯到红灯的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，这样一来主支干道亮红灯的时间便都增加了5秒，即主干道红灯30秒，支干道红灯50秒，另外在亮黄灯时设立5秒倒计时、显示电路。 整体设计思路：作为一个交叉路口交通信号灯控制器，其东西、南北两个方向除了设置红、黄、绿3盏信号灯指示是否允许通行外，还设有数码管以倒计时方式显示 每条路允许通行或禁止通行的时间。东西、南北两个方向各种信号灯的亮、灭时间能非常方便地进行设置和修改，使控制器既可用于两方向通行时间相同的普通交叉路口，也可通过参数的设置或修改用于通行时间不同的主辅路口。正常运行时，交通等亮灯的状态转换如表所示。不断循环，黄灯用于亮红灯前进行缓冲，提示该方向即将禁行。 交通灯控制系统状态表 状态 主干道 支干道 时间 S0 绿灯亮，允许通行 红灯亮，禁止通行 45秒 S1 黄灯亮，停车 红灯亮，禁止通行 5秒 S2 红灯亮，禁止通行 绿灯亮，允许通行 25秒 S3 红灯亮，禁止通行