计时交通灯设计.docx
- 文档编号:3896706
- 上传时间:2022-11-26
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:35.03KB
计时交通灯设计.docx
《计时交通灯设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《计时交通灯设计.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
计时交通灯设计
天津电子信息职业技术学院
课程设计
课题名称计时交通灯
姓名薛海昌
学号20
班级电子S09-3
专业应用电子
成绩
完成日期2010年10月24号
倒计时交通灯
摘要
俗话说:
想要富,先修路。
随着社会主义的建设,城市的规模在不断扩大,城市的交通也在不断的提高和改进,交通的顺畅已经成为制约社会主义建设的一个重要因素。
目前,伴随着机动车辆的不断增加,尤其是十字路口的交通建设颇为关键,严重的影响到城市交通安全。
社会主义建设以来,有许许多多的设计工作者投身于十字路口交通建设的研究之中,创造和设计出了很多新型的方案,把我国交通建设推向了更高的发展阶段。
当前,十字路口都采用了信号灯来控制车辆和人的通行,不仅便于维护管理,而且有较强的自动化。
大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化、方便人、车、路三者关系的协调,多值化方向发展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。
它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。
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。
本系统采用单片机AT89S52来设计交通灯控制器,实现了能根据实际车流量通过89S52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P1口输出,显示时间直接通过P0口输出至双位数码管)。
本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
关键词:
89S52单片机;交通灯;倒计时;时间显示
目录
一、绪论4
1.交通信号灯的发展及研究意义4
2.现在城市路口交通灯控制技术现状4
3.单片机概述5
二、单片机的基本介绍5
1.什么是单片机5
三、交通信号灯控制系统的设计6
1.十字路口交通信号灯具体的控制要求6
2.十字路口交通信号灯示意图7
3.十字路口交通信号灯控制过程分析7
四、交通信号灯控制系统程序编制8
1.资源分配8
2.程序编制8
五、结论10
六、谢辞10
七、参考文献10
一、绪论
1.交通信号灯的发展及研究意义
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,这一技术已经有相当长的发展历史了。
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”。
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安在地下,车辆一接近红灯便变为绿灯;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。
又经过前人的设计和改造,交通信号灯终于普及整个城市的十字路口。
交通信号灯的出现,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,更改变了交警轮流指挥和疏散交通拥挤的现状,实现了人,车,路三者的同步协调。
现阶段,许多设计工作者又设计出许多智能化,自动化,数字化等更先进的交通灯控制方案,这更方便于维护管理,给人们提供了更加便利的交通环境。
目前,城市规模还在不断的扩大,人们对交通信号灯的控制也越来越高,我们需要更高层次的去了解交通信号灯,结合城市十字路口交通的需要,不断地去创新,才能达到发展的需求,所以研究交通信号灯的极为重要。
2.现在城市路口交通灯控制技术现状
随着城市机动车量的不断增加,许多大城市出现了交通超负荷运行的情况,因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。
然而,随着交通量的快速增长和缺乏对高澎路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。
而城市高速道路在构造上的特点,也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路藕合处交通状况的制约。
所以,如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道车流量繁忙的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门待解决的主要问题。
3.单片机概述
计算机系统的发展已明显地朝三个方向发展;这三个方向就是:
巨型化,单片化,网络化。
以解决复杂系统计算和高速数据处理的仍然是巨型机在起作用,故而,巨型机在目前在朝高速及处理能力的方向努力。
单片机在出现时,Intel公司就给其单片机取名为嵌入式微控制器(embeddedmicrocontroller)。
单片机的最明显的优势,就是可以嵌入到各种仪器、设备中。
这一点是巨型机和网络不可能做到的
单片机在目前的发展形势下,表现出几大趋势:
(1)可靠性及应用越来越水平高和互联网连接已是一种明显的走向。
(2)所集成的部件越来越多;NS(美国国家半导体)公司的单片机已把语音、图象部件也集成到单片机中,也就是说,单片机的意义只是在于单片集成电路,而不在于其功能了;如果从功能上讲它可以讲是万用机。
原因是其内部已集成上各种应用电路。
(3)功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。
随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高,单片机还会不断产生新的变化和进步,最终人们可能发现:
单片机与微机系统之间的距离越来越小,甚至难以辨认。
二、单片机的基本介绍
1.什么是单片机
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲:
一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时,学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。
可以说,二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。
不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。
它由主机、键盘、显示器等组成(如图1所示)。
还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。
这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机(亦称微控制器,如图2所示)。
顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。
因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。
它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了。
现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。
现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。
究其原因,可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
三、交通信号灯控制系统的设计
交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。
红灯表示禁止通行,绿灯表示准许通行,黄灯表示警示。
交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。
交通信号灯用于道路平面交叉路口,通过对车辆、行人发出行进或停止的指令,使各同时到达的人、车交通流尽可能减少相互干扰,从而提高路口的通行能力,保障路口畅通和安全。
因此必须合理的设计路口主干道的系统。
1.十字路口交通信号灯具体的控制要求
(1)交通信号灯分布于东南西北,每个路口均有三个。
南北方向绿灯和东西方向的绿灯不能同时亮;如果同时亮,则应自动立即关闭信号灯系统,并立即发出报警信号。
系统工作后,首先南北红灯亮并维持30s;与此同时,东西绿灯亮,并维持25s时间,到25s时,东西绿灯熄灭。
在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮并维持5s,然后东西黄灯熄灭,东西红灯亮,同时南北红灯熄灭,南北绿灯亮;东西红灯亮并维持30s;与此同时,南北绿灯亮并维持15s;然后,南北绿灯熄灭南北绿灯熄灭时,南北黄灯亮维持5s后熄灭;同时南北红灯亮,东西绿灯亮。
至此,结束一个工作循环,如下交通信号灯变化表:
交通信号灯变化表
东西
绿灯亮
黄灯亮
红灯亮
25S
5S
20S
南北
红灯亮
绿灯亮
黄灯亮
30S
15S
5S
(2)在交通信号灯亮和闪烁的同时,每个路口都设有两位七段码的显示器倒数计时,并且七段码倒数计时器采用发光二极管,伴随交通信号灯,让车辆行人能够清楚地知道再过多久信号灯就会发生变化。
以便于司机和行人能够在有限的时间内准确的通行。
(3)交通信号灯的启动和停用触摸屏,触摸屏发出指令与PLC结合控制交通信号灯,便于维护与管理。
2.十字路口交通信号灯示意图
交通信号灯共有12盏,每个路口各有红,黄,绿三盏,具体分布如下图所示:
3.十字路口交通信号灯控制过程分析
交通信号灯系统开始工作(现先以东西为例说明)。
首先,东西方向绿灯亮25秒后熄灭,然后东西黄灯亮起5秒,在这30秒内南北红灯也保持亮,而东西红灯熄灭状态,同时七段码显示器显示从24倒计数到0,在此期间,东西方向的车辆通行,南北车辆等待通行;当东西黄灯熄灭后,南北绿灯亮15秒后熄灭,然后南北黄灯亮5秒后熄灭,在这20秒内东西红灯保持亮,而南北红灯熄灭状态,同时七段码显示器显示从29倒计数到0,在此期间,南北车辆通行,而东西车辆等待通行。
至此,为交通信号灯变化的一个周期,随后进行周而复始。
四、交通信号灯控制系统程序编制
1.资源分配
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
红
黄
绿
红
黄
绿
南北
东西
2.程序编制
#include
#defineuintunsignedint//宏定义
#defineucharunsignedchar//宏定义
ucharcodetable[]={//数码管显示编码
0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,
0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};
ucharD,N;
uintnum,a;
voiddelay(uintz)//延时子函数
{
uintx,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
voiddisplay(ucharD,ucharN)//显示子函数
{
P2=0x01;
P0=table[N/10];
delay(5);
P2=0x02;
P0=table[N%10];
delay(5);
P2=0x40;
P0=table[D/10];
delay(5);
P2=0x80;
P0=table[D%10];
delay(5);
}
voidmain()
{
D=25;
N=30;
TMOD=0x01;
TH0=0x3C;
TL0=0xB0;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
P1=0x7E;
while
(1)
{
display(D,N);
switch(a)
{
case25:
P1=0x7D;
D=5;
break;
case30:
P1=0xDB;
D=20;
N=15;
break;
case45:
P1=0xBB;
N=5;
break;
case50:
a=0;
P1=0x7E;
D=25;
N=30;
break;
}
}
}
voidt0()interrupt1
{
TH0=0x3C;
TL0=0xB0;
num++;
if(num==20)
{
num=0;
a++;
D--;
N--;
}
}
五、结论
本课题将89S52单片机实现了交通信号灯的自动指挥系统。
它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。
本系统采用单片机AT89S52来设计交通灯控制器,实现了能根据实际车流量通过89S52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P1口输出,显示时间直接通过P0口输出至双位数码管)。
本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
六、谢辞
值此论文完成之际,谨向我的导师曹金玲老师表示衷心的感谢!
从选题,设计以及后来的调试都得到了曹金玲老师的帮助。
尽管曹金玲老师很忙,但是在我编写上位机软件期间,每天多次在实验室进行指导,询问进度情况,督促我的工作,尽心尽力,甚至周末,也不曾休息,通过电话等方式询问进展情况。
我能顺利完成,与曹金玲老师的帮助密不可分。
在我对实验板功能进行调试的时候,曹金玲老师更给了我们不少建议与意见,让我们少走了不少的弯路。
七、参考文献
[1]刘松曹金玲,单片机技术与应用.[M].天津:
天津电子信息职业技术学院,2009
[2]常新华,林春勋等.高频信号发生器原理,维修与鉴定.[M].北京:
电子工业出版社,1998
[3]康华光陈大钦.电子技术基础(模拟部分).[M].北京:
高等教育出版社康华光,1999
[4]邹寿彬.电子技术基础(数字部分).[M].北京:
高等教育出版社,2000
[5]谭浩强.C语言程序设计[M].北京:
清华大学出版社,2003.
- 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:
- 计时 交通灯 设计