沈阳工程学院
数字电路与数字逻辑课程设计
设计题目：十字路口交通灯控制器
系别自动化班级通信142
学生姓名刘鹏飞学号2014313208
指导教师曲延华/秦宏职称副教授/教授
起止日期：2016年6月13日起——至2016年6月24日止
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：十字路口交通灯控制器
系别自动化班级通信142
学生姓名刘鹏飞王悦晴陆嘉宁王明驰王文劼
学号08 03 05 32 14
指导教师曲延华/秦宏职称副教授/教授
课程设计进行地点：F座
任务下达时间：2016年6 月8日
起止日期：2016年6月13日起——至2016年6月24日止教研室主任曲延华2016年6月6日批准
十字路口交通灯控制器
1 设计主要内容及要求
1.1 设计目的
（1）掌握十字路口交通灯控制器的构成、原理与设计方法；
（2）熟悉集成电路的使用方法。
1.2 基本要求
（1）设计一个具有三种信号灯（红、黄、绿）的十字路口交通灯控制器，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留出时间停在禁行线外；
（2）主、支干道交替允许通行，主干道每次放行68秒，黄灯亮7秒；支干道放行36秒，黄灯亮5秒；
（3）各计时电路显示。
1.3 发挥部分
（1）允许行人过马路指示灯显示；
（2）其他。
2 设计过程及论文的基本要求
2.1 设计过程的基本要求
（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个方向：
（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图、印刷电路板图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需在规定时间内在单独在网络教学平台上交。
2.2 课程设计论文的基本要求
（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改，不少于3000字。图纸为A3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图）。
3 时间进度安排
顺序阶段日期计划完成内容备注
1 2016.6.13 讲解主要设计内容，学生根据任务书做出原始框图点名
2 2016.6.14 检查框图及初步逻辑图完成情况，讲解及纠正错误打分
3 2016.6.15 检查及改正逻辑图打分
4 2016.6.16 讲解印刷电路板图绘制及报告书写打分
5 2016.6.17 继续修正逻辑图，指导印刷电路板图绘制方法打分
6 2016.6.20 继续修正印刷电路板图的绘制，讲解波形的仿真方法打分
7 2016.6.21 仿真各部分电路波形打分
8 2016.6.22 继续仿真各部分电路波形打分
9 2016.6.23 报告书写，布置答辩打分
10 2016.6.24 答辩，收报告打分
2016-06-08
沈阳工程学院
数字电路与数字逻辑课程设计成绩评定表
系（部）：自动化班级：通信142 学生姓名：刘鹏飞
指导教师评审意见
评价内容具体要求权重评分
加权
分
调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案
和日程安排。
0.1 5 4 3 2
工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能
够独立完成设计工作，
0.2 5 4 3 2
工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度
适宜。
0.2 5 4 3 2
说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字
通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表
完备，书写工整规范。
0.5 5 4 3 2
指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分加权分合计
指导教师签名：年月日
评阅教师评审意见
评价内容具体要求权重评分
加权
分
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.2 5 4 3 2 工作
量
工作量饱满，难度适中。0.5 5 4 3 2
说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字
通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表
完备，书写工整规范。
0.3 5 4 3 2 评阅教师评审成绩
（加权分合计乘以8）
分加权分合计
评阅教师签名：年月日课程设计总评成绩分
中文摘要
随着生活水平的提高，家庭汽车拥有量越来越多，城市交通堵塞问题越来越严重，解决城市的交通拥挤问题越来越紧迫。交通灯在这个交通环境中起着一个重要的角色，是交通管理部门管理交通的重要工具。十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全运行。智能的交通灯能有效地缓解城市的交通压力，减少交通事故。为人民节省大量出行的时间，创造出更多的社会价值。交通信号灯自问世以来，经历了机电定时控制，继电器控制，到现在计算机控制的发展过程。随着经济发展、城市人口增加、汽车的普及，交通问题成为各个国家面临的共同问题。许多国家投入巨人力和物力研究智能交通系统，即运用计算机、通信、人工智能、传感器等领域先进的技术，随时对各个交通信号进行调整以及对外界进行信息发布，使整个交通系统的通行能力达到最大。
本文运用数字电路理论知识自行设计一个较为完整的小型数字系统。通过系统设计、Multisim软件仿真、电路安排与调试，在此次设计中学会初步掌握工程设计的具体步骤和方法，提高分析问题和解决问题的能力，以及提高实际应用水平。
关键词交通灯，控制器，计数器，译码器，秒脉冲发生器
目录
课程设计（论文）任务书
课程设计（论文）成绩评定表
中文摘要
1 设计任务描述 (1)
1.1 设计题目：十字路口交通灯控制器 (1)
1.2 设计要求 (1)
1.2.1 设计目的 (1)
1.2.2 基本要求 (1)
1.2.3 发挥部分 (1)
2 设计思路 (2)
3 设计方框图 (3)
4 各部分电路设计及参数计算 (4)
4.1 秒信号发生电路 (4)
4.1.1 工作原理 (4)
4.1.2 参数计算 (4)
4.1.3 测试波形 (5)
4.2 状态控制电路 (5)
4.2.1 工作原理 (5)
4.2.2 控制器的设计 (6)
4.2.3 测试波形 (8)
4.3 信号灯计数、译码、显示电路 (9)
4.3.1 工作原理 (9)
4.3.2 电路设计 (9)
4.4 信号灯显示部分 (12)
4.5 发挥部分 (14)
4.5.1 人行道红绿灯显示电路 (14)
4.5.2 紧急情况的报警系统 (15)
5 工作过程分析 (16)
6 元器件清单 (17)
小结 (18)
致谢 (19)
参考文献 (20)
附录 (21)
