一个十字路口的交通灯控制系统设计报告

交通信号灯控制电路的设计一、设计任务与要求1、任务用红、黄、绿三色发光二极管作为信号灯，设计一个甲乙两条交叉道路上的车辆交替运行，且通行时间都为25s的十字路口交通信号灯，并且由绿灯变为红灯时，黄灯先亮5s，黄灯亮时每秒钟闪亮一次。

2、要求画出电路的组成框图，用中、小规模集成电路进行设计与实现用EAD软件对设计的部分逻辑电路进行仿真，并打印出仿真波形图。

对设计的电路进行组装与调试，最后给出完整的电路图，并写出设计性实验报告。

二、设计原理和系统框图（一）设计原理1、分析系统的逻辑功能，画出其框图交通信号灯控制系统的原理框图如图2所示。

它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。

秒脉冲信号发生器是该系统中定时器和该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。

图1 交通灯控制电路设计框图图中：Tl：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25s，即车辆正常通行的时间间隔。

定时时间到，Tl=1,否则，Tl=0.Ty：表示黄灯亮的时间间隔为5s。

定时时间到，Ty=1,否则，Ty=0。

St：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。

它一方面控制定时器开始下一个工作状态的定时，另一方面控制着交通信号灯状态转换。

2、画出交通信号灯控制器ASM图（1）甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。

表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。

绿灯亮足规定的时间隔TL时控制器发出状态信号ST转到下一工作状态。

（2）乙车道黄灯亮乙车道红灯亮。

表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行已过停车线的车辆继续通行乙车道禁止通行。

黄灯亮足规定时间间隔TY时控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态。

（3）甲车道红灯亮乙车道绿灯亮。

表示甲车道禁止通行乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时 控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态。

交通灯控制器设计一.系统功能设计要求设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器，要求如下：（1）南北和东西方向各有一组红、绿、黄灯来指挥交通，持续时间分别为25S，20S，和5S。

（2）当有特殊情况（如消防车、救护车等）时，两个方向均为红灯亮，计时停止。

（3）当特殊情况结束后,控制器恢复原来状态，继续正常运行。

（4）用两组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的时间。

二.设计原理1.交通灯控制器的状态转换根据题目要求将将红绿灯的状态转换列成如下表：2.设计方案1)由于交通灯需要使用2位7段LED数码管指示通行剩余时间，故采用LED动态扫描方式显示当前时间。

频率设定CLK1k对应的频率为50MHZ。

2)控制模块是交通灯的核心，主要控制交通灯按工作顺序自动变换，同时控制倒计时模块工作，每当倒计时回零时，控制模块接收到一个计时信号，从而控制交通灯进入下一个工作状态。

3)每个方向有一组2位倒计时器模块，用以显示该方向交通灯剩余的点亮时间。

4)显示模块由两部分组成，一是由七段数码管组成的倒计时显示器，每个方向两个七段数码管；二是由发光二极管代替的交通灯，每个方向3个发光二极管。

三．变量符号说明其中，CLK1K为系统时钟信号输入端，SN为禁止通行信号输入通行信号输入端，light0为东西红灯信号输出端，light1为东西黄灯信号输出端，light2为东西绿灯信号输出端，light3为南北红灯信号输出端，light4为南北黄灯信号输出端，light5为南北绿灯信号输出端，led1、led2、led3、led4为数码管地址选择信号输出端。

