交通灯控制系统设计
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交通灯控制系统设计1. 引言交通灯控制系统是城市交通管理的重要组成部分,通过控制交通灯的信号灯来指示车辆和行人通行状态,提高道路交通的安全性和效率。
本文将介绍一个交通灯控制系统的设计方案,包括系统的硬件组成、工作流程和功能实现。
2. 系统硬件设计2.1 控制器交通灯控制系统的核心是控制器,它负责接收输入信号,控制信号灯的状态,并输出相应的控制信号。
控制器通常由微控制器或可编程逻辑控制器(PLC)构成,具备较强的处理能力和控制灵活性。
2.2 信号灯信号灯是交通灯控制系统的输出设备,用于指示车辆和行人的通行状态。
典型的信号灯由红、黄、绿三个灯组成,红色表示停止、黄色表示准备、绿色表示通行。
2.3 传感器传感器用于获取与交通流量相关的信息,为交通灯控制系统提供输入数据。
常用的传感器包括车辆检测器、行人检测器和环境光传感器。
车辆检测器可以通过感应车辆的存在来调整交通灯的信号灯时间,行人检测器用于检测行人的存在并延长绿灯时间,环境光传感器可以根据光线强度自动调整信号灯的亮度。
2.4 通信设备交通灯控制系统通常需要与其他设备进行通信,例如与中心交通管理系统进行数据交换、与红绿灯时序控制器进行通信等。
为此,通信设备如无线模块、以太网接口等是必需的。
3. 系统工作流程交通灯控制系统的工作流程可分为以下几个步骤:1.接收输入信号:通过传感器获取交通流量、车辆和行人的信息。
2.状态判断:根据输入信号判断当前的交通状况,如车辆是否排队、行人是否需要过马路等。
3.灯光控制:根据判断结果,控制信号灯的状态。
例如,如果没有车辆和行人需要通行,则可以使所有信号灯都为红灯;如果有车辆排队等待通行,则根据交通流量调整绿灯的时间。
4.数据更新:根据交通灯状态的变化,更新相关的数据,如交通流量统计、时序控制参数等。
5.状态监测:监测信号灯的运行状态,定期检查硬件设备,如传感器和控制器的正常工作。
4. 功能实现交通灯控制系统主要具备以下功能:•信号灯的时序控制:根据交通流量和行人需求,动态调整信号灯的时序,以保证交通的流畅和安全。
智能交通灯控制系统的设计与实现随着城市化进程的加速,城市道路交通越来越拥堵,交通管理成为城市发展的一个重要组成部分。
传统的交通信号灯只具备固定时序控制交通流量的功能,但随着技术的进步和智能化应用的出现,要求交通信号灯具备实时性、自适应性和智能化,因此,智能交通信号灯控制系统应运而生。
本文将从软硬件系统方面,详细介绍智能交通灯控制系统的设计与实现。
一、硬件设计智能交通灯控制系统的硬件部分由四个部分组成:单片机系统、交通灯控制器、传感器及联网模块。
1. 单片机系统单片机是智能交通灯控制系统的核心,该系统选用了8位单片机,主要实现红绿灯状态的自适应和切换。
在设计时,需要根据具体情况选择型号和板子,选择时需要考虑其开发环境、风险和稳定性等因素。
2. 交通灯控制器交通灯控制器是智能交通灯控制系统中的另一个重要部分,主要实现交通信号的灯光控制。
在控制器的设计时,需要考虑网络连接、通信、数据传输等多方面因素,确保系统的稳定性和可靠性。
3. 传感器传感器主要负责采集道路交通信息,包括车辆数量、速度、方向和道路状态等,从而让智能交通灯控制系统更好地运作。
传感器有多种类型,包括磁感应传感器、摄像头、光电传感器等,需要根据实际需求选择。
4. 联网模块联网模块主要负责智能交通灯控制系统的联网和数据传输,包括存储和处理车流数据、上传和下载数据等。
在设计时,需要考虑网络连接的稳定性、数据安全等因素,确保智能交通灯控制系统的连续性和可靠性。
二、软件设计智能交通灯控制系统的软件部分主要由两部分组成:嵌入式系统和上位机系统。
1. 嵌入式系统嵌入式系统是智能交通灯控制系统的主体,主要设计车流量检测、信号灯状态切换等程序。