A1 逻辑电路图 (21)
1 设计任务描述
1.1 设计题目：十字路口交通灯控制器
1.2 设计要求
1.2.1 设计目的
（1）掌握十字路口交通灯控制器的构成、原理与设计方法；
（2）熟悉集成电路的使用方法。
1.2.2 基本要求
（1）设计一个具有三种信号灯（红、黄、绿）的十字路口交通灯控制器，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留出时间停在禁行线外；
（2）主、支干道交替允许通行，主干道每次放行68秒，黄灯亮7秒；支干道放行36秒，黄灯亮5秒；（3）各计时电路显示。
1.2.3 发挥部分
（1）允许行人过马路指示灯显示；
（2）考虑到特殊车辆情况，设置一个手动紧急转换开关。它可使主干路和支干路只有红灯亮，并有蜂鸣器提醒。
2 设计思路
此次我课程设计的题目是十字路口交通灯控制电路，根据此次课程设计的要求，我设计的交通控制电路基本由四部分组成。第一部分是秒信号发生电路，第二部分是控制电路，第三部分是信号灯计时译码显示电路，第四部分是发挥部分。
秒信号发生电路是由555定时器组成的多谐振荡器和计数器构成，通过计数器分频来产生周期为1秒的方波。
控制电路是由两个JK触发器构成四种状态循环的电路，由计时电路反馈的信号完成状态的保持和转换。
信号灯计时电路采用的是74192可逆计数器，通过由控制器产生的信号来判断工作方式。译码显示部分由74LS48七段显示译码器和七脚显示器组成，用来显示计时电路的结果。
发挥部分由人行道信号灯和紧急情况的报警系统两部分组成。
3 设计方框图
由对十字路口交通灯控制器的分析可以画出十字路口交通灯控制器的原理方框图，它由秒信号发生电路、控制电路、信号灯计数电路、信号灯译码显示电路、人行道信号灯和紧急情况的报警系统6部分组成，。其关系如图3.1.1所示。
图3.1.1 交通灯原理方框图
秒信号发生电路
控制电路 信号灯计数信号灯译码显示电路
人行道信
紧急情况
4 各部分电路设计及参数计算
4.1 秒信号发生电路
4.1.1 工作原理
如图4.1.1所示本电路中的振荡器是由555定时器和RC 构成的多谐振荡器。由于555内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响较小。
通过调整电阻R 的阻值与电容C 的容值来调节振荡器的产生频率，此次设计中振荡器的振荡频率为1KHz ，分频之后所得频率即所需要的秒脉冲信号。
图4.1.1 秒信号
发生电路
4.1.2 参数计算
参数标注如图4.1.1所示，555振荡器电路输出脉冲的周期为：PH PL t T +=t 。若T=1s ，其占空比为60%，C R t PL 27.0≈,()C R R t PH 217.0+≈。令nF C 10=，Ω=k R 86.281，则Ω≈k R 72.572。
4.1.3 测试波形
多谐振荡器频率为1000Hz,通过计数器三次的十分频最后得到频率为1Hz 的矩形波，其周期为1s 。其振荡波形与分频波形如图4.1.2所示。
图4.1.2 秒脉冲信号波形
4.2 状态控制电路
4.2.1 工作原理
信号灯四种不同状态分别用0S （主干道绿灯亮、支干道红灯亮），1S （主干道黄灯亮、支干道红灯亮），
2S （主干道红灯亮、支干道绿灯亮），3S （主干道红灯亮、支干道黄灯亮）表示。其状态编码及状态
转换图如图4.2.1所示。各信号灯的工作顺序流程如图4.2.2所示。
000=S
011=S
102=S
11
3=S
图4.2.1 状态转换图
图4.2.2 信号灯的工作顺序流程图
4.2.2 控制器的设计
根据状态图4.2.1可知，交通灯控制单元有4种状态，选用两个JK 触发器1U 、2U
的4 种输出组合对其进行二进制的编码，可以列出状态转换表，如表4.2.1，控制单元状态转换的条件
为D 。将控制单元置为初始状态0001=n
n Q Q 以后，如果1=D ，则控制单元保持在00状态；如果0=D ，则控制状态转换到011011=++n n Q Q 状态。其余情况以此类推。
表4.2.1 控制单元状态转换表
现态符号 现态n
n Q Q 01
转换条件D
次态1
011++n n Q Q
00
01 00 1
00
0S （主干道绿灯亮、支干道红灯
亮）
（六十八进制 递减 计数器）
1S （主干道黄灯亮、支干道红灯
亮）
（七进制 递减 计数器） 2S （主干道红灯亮、支干道绿灯亮） （三十六进制 递减 计数器）
3S （主干道红灯亮、支干道黄灯
亮）
（五进制 递减 计数器）
S
01 0 10 01 1 01 10 0 11 10 1 10
11 0 00 11
1 11
在表
4.2.1中，将11+n Q 、1
0+n Q 和D 为1的项所对应的输入和状态转换条件变量相与，其中“1”用原
变量表示，“0”用反变量表示，然后将各项与相或，可以推出状态方程和转换信号方程如下：
n n n n n n n Q Q D Q Q Q Q D Q 01010111++=+
n
n n DQ Q D Q 0010+=+ n
Q D K J 0
11== D K J ==00
U1和U2选用JK 触发器，每个触发器的输入函数可以根据状态方程和转换信号方程得出。考虑到将
输出信号送至信号灯计数电路，也需要用一个2线—4线译码器，将触发器的次态值加到译码器的输入端，当译码器的使能控制端接地有效时，译码器将二进制码转换成对应的输出信号。交通灯控制电路的逻辑图如图4.2.3所示。
1S 2
S 3
S
图4.2.3 交通灯控制电路
4.2.3 测试波形
将控制单元置为初始状态0001 n
n Q Q 以后，当D=0时，控制器的输出函数应该是0S 、1S 、2S 和3S 四
种状态间的循环。输出波形如图4.2.4所示。
图4.2.4 控
制器的输出
波形
对于2线—4线译码器，当E 为0时，对应于1Q 、0Q 的一种输入状态，其中只有一个输出端为0，其余各输出端均为1。当01Q Q 依次为00、01、10、11时，0Y ~3Y 依次为0，其他均为1。其四种状态的输出波形如图4.2.5所示。
图4.2.5 2线—4线译码器四种状态输出波形
4.3 信号灯计数、译码、显示电路
4.3.1 工作原理
由JK 触发器和2线—4线译码器输出的低电平经非门转换成高电平送入计数器的计数预置端，使得计数器的预置端无效，从所预置的数开始倒计时工作，同时计数器与译码器级联使得显示器显示数字，倒计时到0结束后，输出的低电平经过或门控制触发器的状态转换；倒计时未结束前，其输出为高电平，经由或门控制触发器的状态保持。
计数器选用74192可逆计数器，时钟脉冲输入DOWN 端，UP 端接高电平来实现减法计数器的工作。计数器的预置端信号由控制单元的输出信号经过译码器和非门之后决定，当其输出是低电平时计数器的预置端有效，计数器始终显示计数输入端的预置值，计数器不计数。当输出变为高电平时，预置端无效，减法计数器工作，从所预置的数减至0。
4.3.2 电路设计
状态控制电路四种状态的输出决定了六个计数译码显示系统和信号灯的工作方式。 （1）六十八进制减法计数译码显示电路
当主控制电路的状态为0S 时，控制电路输出10 Y ，其他均为0。应接入主干道绿灯倒计时计数电路，另其预置端无效，六十八进制计数器从67减至0。其逻辑图如图4.3.1所示。
图4.3.1 六十八进制减法计数器
