PLC交通灯控制实训报告.docx
- 文档编号:11172645
- 上传时间:2023-02-25
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:157.51KB
PLC交通灯控制实训报告.docx
《PLC交通灯控制实训报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《PLC交通灯控制实训报告.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
PLC交通灯控制实训报告
《微机原理与控制技术》
课
程
设
计
报
告
题目:
____________
姓名:
____________
学号:
____________
班级:
____________
辅导教师:
____________
日期:
____________
摘要
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,但根据实际行车过程中出现的情况,主要有如下几个缺点:
1.两车道让车轮流放行时间相同且固定,在十字路口,经常一个车道为主干道,车辆较多,放行时间应该长些;另一车道为副干道,车辆较少,放行时间短些。
2.没有考虑紧急车通过时,两车道应采取的措施,譬如,有消防车通过执行紧急任务时,两车道的车都应停止,让紧急车通过。
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,本人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。
根据8031单片机的特点及交通灯在实际控制中的特点,本文提出一种用单片机自动控制交通灯及时间显示的方法。
同时给出了软硬件设计方法,设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤,对在单片机应用中可能遇到的重要技术问题都有涉足。
本文对十字路口状态预设为两种,一种是正常状态,另一种是故障或紧急状态,并分别用黄、红、绿色灯的不同组合来表示。
本周,我们将一起讨论交通灯是如何来得到控制,程序是怎么样运行。
关键词:
单片机,交通灯,8031单片机,PLC
1系统概述
1.1设计课题
交通灯控制系统
1.2设计目的
微机原理与控制技术课程设计以培养工程应用能力为主,在完成设计任务的同时,要注意学生多方面能力的培养与提高,主要包括以下几个方面:
1.掌握微机控制原理与控制技术的控制系统的设计原则、步骤及设计方法。
2.具有初步设计微机原理和控制技术控制系统的能力,培养和提高独立工作的能力。
3.培养理论联系实际的能力和创造能力。
4.培养发现问题、分析问题、解决实际工程技术问题的能力以及严谨的工作作风。
5.培养通过查阅图书资料、产品手册以及电子图书、网络资源等获取相关资料的能力。
6.具有设计、编程、调试及修改完善控制编程的能力。
具有运用相关工程软件进行工程绘图及编写技术资料的能力。
1.3控制要求
以8031为主控制芯片,扩展8K的ROM,并用8255A扩展输出I/O控制12个发光二极管燃灭,模拟交通等管理。
具体控制要求如下:
交通灯燃灭规律,设有一十字路口2、4为南北方向,1、3为东西方向,初始状态为4个路口的红灯全亮5s。
之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车延时10s后,黄灯闪烁5次,每次熄燃各占0.3s,东西路口红灯亮南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车延时10s后,黄灯闪烁5次,每次燃灭各占0.3s,之后再切换到东西路口。
重复循环
2硬件设计
2.1系统总设计方案和选取核心器件
首先,选取MCS-51(8031)作为核心控制芯片;然后制作总体设计图[附2-1];最后进行编写程序
图2-1总体设计框图
图2-1-274LS373元件图
2.2各个元器件的作用
时钟电路:
为微机处理器提供动作的节拍,本次试验为交通灯提供稳定可靠的信息[附2-2].