为了保证系统的自适应性和实时性,需要采用实时操作系统,如FreeRTOS等。
在软件设计阶段,需要注意设计合理的算法和模型,确保系统的准确性和稳定性。
2. 上位机系统上位机系统主要实现智能交通灯控制系统的监控和管理,包括车流量监控、灯光状态监控、信号灯切换和日志记录等。
信号交通灯控制系统设计1.系统简介信号交通灯控制系统设计旨在通过自动调节交通灯的控制策略,使得交通流量能够得到优化和平衡,并提高道路的通行效率。
该系统采用了一种基于传感器和通信技术的智能控制方法,能够根据实时交通状况自动调整信号灯的时序,使得交通能够更加顺畅。
2.系统原理该系统通过部署在道路上的传感器来获取实时的交通流量、车辆速度和车辆密度等信息。
这些传感器可以采用多种技术,比如地磁感应器、红外线传感器或摄像头等。
传感器采集到的数据将通过通信技术传输到信号控制中心,信号控制中心将根据收集到的数据来决定信号灯的显示时序。
3.系统功能3.1实时监测与数据采集:传感器能够实时监测道路上的交通状况,比如车辆流量、速度和密度等。
这些数据将被采集并传输到信号控制中心,作为交通灯时序调整的依据。
3.2智能信号灯控制:信号控制中心通过运算分析传感器采集到的数据,确定各个路口的交通情况,并相应地调整信号灯的时序。
比如,在高峰时段,信号控制中心可以将绿灯的时长适当延长,以增加道路的通行能力。
3.3优化交通流量:通过智能信号灯控制,系统能够根据实时交通状况进行灵活调整,优化交通流量的分配。
当其中一路口的交通流量过大时,系统可以将绿灯的时长相应延长,以避免交通拥堵。
3.4提高交通安全:该系统能够根据实时交通情况,自动识别道路上的交通事故或危险情况,并及时作出相应调整。
比如,当系统检测到其中一路段有车辆发生碰撞时,它可以及时调整信号灯的时序,保证其他车辆的安全通行。
4.系统优势4.1提高道路通行效率:通过智能信号灯控制,系统能够根据实时交通状况进行灵活调整,提高道路的通行能力和效率。
4.2降低交通拥堵和排放:该系统能够根据实时交通情况进行灵活调整,避免交通拥堵,减少排放量,降低环境污染。
4.3提升交通安全性:系统能够实时监测交通状况,并及时作出相应调整,减少交通事故的发生。
4.4节约能源消耗:系统通过灵活调整信号灯的时序,减少车辆的停等时间,降低燃油消耗和能源浪费。
交通信号灯控制系统设计实验报告设计目的:本设计旨在创建一个交通信号灯控制系统,该系统可以掌控红、绿、黄三种交通信号灯的工作,使其形成一种规律的交替、循环、节奏,使车辆和行人得以安全通行。
设计原理:在实际的交通灯系统中,通过交通灯控制器控制交通灯的工作。
一般采用计时器或微电脑控制器来完成,其中微电脑控制器可以方便地集成多种控制模式,并且灵活易于升级。
在本设计中,我们采用了基于Atmega16微控制器的交通信号灯控制系统。
该系统通过定时器中断、串口通信等技术来实现。
由于控制的是三个信号灯的交替,流程如下:绿灯亮:红灯和黄灯熄灭绿灯由亮到灭的时间为10秒黄灯亮:红灯和绿灯熄灭黄灯由亮到灭的时间为3秒红灯亮:绿灯和黄灯熄灭红灯由亮到灭的时间为7秒重复以上过程硬件设计:整个系统硬件设计包含ATmega16控制器、射频芯片、电源模块和4个灯组件。
ATmega16控制器采用DIP封装,作为主要的控制模块。
由于需要串口通信和遥控器控制,因此添加了RF24L01射频芯片。
该射频芯片可以很方便地实现无线通信和小型无线网络。
4个灯组件采用红、绿、黄三色LED灯与对应300Ω电阻并连。
电源模块采用5V稳压电源芯片和电容滤波,确保整个系统稳定可靠。
软件设计:通过ATmega16控制器来实现交通信号灯控制系统的功能。
控制器开始执行时进行初始化,然后进入主循环。
在主循环中,首先进行红灯亮的操作,接着在计时时间到达后执行黄灯亮的过程,然后执行绿灯亮的过程,再到计时时间到的时候执行红灯亮的过程。