四．代码说明library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity Hongld ISport (clk1k,SN:in std_logic; --SN紧急情况led1, led2, led3, led4 :out std_logic_vector (6 downto 0);--显示管显示时间用light:out std_logic_vector (5 downto 0)); --红绿黄灯end Hongld;architecture traffic1 of Hongld ISsignal S:std_logic_vector (1 downto 0); --状态signal DXT:std_logic_vector(7 downto 0):=X"01"; --东西方向时间signal NBX:std_logic_vector(7 downto 0):=X"01"; --南北方向时间signal ART,AGT,AYT,BRT,BGT,BYT: std_logic_vector(7 downto 0); --红绿黄灯信号signal temp: integer range 0 to 49999999; --产生1s计数器时计数signal clk: std_logic;beginART<="00100101";AGT<="00100000";AYT<="00000100";BRT<="00100101";BGT<="00100000";BYT<="00000100";process(clk1k) -- 选频率为50MHZ beginif (clk1k'event and clk1k='1') thenif temp=49999999 thentemp<=0;clk<='1';elsetemp<=temp+1;clk<='0';end if;end if;end process;process(clk,DXT,NBX) --状态转换进程beginif clk'event and clk ='1' thenif(DXT ="00000001")OR (NBX = "00000001") then S<=S+1;else S<=S;end if; --状态转换结束end if;end process;process (clk,SN,S) --倒计时模块beginif SN = '1' then DXT<=DXT; NBX<=NBX;elseif clk'event and clk='1' thenif (DXT="0000000") OR (NBX="00000000") thencase S ISwhen "00"=>DXT<=ART; NBX<=BGT; --南北红灯、东西绿灯when "01"=>NBX<=BYT; --南北红灯、东西黄灯when "10"=>DXT<=AGT; NBX<=BRT; --南北绿灯、东西红灯when "11"=>DXT<=AYT; --南北黄灯、东西红灯when others=>NULL;end case;end if;if DXT/="00000000" thenif DXT(3 downto 0)= "0000" thenDXT(3 downto 0)<="1001";DXT(7 downto 4)<=DXT(7 downto 4)-1;else DXT(3 downto 0)<=DXT(3 downto 0)-1;DXT(7 downto 4)<=DXT(7 downto 4);end if;end if;if NBX/="00000000" thenif NBX(3 downto 0)="0000" thenNBX(3 downto 0)<="1001";NBX(7 downto 4)<=NBX(7 downto 4)-1;else NBX(3 downto 0)<=NBX(3 downto 0)-1;NBX(7 downto 4)<=NBX(7 downto 4);end if;end if;end if;end if;end process; --倒计时模块结束process(DXT,NBX,S,SN) --显示模块begincase NBX(3 downto 0) iswhen "0000"=>led1<="1000000";when "0010"=>led1<="0100100"; when "0011"=>led1<="0110000"; when "0100"=>led1<="0011001"; when "0101"=>led1<="0010010"; when "0110"=>led1<="0000010"; when "0111"=>led1<="1111000"; when "1000"=>led1<="0000000"; when "1001"=>led1<="0010000"; when others=>led1<="1111111"; end case;case NBX(7 downto 4) iswhen "0000"=>led2<="1000000"; when "0001"=>led2<="1111001"; when "0010"=>led2<="0100100"; when "0011"=>led2<="0110000"; when "0100"=>led2<="0011001"; when "0101"=>led2<="0010010"; when "0110"=>led2<="0000010"; when "0111"=>led2<="1111000"; when "1000"=>led2<="0000000"; when "1001"=>led2<="0010000"; when others=>led2<="1111111"; end case;case DXT(3 downto 0) iswhen "0000"=>led3<="1000000"; when "0001"=>led3<="1111001"; when "0010"=>led3<="0100100"; when "0011"=>led3<="0110000"; when "0100"=>led3<="0011001"; when "0101"=>led3<="0010010"; when "0110"=>led3<="0000010"; when "0111"=>led3<="1111000"; when "1000"=>led3<="0000000"; when "1001"=>led3<="0010000"; when others=>led3<="1111111"; end case;case DXT(7 downto 4) iswhen "0000"=>led4<="1000000"; when "0001"=>led4<="1111001"; when "0010"=>led4<="0100100";when "0100"=>led4<="0011001";when "0101"=>led4<="0010010";when "0110"=>led4<="0000010";when "0111"=>led4<="1111000";when "1000"=>led4<="0000000";when "1001"=>led4<="0010000";when others=>led4<="1111111";end case;if SN ='1' then light<="001001";elsecase S ISwhen "00"=>light<="010001";when "01"=> light <="100001";when "10"=> light <="001010";when "11"=> light <="001100";when others=>NULL;end case;end if;end process;end traffic1;五．仿真波形图仿真时序波形图。