（2）七进制减法计数译码显示电路
当主控制电路的状态为1S 时，控制电路输出11=Y ，其他均为0。应接入主干道黄灯倒计时计数电路，另其预置端无效，七进制计数器从6减至0。其逻辑图如图4.3.2所示。
图4.3.2 七进制减法计数器
（3）三十六进制减法计数译码显示电路
当主控制电路的状态为2S 时，控制电路输出12=Y ，其他均为0。应接入支干道绿灯倒计时计数电路，
另其预置端无效，七进制计数器从35减至0。其逻辑图如图4.3.3所示。
图4.3.3 三十六进制减法计数器
（4）五进制减法计数译码显示电路
当主控制电路的状态为3S 时，控制电路输出13=Y ，其他均为0。应接入支干道黄灯倒计时计数电路，另其预置端无效，七进制计数器从4减至0。其逻辑图如图4.3.4所示。
图4.3.4 五进制减法计数器
（5）四十一进制减法计数译码显示电路
当主控制电路的状态为0S 和1S 时，控制电路输出11=Q ，1Q 应接入主干道红灯倒计时计数电路，另其预置端无效，四十一进制计数器从40减至0。其逻辑图如图4.3.5所示。
图4.3.5 四十一进制减法计数器
（6）七十五进制减法计数译码显示电路
当主控制电路的状态为0S 和1S 时，控制电路输出11 Q ，1Q 应接入支干道红灯倒计时计数电路，另其预置端无效，七十五进制计数器从74减至0。其逻辑图如图4.3.6所示。
图4.3.6 七十五进制减法计
数器
4.4 信号灯显示部
分
系统的输出是在01Q Q 驱动下六个信号灯，当紧急开关为断开时，各状态与信号灯的关系由表4.4.1给出。因此，得到灯光信号与控制电路状态变量的关系为：
01Q Q HG = 01Q Q HY = 1Q HR = HG 、HY 、HR 分别表示主干道绿、黄、红灯。
01Q Q FG = 01Q Q FY = 1Q FR = FG 、FY 、FR 分别表示支干道绿、黄、红灯。
表4.4.1 信号灯与控制器状态编码表
状态 HG
HY
HR
FG
FY
FR
1 0 0 0 0 1
0 1 0 0 0 1
0 0 1 1 0 0
0 0 1 0 1 0
实现上述关系的译码电路如图4.4.1所示。
1
S 2
S 3
S 0
S
实验三十字路口红绿灯闪烁实验 一、实验目的 通过对红绿黄灯的控制，熟练掌握8255A接口芯片的编程方法 二、实验内容 对8255A接口芯片进行编程，使红黄绿发光二级管按照十字路口交通灯的形式点亮或者熄灭。 三、线路连接 发光二级管共8个，其中两组红黄绿灯用六个，L2、L3、L4为一组，L5、L6、L7、为一组；试验台连接如图所示。高电平时，灯点亮。 四、编程提示 1、红、黄、绿灯变化规律 设有一个十字路口，两组灯分别代表东西和南北两个方向，其红黄绿灯变化规律为： （1）两个路口红灯全亮 （2）南北路口绿灯亮，东西路口红灯亮 （3）南北路口绿灯灭，东西路口红灯亮 （4）两个路口黄灯闪烁 （5）两个路口红灯全亮 （6）东西路口绿灯亮，南北路口红灯亮 （7）东西路口绿灯灭，南北路口红灯亮
（8）两个路口黄灯闪烁 （9）转向（2）循环执行 2. 设置8255A 方式控制字 设置8255A 的端口C 工作在方式0，为输出。D0、D1控制绿灯，D2、D3控制黄灯，D4、D5控制红灯。需要点亮哪一位指示灯时，8255A 相应端口对应为就输出“1”。 五、流程图 Y N 两个路口红灯亮 延时 南北路口绿灯亮，东西路口红灯亮 有键按下？ 延时 南北路口绿灯灭 两个路口黄灯闪烁 两个路口红灯亮 延时 显示提示信息 东西路口绿灯灭 读端口C 数据并保存 两个路口红灯亮 延时 设控制字为80H(端口C 均为输出) 东西路口绿灯亮，南北路口红灯亮 延时 两个路口黄闪烁 设控制字为81H(端口C 低四位为输入) 读/写 结束 开始
六、实验程序 DATA SEGMENT IOPORT EQU 0D880H-280H IO8255C EQU IOPORT+282H IO8255T EQU IOPORT+283H PB DB ? MESS DB 'ENTER ANY KEY CAN EXIT TO DOS!',0DH,0AH,'$' DATA ENDS STACK SEGMENT STACK STA DW 50 DUP(?) TOP EQU LENGTH STA STACK ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACK START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV ES,AX MOV AH,09H MOV DX,OFFSET MESS INT 21H MOV DX,IO8255T MOV AL,81H OUT DX,AL MOV DX,IO8255C IN AL,DX MOV PB,AL MOV DX,IO8255T MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,IO8255C MOV AL,PB OR AL,0CH OUT DX,AL MOV AL,30H OUT DX,AL CALL DELAY10 LLL: MOV DX,IO8255C MOV AL,12H OUT DX,AL CALL DELAY10 CALL DELAY10 CALL DELAY10 CALL DELAY10
毕业设计说明书（论文） 课题名称:十字路口交通信号灯控制电路设计 航空电子设备维修专业 081331班 学生姓名：张林瑶学号 01 指导老师：姚卫华技术职称______________ 2011年 3 月 19 日
毕业设计（论文）任务书 学生姓名：张林瑶班级：081331 1.毕业设计（论文）题目：十字路口交通信号灯控制电路设计 2.毕业设计（论文）使用的原始资料数据及设计技术要求： 1、数字电子技术基础简明教程； 2、集成电子技术基础； 3、电路与数字逻辑设计实践 十字交叉路口分纵、横两组信号灯控制，每组有红、绿、黄三色信号灯显示。各干道亮灯顺序为：红—>绿—>黄—>红—>绿……，红灯、黄灯、绿灯的亮灯时间分别为35S、5S、30S。（黄灯5S为闪烁），分别用2位（共4位）LED显示纵、横两路的绿灯亮时间。 3.毕业设计（论文）工作内容及完成时间： 本设计通过对秒信号源产生电路，延时电路，状态控制电路，倒计时计数电路，译码、驱动、显示电路等单元电路的设计完成控制电路的设计。日期：自2010年12月15日至2011年3月19日 指导老师评语： ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________ 指导老师：_______________ 系主任：____________