每个灯持续时间的计时采用了定时器的方式实现,在亮灯过程中,每秒钟进行一次计数,到达相应的计数值后,切换到下一步灯的操作。
在RF24L01射频芯片的支持下,可以使用无线遥控器来对交通信号灯的控制进行远程控制。
在系统初始化完成后,通过串口通信对RF24L01进行初始化,然后进入控制循环。
在这个控制循环中,接收到遥控器的指令后,进行相应的控制操作,如开、关灯等。
交通灯控制系统毕业设计论文一、引言随着城市交通流量的日益增加,交通拥堵问题日益突出。
传统的交通灯控制方式已经不能有效地满足实际需求。
因此,设计一个智能化的交通灯控制系统成为了刻不容缓的任务。
二、设计目标本课题的目标是设计一个基于智能算法的交通灯控制系统,通过实时监测道路交通情况,合理分配交通信号时间,从而提高道路通行效率和交通安全性。
三、系统架构本交通灯控制系统包含以下几个模块:交通流量检测模块、信号控制模块、数据处理模块、用户界面模块等。
其中,交通流量检测模块通过摄像头、雷达等设备实时监测道路上的车辆情况;信号控制模块根据交通流量检测模块提供的数据,采用智能算法进行信号灯调度;数据处理模块负责对采集到的交通数据进行分析和处理;用户界面模块为用户提供交互操作界面,方便用户对系统进行配置和监控。
四、智能算法本设计采用基于遗传算法的交通灯控制方法。
遗传算法是一种模拟自然界的优化演化过程的计算方法,通过染色体编码和进化运算,能够在空间中找到最优解。
本设计将交通灯的时间分配看作一个优化问题,通过遗传算法进行优化求解,找到最优的信号灯控制方案。
五、设计流程1.数据采集:使用摄像头等设备实时采集道路上的交通数据。
2.数据预处理:对采集到的数据进行噪声去除、数据归一化等处理,以便进行后续的算法运算。
3.遗传算法初始化:根据系统要求和交通流量情况,初始化遗传算法的染色体编码、种群数量、交叉概率、变异概率等参数。
4.适应度评估:根据交通数据和设定的交通灯控制方案,评估每个个体的适应度,即信号灯控制方案的效果好坏。
5.选择、交叉和变异:根据适应度评估结果,选择适应度高的个体作为父代,通过交叉和变异操作生成新的个体。
6.迭代优化:重复进行适应度评估、选择、交叉和变异的操作,直到达到预设的停止条件。
7.生成最优解:经过多次迭代优化后,得到最优的交通灯控制方案。
六、结论通过本设计,成功地实现了一个基于智能算法的交通灯控制系统。
智能交通灯控制系统的设计与实现一、引言随着城市交通的不断拥堵,智能交通灯控制系统的设计与实现成为改善交通流量、减少交通事故的关键。
本文将对智能交通灯控制系统的设计原理和实际应用进行深入探讨。
二、智能交通灯控制系统的设计原理智能交通灯控制系统的设计原理主要包括实时数据收集、交通流量分析和信号灯控制决策三个方面。
2.1 实时数据收集智能交通灯控制系统通过传感器、摄像头等设备实时采集车辆和行人的信息,包括车辆数量、车速、行人密度等。
这些数据可以通过无线通信技术传输到中央服务器进行处理。
2.2 交通流量分析在中央服务器上,通过对实时数据进行分析处理,可以得到不同道路的交通流量情况。
交通流量分析可以包括车辆流量、行人流量、车速和拥堵程度等指标,为后续的信号灯控制提供依据。
2.3 信号灯控制决策基于交通流量分析结果,智能交通灯控制系统可以根据交通状况智能地决定信号灯的开启和关闭时间。
优化的信号灯控制策略可以使车辆和行人的通行效率达到最大化。
三、智能交通灯控制系统的实现智能交通灯控制系统的实现需要使用计算机技术、通信技术和物联网技术等多种技术手段。
3.1 计算机技术的应用智能交通灯控制系统中的中央服务器需要配置高性能的计算机系统,以支持实时数据的处理和交通流量分析。
同时,通过计算机系统可以实现信号灯控制策略的优化算法。
3.2 通信技术的应用智能交通灯控制系统需要使用通信技术实现各个交通灯和中央服务器之间的数据传输。
传统的有线通信和无线通信技术都可以应用于智能交通灯控制系统中,以实现数据的实时传输。
