交通信号灯自动控制系统设计报告材料.doc

《交通信号灯自动控制系统设计报告材料.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、目录一．设计任务与要求二．方案设计论证与可行性分析三．单元电路设计四．参数计算五．安装与调试六．性能测试与分析心得七．参考文献八．元件清单附录1、程序设计与分析2、操作说明一、设计任务与要求1．任务十字路口交通信号指示系统示意图设计并制作一个如上图所示的十字路口交通信号自动控制模拟指示系统。设该路口由A、B两条通行干道相交而成，四个路口各设一组红、黄、绿三色信号灯，用两位数码管作倒计时显示。十字路口交通信号模拟指示系统的工作流程如下图所示。十字路口交通信号模拟指示系统工作流程图2.设计要求1．系统基本功能要求（1）以秒

2、为计时单位，两位数码管以十进制递减计数形式作定时显示，在递减计数回零瞬间完成换灯操作。（2）通过键盘红、黄、绿三色信号灯所亮时间在0～99秒任意设定。（3）十字路口的通行起始状态可人工设定，运行中可通过人工干预使十字路口通行状况固定于任何一种工作模式。2．发挥部分（1）具有时间控制功能，交通信号灯工作时间：05：00～23：00；其余时间两个干道上的黄色信号灯闪烁显示;（2）绿色信号灯倒计时最后3秒和黄色信号灯显示时闪烁显示。（闪烁频率：1Hz）;（3）其它功能。二、方案设计论证与可行性分析2.1硬件设计（1）单片机预

3、选用51系列，但没买到，选用了AT89S52单片机，其部带有8KB的程序存储器ROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。(2)键盘系统：设置3个程序按键：设置键、增加键、减少键，另需配置一个非程序按键：系统复位键。（3）电源供电系统：本系统采用220V电源供电，应设计相应的稳压电源电路。但设计竞赛受时间和经费限制，也可采用现成的5V直流稳压电源供电，这样可以节约设计时间、简化设计过程。(4)两个干道的红绿灯用发光二极管（红、黄、绿）显示（5）两个干道时间显示采用二位共阴数码管软件设计：（1）系统资源

4、分配：为了便于程序的设计、阅读及修改，需要先对系统的存储器资源进行分配和说明。（2）软件模块：根据上述工作流程和设计要求，软件设计可以分为以下几个功能模块：·主程序：初始化及键盘监控。·显示程序模块：完成12个发光二极管的显示驱动和4个二位数码管显示。·键盘扫描程序模块：判断是否有键按下，并求取键号。·键处理程序模块：分别是“设置键”“增加键”“减少键”的处理子程序。2.2方案比较（1）复位方式有两种：按键复位与软件复位。由考虑到程序的简洁，避免冗长，本设计采用按键复位，在芯片的复位端口外接复位电路，通过按键对单片机输

5、入一个高电平脉冲，达到复位的目的（2）东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。指示灯燃亮的方案如表2。27S3S17S3S……东西道红灯亮红灯亮绿灯亮黄灯亮……南北道绿灯亮黄灯亮红灯亮红灯亮……上表说明：（1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。时间为27秒。（2）黄灯3秒，警示车辆和行

6、人红、绿灯的状态即将切换。（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过，行人通行。时间为17秒。（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。2.3软件定时与硬件定时本任务要求交通信号灯能实现自行定时、延时、切换等功能，即能实现交通信号灯自动控制。一般计算机控制系统实现定时或延时有两种基本方法：利用软件定时或使用可编程硬件芯片，即硬件定时。软件定时：即让机器执行一段程序，这个程序没有具体的执行目的，显然利用执行每条指令CPU所花费的时间，可实现延时功能

7、。这种方法容易实现，仅需选用恰当指令并安排循环即可实现，定时时间调整方便，但不能做到精确定时。另外，时间调整是以一条指令执行时间为基准，占用CPU资源，降低CPU利用率。硬件定时：即使用可编程定时/计数器硬件芯片定时。这种芯片部有一个可编程定时器，其定时值、定时围可以很容易地由软件程序改变，定时时间到时可发出某种形式的信号通知外设或CPU。定时器的输出频率和波形等均由程序设定，因而使用灵活，功能强。综合软、硬件定时的各种优缺点，考虑到设计成本我们采用软件定时（做成品是可运用硬件定时）2.4查询方式和中断方式定时时间到后

8、各道路LED灯要转换工作。实现这种转换有两种方式：查询方式和中断方式查询方式：即CPU在与外设传输数据（本设计为P1、P2.0-P2.3数据传输给52单片机控制交通灯转换）前，一直不停检查外设状态，当外设准备好时方传输数据，CPU可传输数据，控制信号灯切换。中断方式：可以不让CPU主动去查询外设状态，而是让外设在数据准备好（定时时