十字路口下车会被处罚吗？ 没罚单没拍照就没事，破哨子没事,我上次在市区跑,挂的假牌,133,走到红灯,一看有交警,利马变更车道,右转了,破哨子嗷嗷的叫,我都没理。 按交通法规定： 开关车门不得妨碍其他车辆和行人通行，你在行车道上开关车门，肯定算是交通违法行为。不过一般的摄像头拍不到，除非是人工值守的摄像头和交警当场查处。所以下次注意就行了 停车就已经违反交规了~~ 驾车行经交叉路口不按规定行车或者停车的，一次记2分。 拍照是电子探头来拍照不过好多路段是路面监控你需要辨识下那些是探头哪些是监控这样开起来才心中有数 要是被拍到了就是2分200块钱 老交通法中规定，距离路口50米内不允许停车，停车罚款100元，扣1分。新交通法规定，距路口100米内不允许停车，停车罚款100--200之间，扣2分。 十字路口通行规则 首先红灯停绿灯行是大前提。如果红绿灯都是带有方向箭头指示的，就必须严格按照本车道所行进方向的灯号控制来通行；如果红绿灯都是满屏圆形灯号，绿灯时就直行和左转右转均可通行，红灯时左转和直行都不能通行，但是可以右转（除非路口有“红灯时禁止右转”警示标示）。 如果是左转右转时间问题，你可以找个会开的坐在你副驾，你边开变知道，开车没有纸上谈兵的，没效果，开几天就好很多。还有现在黄灯的时候也别穿停车线，看到黄灯了，就刹车把，哪怕停在停车线前面也不要紧；如果是绿灯的时候过了停车线，那还是可以过去的。转弯么先看车道，变对车道，在看灯，有些路口有转弯灯的，那比较好办，没转弯灯的，左转要先让对面直
行，右转时，如果是你这个方向绿灯，那当心右边的非机动车和行人，如果是横向马路绿灯，那要当心左边过来的车，基本还是要让直行的。 正常的圆灯信号，信号灯时红的时候，可以右转，但是必须保证你自身的安全情况下，靠马路的最右侧，注意车辆，这个时候直行不可以，左转也不可以，绿灯的时候，直行，左转，右转都可以，一定要注意车辆，在实线的地方不能宾道，一定在虚线区完成你要走的路线，一定要按照规定路线行驶。祝您出行安全，愉快，希望能帮到您。国信号灯的时候一定按照要求做，绿灯的时候行驶，红灯的时候停止。按照路线行驶，直行是绿灯的时候，左转是红灯，这个时候只能直行，不可以左转。右转正常就可以了，红灯停止，绿灯通行。看好国际信号的指示灯。 1。遇到红灯时车（包括自行车摩托车电动车）不能直行，也不能左转，但可以右转通行（不管在那个路口，右转不受红绿灯限制）。2。遇到绿灯时车可以直行，也可以左转右转（特别注意红绿灯上面的指示方向箭头）。3。方向灯为绿灯时是可以向红绿灯上面的指示方向箭头方向行驶。4。方向灯为红灯时是不可以向红绿灯上面的指示方向箭头方向行驶。红灯时，是不许左转弯的。 如果是国际信号，它会显示左转绿灯，可以左转弯。红灯时是可以右转弯的。但有很少一部分地方要按右转弯指示灯右转。道路交通安全法实施条例第三十八条机动车信号灯和非机动车信号灯表示： （一）绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行； （二）黄灯亮时，已越过停止线的车辆可以继续通行； （三）红灯亮时，禁止车辆通行。在未设置非机动车信号灯和人行横道信号灯的路口，非机动车和行人应当按照机动车信号灯的表示通行。红灯亮时，右转弯的车辆在不妨碍被放行的车辆、行人通行的情况下，可以通行。第三十九条人行横道信号灯表示： （一）绿灯亮时，准许行人通过人行横道；
电气工程学院 课程设计说明书 设计题目：十字路口带倒计时显示交通信号灯控制系统系别：电气工程及其自动化系 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师：
电气工程学院《课程设计》任务书 课程名称：电气控制与PLC课程设计 基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等学号学生姓名（专业）班级 设计题目十字路口带倒计时显示交通信号灯控制系统 设 计 技术参数采用PLC构成十字路口带倒计时显示的南北向和东西向交通信号灯的电气控制。控制要求查阅相关文献。 设计要求1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置电路。 2) 根据控制要求，编制PLC控制程序 3) 按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。 参考资料1、《PLC电气控制技术》漆汉宏主编机械工业出版社 2008 2、图书馆各类期刊文献相关数据库 3、相关电气设计手册 周次第一周第二周 应完成内容完成全部方案设计： 周一、二：查、阅相关参考资料 周二至周五：方案设计 周六、日：设计方案完善 周一、二：完成设计说明书 周三、四：绘制A1设计图纸 周五：答辩考核 指导教师签字基层教学单位主任签字
燕山大学PLC课程设计报告书 摘要 本文采用三菱FX2N-MR80的可编程控制器，通过对交通信号灯控制时序要求的分析以及对PLC硬件电路及梯形图的设计，完成十字路口带倒计时显示交通信号等控制系统。对于顺序控制，因为步进指令具有条理清楚、编程方便、直观、易于实现等特点，本文以三菱PLC指令系统的步进指令控制交通信号灯，并列出了步进梯形指令的状态转移图、梯形图以及指令表。该系统可完成十字路口交通信号灯的启停、自动循环工作、手动东西交通信号灯常绿以及手动南北交通信号灯常绿，并用数码管显示交通灯显示剩余时间倒计时。 关键词： PLC 交通灯步进指令倒计时
电气控制课程设计 设计题目：基于S7-200 PLC十字路口交通信号灯控制系统的设计 姓名：覃水桥 班级：电气11203 学号：12032411 指导教师：张明 成绩评定： 2015年6月16日
内容摘要 本课程设计利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制，同时系统具有一定的智能性，可以对交通灯实现高峰期、正常期及晚间三个时段进行分段控制。它们分别和各自的时序图相对应，从而控制交通灯的信号。 本系统采用主程序调用子程序的设计方案，通过主程序调用当前时间，对时间段的判别而调用相关的子程序，达到设计要求。为了达到时间一致性的目的，时钟的校对是不可缺少的，所以我设计了校对时间的子程序SBR_0。 主程序使用了调用子程序，设定实时时钟指令，读实时时钟指令，移位指令，BCD 码与整数转换指令，乘法指令，加法指令，比较指令等等。子程序尽管比较长，但是相对来说指令简单些，它主要使用了定时器，触点和输出线圈等等。 1.控制要求 1、系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停止工作； 2、控制对象： 东西方向红灯两个，南北方向红灯两个， 东西方向黄灯两个，南北方向黄灯两个， 东西方向绿灯两个，南北方向绿灯两个， 东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。 3、控制规律： （1）高峰时段，交通信号灯按时序图2-2运行；正常时段，交通信号灯按时序图2-3运行；晚上时段按提示警告方式运行，规律为：东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。
（2）高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图2-1运行； 图2-1 时段分配时序图
石家庄经济学院 信息工程学院 数字逻辑课程设计报告 题目十字路口交通灯控制器姓名赵永超 学号409109070609 班号4091090706 指导老师 成绩 2010年6月 目录
1. 功能描述 (52) 2. 开发工具选择 (52) 3. 设计方案 (52) 4．模块描述 (52) 5. VHDL实现 (52) 6. 调试仿真 (52) 7. 课程设计回顾总结 (52) 参考文献 (52) 附录 (52)