3.3 物联网技术的应用智能交通灯控制系统可以通过物联网技术实现与交通工具和行人之间的连接。
车辆和行人可以通过智能终端设备向交通灯发送信号,交通灯可以实时地根据这些信号做出相应的决策。
四、智能交通灯控制系统的实际应用智能交通灯控制系统已经在一些城市得到了广泛的应用。
4.1 交通拥堵减少智能交通灯控制系统根据实时的交通流量情况,可以合理地分配交通信号灯的开启和关闭时间,从而避免了交通拥堵现象的发生,提高了道路的通行效率。
交通灯PLC控制系统设计交通灯是城市交通管理的重要组成部分,交通灯控制系统的设计对于保障交通安全和优化交通流量起着关键作用。
PLC(可编程逻辑控制器)技术在交通灯控制系统中得到了广泛应用,本文将从系统设计的整体框架、PLC程序设计、硬件选型以及系统特点等方面来详细介绍。
交通灯PLC控制系统设计的整体框架主要包括信号采集模块、信号处理模块、控制模块和执行模块四部分。
信号采集模块主要负责将交通流量、行人流量等信息转化为电信号输入给PLC控制器;信号处理模块对采集到的信号进行处理,如检测交通流量的高低以及行人通过的情况;控制模块根据信号处理结果,生成控制信号输出给执行模块;执行模块实现交通灯的控制,通过电路和执行器实现交通灯的开关。
PLC程序设计是交通灯PLC控制系统设计的核心部分,主要包括输入端口设置、控制逻辑设计、输出端口设置和通信设置等。
在输入端口设置中,确定采集到的数据类型和数据源,如交通流量和行人流量分别通过传感器采集。
控制逻辑设计是根据交通灯的状态和信号控制规则确定交通灯的控制方式,比如根据交通流量高低切换交通灯的状态。
输出端口设置是将确定好的控制信号输出到对应的执行模块,如输出信号控制交通灯的红绿灯状态。
通信设置是实现与其他相关系统的联动,如与监控系统的数据交互。
硬件选型是交通灯PLC控制系统设计的重要环节,主要包括PLC控制器、传感器、执行器和电源等。
PLC控制器应该具有高性能、稳定可靠的特点,能够满足交通灯控制系统的需求。
传感器的选型应基于交通流量和行人流量的检测需求,常用的有光电传感器、气压感应器等。
执行器的选型应根据交通灯的类型确定,如LED灯管、数码管等。
电源的选型应满足交通灯控制系统的供电需求,选用稳定可靠的电源。
交通灯PLC控制系统设计具有以下特点:灵活性高、可靠性强、实时性好。
PLC控制器的可编程性使得交通灯的控制逻辑可以根据实际需求进行灵活调整,满足不同时间段的交通流量要求。
PLC的智能交通灯控制系统设计--智能交通灯控制系统设计文档1-引言1-1 目的和范围本文档旨在设计一套基于PLC的智能交通灯控制系统,用于实现交通流畅和安全管理。
1-2 定义●PLC:可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一种可编程数字运算控制器。
●智能交通灯:根据实时交通信息和需求,自动调整交通灯的信号显示。
●交通流畅:指通过合理的交通信号控制,减少交通拥堵和延误,提高交通效率。
●安全管理:通过合理的交通信号控制,确保道路交通的安全性和可靠性。
2-系统架构设计2-1 系统组成部分●PLC控制器●交通灯信号灯●交通检测传感器●人行横道信号灯●数据通信模块2-2 系统工作原理智能交通灯控制系统通过交通检测传感器获取实时交通信息,根据预设的控制算法,向信号灯发送指令来调整信号显示。
同时,通过数据通信模块与其他交通管理设备进行通信,实现跨路口协调控制。
3-系统硬件设计3-1 PLC控制器选型选择适宜的PLC控制器,满足系统的输入输出要求和性能需求。
3-2 交通灯信号灯设计根据道路交通需求和交通管理规范,设计合适的交通灯信号灯,包括信号显示颜色和亮度。
3-3 交通检测传感器选型选择适宜的交通检测传感器,可根据车辆和行人的实时情况,提供准确的交通流量数据。