一个十字路口的交通灯控制系统设计报告设计目标：1.安全性：确保交通流畅且安全，减少交通事故的发生。

2.效率性：提高交通流量，减少交通拥堵。

3.能源效率性：最大限度地利用交通信号灯的能源，降低能源的浪费。

设计原则：1.灵活性：能够根据交通流量和实时情况调整信号灯的时序。

2.自动化：通过传感器和算法实现自动控制，减少人为干预的依赖。

3.可扩展性：能够方便地增加或减少交叉口的信号灯控制单元。

4.可靠性：确保系统能够长时间稳定运行，减少故障发生的可能性。

5.经济性：设计成本较低，并考虑到未来维护和更新的成本。

系统设计：1.传感器：安装在交叉口附近的传感器，如压力传感器和红外线传感器，用于检测交通流量和车辆的位置。

2.控制单元：使用微控制器或PLC作为交通灯控制单元，接收传感器的数据，并根据预设的算法调整信号灯的时序。

3.信号灯：交叉口设置适当数量的红绿灯，通过控制单元来切换信号灯的状态。

4.网络连接：将交叉口的控制单元连接到互联网，以实现远程监控和管理。

工作原理：1.传感器检测到交通流量和车辆位置的变化。

2.传感器将数据传输给控制单元。

3.控制单元根据预设的算法分析传感器数据，确定相应的时序。

4.控制单元根据时序控制信号灯的状态，并将控制信号发送给信号灯。

5.信号灯根据控制单元的信号进行状态转换。

6.控制单元可通过网络连接进行远程监控和管理，以便及时调整交通流量控制。

总结：一个十字路口的交通灯控制系统需要从安全性、效率性和能源效率性等角度来设计。

通过传感器和控制单元实现自动控制，确保交通流畅且安全，并降低能源浪费。

系统设计需要考虑灵活性、自动化、可扩展性、可靠性和经济性等原则，并通过网络连接实现远程监控和管理。

课程设计设计题目：十字路口自动红绿灯指挥系统2014年7月9日目录一、设计内容 (1)（一）设计题目 (1)（二）主要指标及要求 (1)二、设计方案 (1)三、方案选择及电路工作原理 (1)（一）工作原理分析 (1)（二）单元模块设计及分析 (1)1．时钟信号脉冲发生器设计 (2)2．倒计时计数器设计 (3)3．状态计数器设计 (6)4．数据选择器设计 (8)5．延时电路设计 (10)6．红绿黄灯的设计 (11)四、仿真及结果 (12)（一）仿真过程分析 (12)（二）仿真结果 (13)五、总电路图 (13)六、元器件清单（表） (14)七、实验结果 (14)八、心得体会 (14)九、参考文献 (15)一、设计内容（一）设计题目十字路口自动红绿灯指挥系统。

设计一个十字路口交通信号灯控制器，用于控制交通主干道的交通灯和计时器，自动指挥干道车辆和行人轮流通行，保证车辆和行人安全通行。

（二）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、设计方案三、方案选择及电路工作原理（一）工作原理分析红绿黄灯工作分三个阶段，即有三个状态T0、T1、T2。

在状态T0停留15秒，此间红灯亮，然后转至状态T1。

在状态T1停留20秒，此间绿灯亮。

20秒后转至T2，在状态T2下，黄灯亮5秒，5秒后返回状态T0。

交通灯控制系统由时钟信号脉冲发生器、倒计时计数器、状态计数器、数据选择器以及延时电路组成。

状态计数器可以输出3个状态信号：T0、T1和T2，编码分别为00、01、10，由QBQA 表示。

三个状态信号分别控制红绿黄三种颜色的灯。

三个状态信号通过控制数据选择器，控制每个状态的不同计数。

倒计时计数器的DCBA 与数据选择器输出相连，A B C D Q Q Q Q 与数码管相连，实现倒计时显示功能。

十字路口交通信号灯PLC控制系统设计题目:十字路口交通信号灯PLC控制系统院系名称:专业班级:学生姓名:导师姓名:职称:二○一五年月目录摘要 (4)第1章绪论 (5)1.1 引言 (5)1.2 课题的背景 (5)1.3 课题研究的目的意义 (6)1.4 国内外现状及未来发展趋势 (7)1.4.1 国外发展现状 (8)1.4.2 国内发展现状 (8)1.4.3 未来发展趋势 (9)1.5课题研究的主要内容 (9)第2章控制系统总体方案与技术要求 (11)2.1 系统的基本要求 (11)2.1.1信号灯的基本构成 (11)2.1.2基本控制要求 (12)2.2 PLC的结构及原理 (13)2.2.1 PLC的分类 (13)2.2.2 PLC的基本结构及原理 (13)2.2.3 PLC设计的基本原则 (14)2.3 PLC的选用 (15)2.4 本章小结 (16)第3章信号灯控制系统的设计 (17)3.1 信号灯结构设计 (17)3.1.1工作时序图 (17)3.1.2可编程控制器I/O端口分配 (19)3.1.3程序梯形图指令表 (19)3.1.4信号灯的PLC外部连线图 (22)结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)摘要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。

如何改善交通灯控制系统，以适应现在的交通状况，成为竞相研究的课题，本文对该问题给予了深刻地研究。

本文十字路口交通灯控制系统主要用于处理十字路口车辆及行人通过的问题，使其减少相互干扰，提高了十字路口的通行能力。

本文总结了交通灯控制技术的发展，讨论了基于PLC的十字路口交通信号灯控制系统的设计可行性。

根据PLC的工作原理并结合城市交通的实际状况，本文提出了以三菱公司生产的FX2N-128MT-001型PLC作为基本控制核心，安排了四个方向的直行、左转红黄绿灯，人行道红绿灯以及倒计时数码管的具体配置；设计完成了PLC的I/O端口分配和控制程序；探索了基于红外遥控的十字路口交通信号灯的无线强通控制方案并设计了具体的硬件电路及软件控制程序。