1.功能描述 ar,ay,ag 和br,by,bg分别表示A和B道的红灯，黄灯，绿灯的驱动信号。信号灯在高电平时亮，低电平时熄灭。十字路口的交通灯控制电路功能： 十字路口交通灯控制规则为：当A道无车时，传感器输出X＝0，A 道红灯一直亮，B道绿灯一直亮，直到15s定时时间到且A道有车为止；当B道通行15s且A道有车时，B道绿灯亮变成黄灯，经过5s后变成红灯亮，A道由红灯亮变成绿灯亮，直到10s定时时间到或者X＝0为止；最后A道黄灯亮，B道红灯亮，直到5s定时时间到，再回到B道绿灯亮，A道红灯亮的初始状态。 2.开发工具选择 选择VHDL语言描述，利用Quartus II 5.1工具。 3. 设计方案 在设计方案之前，我们应明确课程设计的任务和要求：该数字系统完成对十字路口交通信号灯的控制，十字路口由一条南北方向的支干道(简称A道)和东西方向的主干道(简称B道)构成。A道安装有车辆检测传感器X，当该道有车时，传感器输出信号为高电平，当该道无车时，传感器输出低电平信号。 十字路口交通灯控制规则为：当A道无车时，传感器输出X＝0，A 道红灯一直亮，B道绿灯一直亮，直到15s定时时间到且A道有车为止；当B道通行15s且A道有车时，B道绿灯亮变成黄灯，经过5s后变成红灯亮，A道由红灯亮变成绿灯亮，直到10s定时时间到或者X＝0为止；最后A道黄灯亮，B道红灯亮，直到5s定时时间到，再回到B道绿灯亮，A道红灯亮的初始状态。 (1)、首先对问题进行仔细分析 设东西和南北方向的车流量大致相同，从题目中计数值与交通灯的亮灭的关系如下图所示：
长春工业毕业论文 十字路口的交通信号灯控制 学生姓名： 专业班级：机械制造及其自动化指导教师： 起止日期： 长春工业大学
长春工业大学毕业设计说明书 摘要 城市交通信号控制是通过对交通流量的调节以达到改善人和货物的安全运输，提高运营效率。交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的复杂系统，建立数学模型非常困难，有时甚至无法用现有的数学方法加以描述。目前大多采用的是自适应信号控制，它需要数学建模，且不考虑交通延误、停车次数等。所以经典控制法很难得到满意的效果。而模糊控制是一种无须建立数学模型的控制方法，它能模仿有经验的交警指挥交通时的思路，达到很好的控制效果。近些年来我国的许多学者也都以不同的思路对单个交叉口、交通干线的模糊控制进行了研究，但因研究的局限性，实际中得到应用的寥寥无几，本文实现基于PLC的交通信号的模糊控制系统。 根据前后相流量来决定信号灯配时的模糊控制系统的理论研究成果，用PLC 实现单个十字路口交通信号灯模糊控制的方法，以单个十字路口4相位交通灯为例，把PLC作为一个模糊控制器，采用梯形图编程。通过实验保证了系统运行稳定可靠，能根据不同的交通流量进行模糊控制决策，优化信号灯的配时，从而可以有效的解决交通流量不均衡、不稳定带来的问题。 关键词：交通; 智能控制; PLC 关键词：交通; 智能控制; PLC
十字路口的交通信号灯控制 目录 绪论............................................................. III 第一章概述.. (1) 1.1PLC的介绍 (1) 1.2 可编程控制器的基本概念 (1) 1.3 PLC的基本构成及基本语言 (3) 1.3.1 PLC的基本组成 (3) 1.3.2 PLC的基本语言 (5) 1.4 可编程控制器的基本特点 (6) 第二章可编程控制器的工作原理及生产厂家 (6) 2.1 PLC的工作原理 (6) 2.2 PLC的设计原则 (8) 2.3 PLC的生产厂家 (8) 2.4 PLC外部接线图 (9) 第三章交通红绿灯控制系统的设计 (10) 3.1 交通灯的设计方案 (10) 3.2 材料的选择 (11) 3.3 交通灯的流程图 (12) 3.3.1主程序的流程图设计图（如图3-3-1） (12) 3.3.2交通灯控制时序图 (12) 3.3.3 PLC梯形图 (13) 3.4 交通灯的安装与调试 (13) 3.4.1交通灯的按装 (13) 3.4.2 交通灯的调试 (14) 结论 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17)
重庆xxx大学 毕业设计 系部名称： 专业班级： 课题名称：十字路口道路交通信号灯控制指导教师： 学生姓名： 学号： 二O一二年十一月
红绿灯控制是智能交通系统的一个重要部分。在高度科技化的今天，交通系统也在自动化上不断地更新、发展和完善，道路更宽敞，路口更复杂。交通灯出现了更多的变化，从最早的红绿灯，发展到现今的箭头指向红绿灯，人行红绿灯等。这些改变都只有一个目的，为使道路更通畅，更安全。 随着社会的不断进步，传统的交通灯的缺陷也日益出现，其中设计过于死板，达不到道路的最大通行效率是最明显的问题，红绿灯交替变换时间过于程式化。基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它能根据道路交通拥护，交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术提出了软件和硬件设计方案，能够实现道路的最大通行效率。 本文所设计的单片机控制交通灯系统是基于十字路口交通信号灯控制，并对放行和禁行时间进行倒计时显示（秒）。单片机即单片微型计算机。由RAM，ROM，CPU构成，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。 单片机的十字路口道路交通信号灯控制器设计，利用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红绿黄灯交替点亮和熄灭，并且用4只LED数码管显示器显示十字路口南北、东西两个方向的通行时间（绿灯点亮的时间）、暂缓通行时间（黄灯点亮的时间）、禁止通行时间（红灯点亮的时间）。 C语言是一种结构化的高级语言，以其优点是可读性好、移植容易的特点被普遍应用于单片机编程。本设计即使用C语言编程，使程序条理清晰、功能扩展性好、实用性强。 关键词：单片机红绿灯AT89C51 Proteus仿真
十字路口交通信号灯的控制 1 确定控制任务 十字路口的交通信号灯共有12个，同一方向的两个红、黄、绿灯的变化规律相同。所以，十字路口的交通信号灯的控制就是一双向（两组）红、黄、绿灯的控制。如图1为十字路口交通信号灯的设置示意图。 图1 十字路口交通信号灯的设置示意图 对双向红、黄、绿灯控制的时序要求如图2所示，它是程序设计的主要依据。 图2 十字路口交通信号灯时序图 交通信号灯工作分为白天段和夜晚段，具体控制要求为： （1）白天段。白天时间段交通信号灯由一个按钮SB1开启运行，运行时要求： ①南北绿灯、东西绿灯不能同时亮。 ②南北红灯亮并维持25s；在南北红灯亮的同时，东西绿灯亮并维持20s；东西绿灯亮到