3-4 人行横道信号灯设计根据行人需求和交通管理规范,设计合适的人行横道信号灯,保证行人安全过马路。
3-5 数据通信模块选型选择适宜的数据通信模块,实现系统与其他交通管理设备的数据交互和远程控制。
4-系统软件设计4-1 PLC编程使用PLC编程软件进行控制算法的编写,实现交通灯信号的动态调整。
4-2 信号灯控制算法设计设计合理的控制算法,根据实时交通信息和需求,动态调整交通灯信号显示。
4-3 数据通信协议设计设计系统与其他交通管理设备之间的数据通信协议,实现数据交互和远程控制。
5-系统测试与验证5-1 硬件测试对系统硬件进行功能测试,确保各部件正常工作。
基于plc的交通灯控制系统设计毕业论文目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景和意义 (2)1.1.1 交通灯控制系统的重要性 (3)1.1.2 PLC在交通灯控制系统中的应用 (4)1.2 研究目的和任务 (6)1.2.1 论文研究目的 (7)1.2.2 论文研究任务 (8)二、交通灯控制系统概述 (8)2.1 交通灯控制系统的定义 (10)2.2 交通灯控制系统的组成 (10)2.2.1 硬件设备 (11)2.2.2 软件系统 (12)2.3 交通灯控制系统的分类 (13)2.3.1 传统交通灯控制系统 (15)2.3.2 基于PLC的交通灯控制系统 (16)三、PLC技术基础 (17)四、基于PLC的交通灯控制系统设计 (19)4.1 设计原则和设计要求 (20)4.1.1 设计原则 (21)4.1.2 设计要求 (22)4.2 系统架构设计 (23)4.2.1 总体架构设计 (26)4.2.2 控制器设计 (27)4.2.3 传感器设计 (28)4.3 系统功能实现 (29)4.3.1 交通灯控制功能实现 (30)4.3.2 系统监控功能实现 (32)4.3.3 故障诊断与报警功能实现 (33)五、系统测试与性能分析 (35)一、内容概括本文主要针对基于PLC的交通灯控制系统进行了深入研究和设计。
对交通灯控制系统的基本原理和功能进行了详细阐述,包括红绿灯的切换、行人过街按钮的响应以及故障检测与报警等功能。
对PLC 在交通灯控制系统中的应用进行了分析,重点介绍了PLC的硬件组成、编程语言以及编程方法等方面的内容。
在此基础上,设计了一套完整的基于PLC的交通灯控制系统,并通过实际应用验证了其可行性和稳定性。
对整个系统进行了总结和展望,为今后类似项目的开展提供了有益的参考。
1.1 研究背景和意义随着城市化进程的加快,智能交通系统在现代城市建设中扮演着越来越重要的角色。
交通灯作为道路交通管理的重要组成部分,其控制系统的先进性和稳定性直接关系到道路通行效率和交通安全。
面向物联网的智能交通灯控制系统设计智能交通灯控制系统设计——为物联网时代的交通提供智慧解决方案概述随着物联网技术的快速发展,交通领域也迎来了巨大的变革。
传统的交通管理方式逐渐无法适应日益增长的交通流量和复杂的交通环境。
智能交通灯控制系统设计应运而生,致力于提供高效、安全、智慧的交通管理方案。
1. 引言智能交通灯控制系统是一种基于物联网技术的交通管理系统,通过数据采集、分析和处理,实现交通信号灯的智能控制。
本文将围绕智能交通灯控制系统的设计展开,讨论其意义、功能以及设计方案等内容。
2. 智能交通灯控制系统的意义智能交通灯控制系统在促进交通流畅、减少交通事故、提高交通效率等方面具有重要意义。
首先,通过实时数据采集和分析,系统可以根据交通流量合理调整交通信号灯的绿灯时间,提高道路吞吐量,缓解交通拥堵。
其次,系统可以实现智能化交通信号灯的配时调度,根据道路状况和交通需求进行实时调整,减少司机的等待时间,提高交通效率。
另外,系统还可以监测和控制交通信号设备的运行状态,及时发现故障并进行维护,保障道路交通的正常运行。
此外,智能交通灯控制系统的设计还可以帮助自治区交通管理部门进行交通流量预测和道路规划,优化交通布局。