图2-2
复位电路:
单片机内部各部件都要处于某一明确的状态,并从这个状态开始工作,由此单片机有一个复位引脚RST,进行跳转回最开始的状态[附2-3]。
图2-3
电源电路:
为控制交通灯的正常运行补给能量的区间,
扩展ROM:
其特性是一旦储存资料就无法再将之改变或删除。
通常用在不需经常变更资料的电子或电脑系统中,资料并且不会因为电源关闭而消失。
8255A元器件:
8255A[附2-4]具有3个8位的并行I/O口,分别为PA口、PB口和PC口,其中PC口又分为高四位口(PC3-PC0),他们都可以通过软件编程来改变I/O工作方式,8255A可与MSC-51单片机直接接口。
具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。
它是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。
8255A的通用性强,使用灵活,通过它CPU可直接与外设相连接。
图2-48255A元器件
MSC-51(8031):
8031片内不带程序存储器ROM,使用时用户需外接程序存储器和一片逻辑电路373,外接的程序存储器多为EPROM的2764系列。
用户若想对写入到EPROM中的程序进行修改,必须先用一种特殊的紫外线灯将其照射擦除,之后再可写入。
写入到外接程序存储器的程序代码没有什么保密性可言。
8031的复位方式可以是自动复位,也可以是手动复位,见下图2-5。
此外,RESET/Vpd还是一复用脚,Vcc掉电其间,此脚可接上备用电源,以保证单片机内部RAM的数据不丢失。
8031的时钟电路分内部时钟电路和外部时钟电路,如图2-5,本实训使用的是内部时钟电路。
8031型芯片的四个并行I/O口功能分配如下;
P0口;外接程序储存器的低位字节,并作为数据总线分时对程序出储存器、扩展的外设进行读写操作。
P1口:
闲置
P2口:
P2.0~P2.4是程序储存器的高位地址线。
其余管脚悬空。
P3口:
P3.6,P3.7控制WR与RD用于扩展的外设。
图2-5复位电路图
图2-5时钟电路
2764引脚:
如图2-6所示。
系统扩展一片2764(8KBEPROM)的最小化系统,如图2-7。
图中2764的CE接地,输出使能端OE受PSEN控制。
由图可知,程序储存器2764的地址映像位0000H~1FFFH。
3软件设计
3.1子程序设计
延时子程序采用定时的方式1来实现延时的。
由于延迟的时间超过了定时器的范围因此采用先定时50ms再来计数已达到延迟时间。
设晶振频率为12HZ,采用方式1来实现定时50ms,则TMOD=01H,初值设定:
65536-10ms/1us=55536=X03CD0H
则:
TH0=03CH
TL0=D0H
图3-1子程序设计
3.2总程序设计框图
3.3十字路口交通
绿
黄
红
绿
黄
红
PA7
PA6
PA5
PA4
PA3
PA2
PA1
PA0
东西南北红灯亮
0
0
0
0
1
0
0
1
09H
东西路口绿亮,南北红亮
0
0
0
0
1
1
0
0
0CH
东西路口绿灯灭
0
0
0
0
1
0
0
0
08H
东西黄灯亮,南北红亮
0
0
0
0
1
0
1
O
0AH
东西黄灯灭,南北红亮
0
0
0
0
1
0
0
0
08H
东西南北红亮
0
0
0
0
1
0
0
1
09H
东西红灭,南北黄亮
0
0
0
0
0
0
1
0
0AH
南北路口绿亮,南北红亮
0
0
1
0
0
0
0
1
0CH
南北路口绿灯灭
0
0
0
0
1
0
0
1
08H
南北黄灯亮,东西红亮
0
0
0
1
0
0
0
1
0AH
南北黄灯灭,东西红亮
0
0
0
0
0
0
0
1
0CH
东西南北红灯亮
0
0
0
0
1
0
0
1
09H
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。
本系统采用MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器,实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能;红绿灯循环点亮,倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示(交通灯信号通过PA口输出,显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管);车辆闯红灯报警;绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。
本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
3.4程序清单
总结与体会
本次课程设计是一次对书知识本综合运用的机会,在这个星期里,通过对本课程专题的研究与学习,明白理论与实践之间的差距,以及自己在设宴中懒与动手的坏习惯。
也从中了解了自己知识的不完整,同时也看到自己的动手实践经验的过度缺乏和学以致用的差距,将理论和实际联系起来解决实际的能力还急需提高。
平时看课本时,有时问题老实弄不清,做完课程设计,那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
比如一些芯片的功能,平时看课本,这次看了,下次就忘了,通过动手实践让我们对各个元件印象深刻。
认识来源于实践,实践是认识的动力和最终目的,实践是检验真理的唯一标准。
所以这周的课程设计对我们的作用是非常大的。
此次课程设计,学到了很多课内学不到的东西,比如独立思考解决问题,出现差错的随机应变,都受益非浅,今后的制作应该更轻松,自己也都能扛得起,并高质量的完成项目。
参考文献
【1】李广第.单片机基础.第1版.北京:
北京航空航天大学出版社,1999
【2】何立民.单片机高级教程.第1版.北京:
北京航空航天大学出版社,2001
【3】赵晓安.MCS-51单片机原理及应用.天津:
天津大学出版社,2001.3
肖洪兵.跟我学用单片机.北京:
北京航空航天大学出版社,2002.8
【4】徐惠民、安德宁.单片微型计算机原理接口与应用.第1版.北京:
北京邮电大学出版社,1996
【5】何立民.从Cygnal80C51F看8位单片机发展之路.单片机与嵌入式系统应用,2002年,第5期:
P5~8
【6】夏继强.单片机实验与实践教程.北京:
北京航空航天大学出版社,2001
陈志强胡辉.单片机应用系统设计实践指南.自编教材
【7】肖洪兵高茂科.CAI课件自主开发
【8】肖洪兵.单片机应用技术.自编教材
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- PLC 交通灯 控制 报告