20s时，东西绿灯闪亮3s（亮0.5s，熄0.5s）；绿灯闪亮3s后熄灭，东西黄灯亮并维持2s；到2s时东西黄灯熄灭，东西红灯亮，与此同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。 ③接着，东西红灯亮并维持30s，南北绿灯亮并维持25s后闪亮3s再熄灭，同时南北黄灯亮并维持2s后熄灭，这时，南北红灯亮，东西红灯熄灭，东西绿灯亮。 ④循环执行②的过程，周而复始。 （2）夜晚段。交通信号灯通过一个按钮SB2可以转换为夜晚时间段工作模式，此时为南北、东西双向黄灯闪烁信号。 2 输入/输出地址分配(I/O分配) PLC输入/输出地址分配，采用FX2N系列PLC进行控制。具体的输入/输出点的分配见表1。 表1 现场器件与PLC地址号对照表 3 PLC与现场器件的实际连接图 根据表1，画出PLC与现场器件的实际连接图，如图3。 图3 PLC的外部接线图
4 梯形图 图4 交通信号灯控制程序梯形图
第1章绪论 1.1 引言 可编程控制器（programmable controller）属于微型计算机的一种，并且最早为工业控制应用而设计制造。由于其在最初功能上只可实现定时、计数以及逻辑控制等功能，故也被称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。它具有可靠性高，功能完善，抗干扰性好、结构简单、编程方便、体积小、重量轻等优点，是一种专门用于工业环境及过程控制的数字运算操作的电子系统并且主要用来代替继电器实现逻辑控制。PLC以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、网络技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制自动化装置。随着现代技术的发展，该装置在功能及构造上己经远远超过了早期的PLC。 交通问题是现代社会发展的一个重要表现，同时也是社会发展的重要依托。交通运输是城市功能活动的命脉，它直接影响社会经济与生活的各个方面。无论是在古代还是现代，交通运输都具有十分重要的经济意义和战略意义。在现代经济高速发展的今天，交通问题己经被许多国家和地区提上了日程。如何高效、快捷地出行，是关乎人们生产和日常生活的重要问题。而与之相关的方方面面也就自然而然地成为了人们所研究和关注的焦点。 本课题通过深入地研究PLC的硬件结构与工作方式，成功地将PLC与十字路口交通信号灯联系起来，初步解决了交通拥堵问题。系统地设计了基于PLC的十字路口交通信号灯控制系统，对包括具体信号灯配置、硬件与软件的设计在内的控制环节进行了深刻研究，并且探索了手持式无线遥控装置对于信号灯的控制。 1.2 课题的背景 随着社会的发展和进步以及人民生活水平的提高，上路的车辆越来越多，但相应的公路设施却没有相应的改善。这就导致了城市交通拥堵问题突出，而且拥堵的地方多是十字路口等车辆汇集处。在世界各大城市，交通堵塞尤为严重，尽管人们发明了红绿灯，修建了立交桥，但是交通堵塞问题始终没有解决，使之成为世界性的难题。但城市中的交通堵塞状况严重与否还是或多或少地反映出所在城市的经济发达程度和所处的发展阶段。大多数人选择汽车的初始动机主要是为了出行快捷和节省时间，然
课题名称：十字路口交通信号灯控制电路设计 航空电子设备维修专业 081331 班 学生姓名: 康晓露学号: 02 指导老师: 姚卫华技术职称:_________ 2011年 3 月 12 日
学生姓名：康晓露班级：081331 1.毕业设计（论文）题目：十字路口交通信号灯控制电路设计 2.毕业设计（论文）使用的原始资料数据及设计技术要求： 1、集成电子技术基础； 2、电路与数字逻辑设计实践； 3、数字电子技术基础简明教程。 本设计电路技术指标：主干道通车时间50S、次干道通车时间30S、黄灯亮(闪烁)的时间为5S。【注：用发光二极管模拟红、黄、绿灯显示。（无数码管倒计时显示）】 3.毕业设计（论文）工作内容及完成时间： 本设计通过设计秒信号源发生器、主控制器、计数电路、译码电路和显示电路等单元电路，进而组成本设计控制电路。 日期：自2010年12月15日至2011年3月12日 指导老师评语： ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________ 指导老师：_______________ 系主任：____________
随着经济的飞速发展，人民的生活水平得到了提高。在繁忙的十字路口，车辆穿梭，行人熙攘，有条不紊。所以城市交通问题越来越引起人们的关注随着我国国民经济的迅速发展，城市街道车辆大幅度增长，给城市交通带来巨大压力，交通拥堵已经成为影响城市可持续发展的一个全局性问题。已有的许多建立在精确模型基础上的交通系统控制方案都存在着一定的局限性。研究车辆通行规律，找出提高十字路口车辆通行效率的有效方法，对缓解交通阻塞，提高畅通率具有十分现实的意义。地面道路是一个庞大的网络，交通状况十分复杂，使目前交通灯控制器的单一时段控制已不能满足现代交通流量的多变性，特别是在交通流量高峰时，往往会造成交通路口的通过率下降，甚至出现交通混乱现象，城市的交通拥挤问题正逐渐引起人们的注意。道路平面十字路口是交通网中交通事故的“多发源”，国内外城市的交通事故约有一半发生在十字路口。因此，十字路口这个事故多发源就引起人们的高度关注。随着交通技术、电子技术的发展及微机技术的应用，人们设计出了适应各种需要的交通检测器、信号控制机和交通信号灯。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了基础。 关键词：74LS190、交通灯、控制
一、PLC概述 （1）扫描方式 当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 (一) 输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 (二) 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O 指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。 (三) 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。 （2）内部运行方式
虚拟仪器大型实验 课程名称：十字路口交通信号灯的设计学期： 2012—2013第二学期 分院： 学生姓名： 专业班级： 学号： 任课教师： 二〇一三年六月
十字路口交通信号灯的设计 【摘要】虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。 虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。 鉴于LabVIEW有诸多优点，这次我们将应用LabVIEW来完成一个十字路口交通灯系统的设计。 【关键词】虚拟仪器，LABVIEW，交通信号灯
目录 绪论...............................................................................................................第一章总体设计方案. (1) 1.1实现的功能 (1) 1.2总体思路 (1) 第二章程序的设计 (3) 2.1前面板的设计 (3) 2.2定时信号的产生 (4) 2.3时间信号的分段 (4) 2.4各组时间信号的动作 (5) 2.5循环的设计 (7) 第三章软件调试 (9) 第四章心得总结 (12) 附录 (13)