3. 智能交通灯控制系统的功能智能交通灯控制系统具备多项实用功能,主要包括实时数据采集、交通信号配时、交通流量控制、交通事故预警和故障检测与维护等方面。
实时数据采集:通过各类传感器、监控摄像头等设备,系统可以实时采集道路交通流量、车辆类型、速度、方向等数据,并进行实时上传和处理。
交通信号配时:系统根据实时数据分析和预设算法,自动优化交通信号灯的配时方案,合理分配不同方向的绿灯时间,满足不同道路状况下的交通需求。
交通流量控制:通过智能识别和分析,系统可以根据交通流量的变化进行动态调整,提高道路的通行能力,减少交通拥堵。
交通事故预警:系统可以通过摄像头和传感器实时监测道路上的交通状况,识别可能发生的交通事故风险,并及时预警,减少交通事故发生的概率。
题目五:交通灯控制系统设计准则:设计一个基于51单片机的交通灯控制系统,实现十字路口交通信号灯的基本控制、显示功能。
撰写要求:(1)首先介绍课题背景,包括交通灯的发展、基本工作原理,然后对51单片机的特点、功能引脚等进行简介;(2)根据设计要求给出设计方案,包括器件选择、单片机引脚分配等;(3)对各个模块的硬件电路进行设计,并给出软件开发流程;(4)总结:需要说明的问题以及设计的心得体会。
1引言 (1)2. 方案的选择与介绍 (2)2.1功能的实现 (2)2.1.1程序功能 (2)2.2单片机芯片的选取 (3)2.2.1 方案一89C51芯片 (3)2.2.2 方案二STC89C52RC单片机 (3)2.3 STC89C52单片机主要特性 (3)2.4 STC89C52单片机的中断系统 (5)2.5 单片机最小系统设计 (6)3.系统设计 (7)3.1交通灯原理图 (7)3.2程序流程图 (8)4 心得 (9)附件 (9)1.程序带注释 (9)1引言交通运输对经济发展的制约作用不同程度地普遍存在每个国家,如何解决大城市周围地区交通拥挤和堵塞现象几乎成了最为棘手的难题。
交通信号灯的出现,使交通得以有效管制。
近年来单片机技术发展的非常迅速,有单片机做成的产品外围元件很少,能实现的功能却很广,广泛应用于工业,交通等。
兼于此,特用单片机设计此电路交通信号灯是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障,而保障交通信号灯正常工作就成了保障交通有序、安全、快速运行的关键。
随着我国经济的高速发展,人们对私家车、公交车的需求越来越大。
相应地,我国进入WTO 以后,我国经济贸易与世界接轨,汽车业关税大大降低,使很多人都能负担得起,买私家车不再是梦想。
但是,私家车、公交车的大增无疑会对我国交通系统带来沉重的压力。
放眼现在的中国,如广州、香港、上海等大都市,无不受到交通堵塞的困扰。
中国要发展,交通事业决不能停步不前。
有及于此,我国交通管制系统应当以人性化、智能化为目的,作出相应的改善。
本论文正是以此为出发点,对单片机控制的交通信号灯模型作了较详尽的介绍。
单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。
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。
本系统采用单片机 AT89C52为中心器件来设计交通灯控制器,系统实用性强、操作简单、扩展性强。
2.方案的选择与介绍2.1功能的实现用单片机设计交通信号灯模拟控制系统,晶振采用12MHz ,南北方向和东西方向组成十字路口,南北是主道,东西是支道,轮流放行时序图如下:2.1.1程序功能常规运行状态南北道放行40秒(其中5秒用于警告,即绿灯点亮35秒后,绿灯再闪亮3秒,然后黄灯点亮2秒)。
东西道放行20秒(其中5秒用于警告,即绿灯点亮15秒后,绿灯再闪亮3秒,然后黄灯点亮2秒)。
特殊情况(按键开关K1闭合时,断开时恢复正常。