衢州学院微机原理及应用课程设计报告交通灯控制系统姓名：学号：专业班级：指导老师：所在学院：年月日摘要关键词：单片机，交通灯本设计是在熟练掌握单片机及其仿真系统使用方法基础上，综合应用单片机原理、微机原理、电子技术等课程方面的知识，设计一个采用AT89S52单片机控制的交通灯控制电路。

该设计给出了一种简单低成本交通灯控制系统的硬件和软件设计方案、及其各个路口交通灯的状态循环显示，并通过程序流程图详细进行讲解与分析。

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ATS89S52设计交通灯控制器，红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示，红绿灯信号通过P2口输出，显示时间直接通过单片机P0口和选择端送至双位数码管，通过扫描程序实现东西和南北方向数据的显示，同时能用控制按键设置红、绿灯点亮时间，当遇到特殊情况时，可设置仅南北方向通行或东西方向上通行，或者两个方向上都为红灯，在此情况下，报警器会发出报警，提醒过往行人。

本系统实用性强、操作简单。

本设计是模仿交通灯控制系统设计的一个交通灯控制电路。

系统硬件的设计部分采用AT89S52单片机为核心器件，加以复位电路，时序电路构成最小系统，并通过驱动电路、数码管及晶体管构成显示部分。

通过中断扩展实现交通灯系统特殊情况的转换。

系统软件的设计部分分为一个主程序和两个中断子程序，一个用于有紧急车辆通过时，系统要能禁止普通车辆通行，实行中断可使A（东西道）、B（南北道）两道均亮红灯；另一个用于一道有车而另一道无车时，通过控制交通灯系统能立即让有车道放行，假如A道有车B道无车，按一下K0可以控制交通灯系统能立即让东西道放行，再按恢复；假如南北道有车东西道无车，按一下K1可以控制交通灯系统能立即南北道放行，再按恢复。

目录1．概述 (3)1．1本次课程设计的意义 (3)1．2本次课程设计的任务及要求 (3)2 系统总体方案及硬件设计 (4)2.1总体设计方案 (4)2.2系统硬件电路设计 (4)3.软件设计 (8)3.1系统分析 (8)3.2参数计算 (8)3.3程序设计 (9)4.课程设计的体会 (14)参考文献 (15)附1：源程序代码 (15)附2：系统原理图 (23)1．概述1．1本次课程设计的意义在现代社会，单片机已经广泛深入应用到工业控制、智能仪表、机械、航空、家电、金融等各个领域。

目录一、设计任务与要求 (2)1．1.设计任务 (2)1．2.设计要求 (2)二、单片机硬件资源 (2)2．1．AT89C51单片机 (2)2．2. 交通灯中的中断处理流程 (6)2．3.系统硬件总电路构成及原理 (7)2．4．设计思路 (7)2．5. 电源提供方案 (7)2．6.显示界面方案 (8)2．7. 输入方案 (8)2．8.单片机交通控制系统的通行方案设计 (8)2．9.单片机交通控制系统的功能要求 (10)2．10.单片机交通控制系统的基本构成及原理 (11)三、电路设计 (11)3．1电路构成 (12)3．2系统工作原理 (12)3．3．其它硬件介绍及连接 (13)四、软件设计及分析 (15)4．1．程序主体设计流程 (15)4．2．理论基础知识 (16)4．3. 程序源代码 (17)五、总结 (22)交通灯控制设计一、设计任务与要求1．1.设计任务十字路口车辆穿梭，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，要选择最有效，最准确，最方便的控制方式。

1．2.设计要求（1）东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间20 S（2）东西方向与南北方向黄灯亮，时间5 S（3）南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间20 S（4）如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮（5）时间显示至数码管或LCD二、单片机硬件资源2．1.AT89C51单片机AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

十字路口交通信号灯控制系统设计专业：应用电子技术班级：09应电五班*名：**0906020129*名：***0906020115指导教师：***2011.6.11目录摘要…………………………………………………….……….3.一、绪论 (4)二、PLC 的概述 (5)2.1、概述 (5)2.2、PLC的特点 (5)2.3、PLC的功能 (5)三、交通灯控制系统设计 (6)3.1、控制要求 (6)3.2、交通灯示意图 (6)3.3、交通灯时序图 (7)3.4、交通灯流程图 (7)3.5、I/0口分配 (8)3.6、定时器在1个循环中的明细表 (8)3.7、程序梯形图 (10)四、设计总结 (12)参考文献 (12)摘要PLC可编程控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。

它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。

据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。

专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。

由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时具内部定时器资源十分丰富，可对目前普通的使用的“渐进式”信号灯进行精确的控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。

因此现在越来越多的将PLC应用于交通灯系统中。

同时，PLC本身还具有通讯联网的功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。

一、绪论当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车俩最常见和最有效的手段。

但这一技术在19世纪就已经出现。

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得广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。