目錄 摘要 (2) 第1章PLC介绍及设计背景 (2) 1.1可编程逻辑控制器简介 (2) 1.2交通信号灯 (3) 第2章交通信号灯控制要求和设计思路 (4) 2.1 控制对象 (4) 2.2 控制要求 (4) 2.3 系统简介 (6) 2.4交通信号灯PLC控制系统流程图 (7) 第3章交通信号灯的硬件选型及软件设计 (11) 3.1硬件选型与I/O地址的分配 (11) 3.2 PLC端子接线图 (12) 3.3软件设计 (13) 结束语 (16) 致谢 (17) 参考文献 (17) 附录 (18) 附录1梯形图 (18) 附录2指令表 (25)
摘要 隨著汽車進入家庭步伐的加快和城市汽車數量的增多，城市道路交通問題顯得越來越重要。交通信號燈的出現，使交通得以有效管制，對於疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。實現交通信號燈的有效控制，能夠為降低社會交通事故的發生率，保障人民的生命財產安全而出力。本文從最基本的 PLC 技術到現代城市交通控制系統的製作。該系統選用的可編程邏輯控制器是日本三菱公司的FX2N系列，具有一定的智能性，即可以根據路面車流量大小對十字路口的交通信號燈按高峰期、正常期和晚間幾個時段進行分時控制。關鍵字：PLC、交通信號燈、控制系統 第1章 PLC介紹及設計背景 1.1可編程邏輯控制器簡介 編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,簡稱 PLC) 根據國際電工委員會(IEC)在1987年的可編程控制器國際標準第三稿中，對其作了如下定義：“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它採用可編程序的記憶體，用來在其內部存儲執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術運算等操作的指令，並通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外部設備，都應按易於使工業控制系統形成一個整體，易於擴充其功能的原則設計。”可編程控制器作為目前工業自動化的重要基礎設備，被稱為“工業自動化三大支柱性產業之一”，在各工業生產領域發揮著愈來愈大的作用。 根據交通等工藝控制要求和特點，我採用了日本三菱公司FX2N_48MR。三菱PLC 有小型化，高速度，高性能等特點，三菱可編程控制器指令豐富，可以接各種輸入，輸出擴充設備，有豐富的特殊擴展設備，其中的模擬輸入設備和通信設備是系統所必需的，能夠方便地聯網通信。本系統就是應用可編程控制器（PLC）對十字路口交通控制等實現控制。本系統採用PLC是基於以下四個原因：（1）PLC具有很高的可靠性，抗干擾能力。通常的平均無障礙時間都在30萬小時以上； （2）系統設計週期短，維護方便，改造容易，功能完善，實用性強； （3）干擾能力強，具有硬體故障的自我檢查功能，目前空中各種電磁干擾日益嚴重，為了保證交通控制的可靠穩定，我們選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環境下正常工作的PLC； （4）近年來PLC的性能價格比有較大幅度的提高，是的實際應用成為可能。
十字路口带倒计时显示的交通信号灯控制设计
目录 第1章简述 (3) 1.1可编程逻辑控制器PLC简述 (3) 1.2PLC基本结构 (4) 1.3可编程序控制器（PLC）三菱FX2N—48MR (5) 1.4PLC的工作原理 (5) 1.5PLC发展趋势 (6) 第2章 (7) 2.1．控制要求 (7) 2.2设计任务 (7) 2.3.信号灯动作时序图 (8) 2.4.十字路口交通灯控制信号说明 (8) 第3章 (9) 3.1.PLC外部接线图设计 (9) 3.2PLC控制程序设计 (10) 3.2.1.综述 (10) 3.2.2.交通信号灯控制的梯形图程序 (11) 3.2.3程序指令设计 (13) 第四章心得体会 (16) 第五章参考文献 (16)
十字路口带倒计时显示的交通信号灯控制的课程设计 第1章简述 1.1可编程逻辑控制器PLC简述 自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。 作为离散控的制的首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世界范围内的PLC年增长率保持为20%～30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。 PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。 相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS
毕业论文 论文题目：十字路口交通信号灯 的PLC控制程序设计 题目：十字路口交通信号灯 班级： 专业：机电一体化 学生姓名： 指导教师： 日期 2011年9月15日
十字路口交通信号灯的 PLC控制程序设计 前言 城市交通信号控制是通过对交通流量的调节以达到改善人和货物的安全运输，以提高运营效率。交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的复杂系统，建立数学模型非常困难，有时甚至无法用现有的数学方法加以描述。目前大多采用的是定时信号控制，很难得到满意的效果。而模糊控制是一种无须建立数学模型的控制方法，它能模仿有经验的交警指挥交通时的思路，达到很好的控制效果。本文实现基于PLC的交通信号的模糊控制系统进行初步探讨与设计。 根据车流量来决定信号灯配时的模糊控制系统的研究设计，用PLC实现十字路口交通信号灯模糊控制的方法。把PLC作为一个模糊控制器，采用梯形图编程，通过模拟实验保证系统运行稳定可靠，并根据不同的交通流量进行模糊控制决策，优化信号灯的配时，从而可以有效的解决交通流量不均衡、不稳定带来的问题。 本文在分析了交通控制国内现状的基础上，说明了本论文的现实意义，简单介绍模糊控制理论的有关知识，详细论述实行模糊控制所要采用的方法、技术及现有线路所要做的基本工作等，详尽描述了交通指示灯的PLC控制系统硬件配置并作出模拟实验。 关键词：城市交通；信号灯；模糊控制；PLC；交通的控制：论文
引言 (4) 1. 交通信号灯的产生 (4) 1.1交通信号灯的产生 (4) 1.2智能交通系统的发展趋势 (5) 2.智能交通灯的硬件设计 (6) 2.1 硬件器件的简介( 三菱FX2N-32MT型PLC) (6) 2.2HEF4511BP芯片和七段数码管 (9) 3.硬件的设计 (10) 3.2PLC的1/0点地址分配 (10) 3.3硬件电路的连接 (12) 4智能交通灯的软件设计 (14) 4.1交通信号模糊控制算法的设计思想 (14) 4.2控制器的软件设计 (15) 4.3数据采集及处理程序： (15) 5.硬件接线原理图 (18) 6.智能交通灯设计流程图 (19) 7.交通灯程序梯形图 (22) 结论 (26) 参考文献 (27)