) 南北车道放行、东西方向禁行。
南北方向通行倒计时显示38s-0s 倒计时,从绿灯点亮开始到黄灯点亮期间倒计时38s 显示,显示在电路图中的指定数码管上。
此时东西方向的数码管显示为“00”。
东西红灯 35s 3s 15s 3s 2s 2s 东西黄灯 东西绿灯 南北红灯 南北黄灯 南北绿灯东西方向通行倒计时显示18s-0s倒计时,从绿灯点亮开始到黄灯点亮期间倒计时18s 显示,显示在电路图中的指定数码管上。
此时南北方向的数码管显示为“00”。
2.2单片机芯片的选取2.2.1 方案一89C51芯片采用89C51芯片作为硬件核心,利用Flash ROM,内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时,由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。
2.2.2 方案二STC89C52RC单片机采用STC89C52RC单片机作为硬件核心,该单片机指令代码完全兼容传统的8051单片机。
STC89C52RC的工作电压为5.5-3.4V,工作频率范围0-80MHz,程序存储器flash容量为8KB,随机存储器RAM空间为512字节,完全满足设计要求。
综上所述:单片机芯片采用STC89C52RC。
2.3 STC89C52单片机主要特性1. 一个8 位的微处理器(CPU)。
2. 片内数据存储器RAM(128B),用以存放可以读/写的数据,如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等,SST89 系列单片机最多提供1K 的RAM。
3. 片内程序存储器ROM(4KB),用以存放程序、一些原始数据和表格。
但也有一些单片机内部不带ROM/EPROM,如8031,8032,80C31 等。
目前单片机的发展趋势是将RAM 和ROM 都集成在单片机里面,这样既方便了用户进行设计又提高了系统的抗干扰性。
SST 公司推出的89 系列单片机分别集成了16K、32K、64K Flash 存储器,可供用户根据需要选用。
4. 四个8 位并行I/O 接口P0~P3,每个口既可以用作输入,也可以用作输出。
5. 两个定时器/计数器,每个定时器/计数器都可以设置成计数方式,用以对外部事件进行计数,也可以设置成定时方式,并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制。
为方便设计串行通信,目前的52 系列单片机都会提供3 个16 位定时器/计数器。
6. 五个中断源的中断控制系统。
现在新推出的单片机都不只 5 个中断源,例如SST89E58RD 就有9 个中断源。
7. 一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行I/O 口,用于实现单片机之间或单机与微机之间的串行通信。
8. 片内振荡器和时钟产生电路,但石英晶体和微调电容需要外接。
最高允许振荡频率为12MHz。
SST89V58RD 最高允许振荡频率达40MHz,因而大大的提高了指令的执行速度。
图1.1STC89C52单片机管脚图部分引脚说明:1.时钟电路引脚XTAL1 和XTAL2:XTAL2(18 脚):接外部晶体和微调电容的一端;片内它是振荡电路反相放大器的输出端,振荡电路的频率就是晶体固有频率。
若需采用外部时钟电路时,该引脚输入外部时钟脉冲。
要检查振荡电路是否正常工作,可用示波器查看XTAL2 端是否有脉冲信号输出。
XTAL1(19 脚):接外部晶体和微调电容的另一端;在片内它是振荡电路反相放大器的输入端。
在采用外部时钟时,该引脚必须接地。
2.控制信号引脚RST,ALE,PSEN 和EA:RST/VPD(9 脚):RST 是复位信号输入端,高电平有效。
当此输入端保持备用电源的输入端。