PLC控制十字路口交通信号灯 一、十字路口交通信号灯设计控制要求 1、系统工作受开关控制，起动开关ON时则系统开始工作；停止开关ON时则系统停止工作。 2、控制对象有六个： 东西方向红灯两个，南北方向红灯两个； 东西方向黄灯两个，南北方向黄灯两个； 东西方向绿灯两个，南北方向绿灯两个。 图1所示是十字路口交通信号灯示意图。信号灯的动作受开关总体控制，按一下起动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环动作；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。信号灯控制的具体要求如表1所示。
二、控制思路设计步骤 1、观察十字路口交通灯的工作时序 2、设计I／O口。（输入／输出端口接线如图2所示，只接PLC输入端） 3、用专用软件编程（用指令，或画梯形图）。 4、调试运行。 5、写出实验报告 实验报告中要包括的内容：（要交打印版） ①、封面（实验的题目，班号，学号，姓名，实验日期） ②、在工业控制方面，可以使用传统的继电器控制方式，单片机控制方式和PLC控制方式，对它们进行比较。（简述） ③、画出“十字路口交通信号灯”示意图（图1）；
④、画出交通灯控制要求表（上面的表格） ⑤、画出“十字路口交通灯”的工作时序图（自己分析后画出来） ⑥、设计I／O口。（输入／输出端口接线如图2所示，实际接线时只接PLC输入端） ⑦、写出程序（画梯形图，或用指令）。 ⑧、小结（实验的体会和收获） 三、硬件及外围元器件 根据信号灯的控制要求，本模块所用的器件有：起动按钮SB1，停止按钮SB2，红黄绿色信号灯各六只（共12只），输入／输出端口接线如图2所示。
由图可见：起动按钮SBl接于输入继电器XO端，停止按钮SB2接于输入继电器X1端，东西方向的绿灯接于输出继电器Y0端，东西方向黄灯接于输入继电器Y1端，东西方向的红灯接于输出继电器Y2端，南北方向绿灯接于输出继电器Y3端，南北方向的黄灯接于输出继电器Y4，南北方向红接于输出继电器Y5。
十字路口红绿灯控制 系统 Revised on November 25, 2020
课 程 设 计 2015 年 7 月 30 日 设计题目 学 号 专业班级 学生姓名 指导教师
目录 一、主要指标及要求 (1) 二、方案选择 (1) 三、工作原理分析 (1) 四、单元模块设计及分析 (2) 时钟信号脉冲发生器设计 (2) 定时器设计 (4) 延时电路设计 (5) 状态转换电路设
计 (6) 置数组合逻辑设计 (7) 五、总电路图 (9) 六、设计心得 (9) 七、参考文献 (10)
十字路口自动红绿灯指挥系统 班级：指导老师: 学生： 学号： 一、主要指标及要求 1.自动完成绿－黄－红－绿－……工作循环； 2.每种信号灯亮的时间不等，如：绿灯亮20秒－黄灯亮5秒－红灯亮15秒，如此循环； 3.用倒计时的方法，数字显示当前信号的剩余时间，提醒行人和司机； 4．(*) 信号灯的时间分别可调，以适应不同路口，不同路段交通流量的需求。 二、方案选择 三、工作原理分析 本电路分为五个模块，即时钟信号脉冲发生器、定时器、延时电路、状态转换电路、置数组合逻辑电路。其中由555定时器组成的时钟信号脉冲发生器为由两片74LS192计数器组成的定时器电路提供1Hz的脉冲信号，使计时器能够正常计数。由三片双四选一数据选择器组成的置数组合逻辑电路分别为计数器置19s、4s、14s和0s等不同的数。当计数归零时，计数器的溢出信号使双D触发器的状态发生跳转，同时控制着绿黄红灯的亮灭，使得绿黄红灯亮时，定时器分别置19s、4s、14s。延时电路起到延时作用，当计数器计数归零时，溢出信号通过延时电路先使触发器状态发生翻转，再加载LD信号，使计数器置一个新数。 四、单元模块设计及分析 时钟信号脉冲发生器 时钟信号脉冲发生器选用555定时器主要用来产生秒脉冲信号。脉冲信号的频率可调，所以可以采用555组成多谐振荡器，其输出脉冲作为下一级的时钟信号。555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作，最大负载电流可达200mA。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
淮海工学院课程设计报告书 题目：十字路口交通信号灯电气控制 系（院）：电子工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级：电气102班 姓名：徐浩远徐浩 学号：03100431 031004230 评语： 成绩： 签名： 日期： 2013年6月27日
目录 1 引言 (3) 2 课程设计课题 (5) 3 设计目的 (5) 4 控制要求 (5) 5 设计规律 (6) 5.1 正常期的控制方案为 (6) 5.2 高峰期的控制方案为 (6) 5.3 紧急情况的控制方案为 (7) 6 系统方案图 (8) 6.1 设计系统流程图 (8) 6.2 设计线路连接图 (9) 7 信号灯编程控制元件I/O分配表 (10) 7.1 I/O分配表 (10) 7.2 交通信号灯元器件说明表 (10) 8 程序梯形图 (11) 9 交通信号灯仿真图 (17) 10 设计中的问题及心得体会 (20) 10.1 问题及解决 (20) 10.2 心得体会 (20) 11 参考文献 (20)
1 引言 社会的发展使汽车进入家庭的步伐不断加快，城市汽车的数量越来越多，城市道路交通问题显得异常重要。解决好十字路口交通信号灯控制问题是保障交通安全、有序、快速运行的重要组成部分。由于人们工作、作息的特点，使得城市总是存在早、晚高峰的问题，为了更好地解决交通拥堵问题，我在老师的指导下并查阅了很多资料进行了这次以“多时段十字路口交通信号灯PLC控制系统设计”为题目的课程设计。我的设计方案利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制，同时系统具有一定的智能性，可以对交通灯实现高峰期、正常期及晚间三个时段进行分段控制。它们分别和各自的时序图相对应，从而控制交通灯的信号，能很好的满足控制要求。系统仅实现了小型PLC系统的一个雏形，在完善各项功能方面都还需要进一步的分析、研究和调试工作。如果进一步结合工业控制的要求，形成一个较为成型的产品，则需要作更多、更深入的研究。 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称 PLC) 根据国际电工委员会(IEC)在1987年的可编程控制器国际标准第三稿中，对其作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程控制器作为目前工业自动化的重要基础设备，被称为“工业自动化三大支柱性产业之一”，在各工业生产领域发挥着愈来愈大的作用。 由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。 PLC作为一种专用于工业环境的、具有特殊结构的计算机，有其显著的特点。 (1) 可靠性高，抗干扰能力强。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC 的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和