当主电源Vcc 发生故障,降低到低电平规定值时,将+5V 电源自动两个机器周期(24个时钟振荡周期)的高电平时,就可以完成复位操作。
RST 引脚的第二功能是VPD,即接入RST 端,为RAM 提供备用电源,以保证存储在RAM 中的信息不丢失,从而合复位后能继续正常运行。
ALE/PROG(30 脚):地址锁存允许信号端。
当8051 上电正常工作后,ALE 引脚不断向外输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率fOSC 的1/6。
CPU 访问片外存储器时,ALE 输出信号作为锁存低8 位地址的控制信号。
平时不访问片外存储器时,ALE 端也以振荡频率的1/6 固定输出正脉冲,因而ALE 信号可以用作对外输出时钟或定时信号。
如果想确定8051/8031 芯片的好坏,可用示波器查看ALE端是否有脉冲信号输出。
如有脉冲信号输出,则8051/8031 基本上是好的。
ALE 端的负载驱动能力为8 个LS 型TTL(低功耗甚高速TTL)负载。
此引脚的第二功能PROG 在对片内带有4KB EPROM 的8751 编程写入(固化程序)时,作为编程脉冲输入端。
PSEN(29 脚):程序存储允许输出信号端。
在访问片外程序存储器时,此端定时输出负脉冲作为读片外存储器的选通信号。
此引肢接EPROM 的OE 端(见后面几章任何一个小系统硬件图)。
PSEN 端有效,即允许读出EPROM/ROM 中的指令码。
PSEN 端同样可驱动8 个LS 型TTL 负载。
要检查一个8051/8031 小系统上电后CPU 能否正常到EPROM/ROM 中读取指令码,也可用示波器看PSEN 端有无脉冲输出。
如有则说明基本上工作正常。
EA/Vpp(31 脚):外部程序存储器地址允许输入端/固化编程电压输入端。
当EA 引脚接高电平时,CPU只访问片内EPROM/ROM并执行内部程序存储器中的指令,但当PC(程序计数器)的值超过0FFFH(对8751/8051 为4K)时,将自动转去执行片外程序存储器内的程序。
当输入信号EA 引脚接低电平(接地)时,CPU 只访问外部EPROM/ROM 并执行外部程序存储器中的指令,而不管是否有片内程序存储器。
对于无片内ROM 的8031 或8032,需外扩EPROM,此时必须将EA 引脚接地。
此引脚的第二功能是Vpp 是对8751 片内EPROM固化编程时,作为施加较高编程电压(一般12V~21V)的输入端。
3.输入/输出端口P0/P1/P2/P3:P0口(P0.0~P0.7,39~32 脚):P0口是一个漏极开路的8 位准双向I/O口。
作为漏极开路的输出端口,每位能驱动8 个LS 型TTL 负载。
当P0 口作为输入口使用时,应先向口锁存器(地址80H)写入全1,此时P0 口的全部引脚浮空,可作为高阻抗输入。
作输入口使用时要先写1,这就是准双向口的含义。
在CPU 访问片外存储器时,P0口分时提供低8 位地址和8 位数据的复用总线。
在此期间,P0口内部上拉电阻有效。
P1口(P1.0~P1.7,1~8 脚):P1口是一个带内部上拉电阻的8 位准双向I/O口。
P1口每位能驱动4 个LS 型TTL 负载。
在P1口作为输入口使用时,应先向P1口锁存地址(90H)写入全1,此时P1口引脚由内部上拉电阻拉成高电平。
P2口(P2.0~P2.7,21~28 脚):P2口是一个带内部上拉电阻的8 位准双向I/O口。
P口每位能驱动4个LS 型TTL 负载。
在访问片外EPROM/RAM 时,它输出高8 位地址。
P3口(P3.0~P3.7,10~17 脚):P3口是一个带内部上拉电阻的8 位准双向I/O口。
P3口每位能驱动4个LS型TTL负载。
P3口与其它I/O 端口有很大的区别,它的每个引脚都有第二功能,如下:P3.0:(RXD)串行数据接收。