十字路口红绿灯设计方案图纸

网络教育学院《可编程控制器》大作业题目：十字路口交通灯设计学习中心：厦门电子学校奥鹏学习中心层次：高中起点专科专业：电力系统自动化技术年级： 2013年秋季学号：学生姓名：题目五：十字路口交通灯控制设计起动后，南北红灯亮并维持30s。

在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，东西绿灯亮25s 后闪亮，3s后熄灭，东西黄灯亮，黄灯亮2s后，东西红灯亮，与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。

南北绿灯亮25s后闪亮，3s后熄灭，南北黄灯亮，黄灯亮2s后，南北红灯亮，东西红灯灭，东西绿灯亮。

依次循环。

十字路口交通灯控制示意图及时序图如下图所示。

设计要求：（1）首先对可编程序控制器（PLC）的产生与发展、主要性能指标、分类、特点、功能与应用领域等进行简要介绍；（2）设计选用西门子S7－200 系列PLC，对其I/O口进行分配，并使用STEP7-MicroWIN编程软件设计程序梯形图（梯形图截图后放到作业中）；（3）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。

1 设计背景1.1 背景概述本文对十字路口交通信号灯控制系统，运用可编程逻辑器件PLC做了软件与硬件的设计，能基本达到控制要求。

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。

1.2 可编程逻辑控制器简介可编程逻辑控制器(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。

电气与电子信息工程学院《电气控制与PLC课程设计》设计报告名称：十字路口红绿灯的设计专业名称：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：设计时间：2013年6月3日—2013年6月14日设计地点： K3-218 PLC实验室摘要PLC可编程序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和重要的基础设备之一，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，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便地实现。

因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。

可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。

在该设计中，还引入EDA模拟十字路口红绿灯闪亮及车辆通行，十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中的实际应用。

【关键词】：十字路口交通灯 PLCAbstractThe PLC programmable logic controller is a new industrial control devices, which is based on microprocessor, synthesizes computer technology, automatic control technology and communication technologies. It has the simple structure, the convenient programming, the reliable higher merit, and has widely used in the commercial run and position automatic control. Statistics have indicated, the programmable controller is most one kind of equipment in the industrial automation installment applies. The expert believed that the programmable controller will become the main method and one of important foundation equipment in further, PLC, the robot, CAD/CAM will become the industrial production three big props. Because PLC adapts to environment strong, simultaneously its internal timer resources are extremely rich, which carry on the accuracy control to the present universal use many “the evolution type” the signal light, special to the multi-road fork control. Therefore the present PLC is used in the traffic light system, which may reduce the vehicles general waiting time and realize scientific style management. In this design, also introduces the EDA simulation intersection traffic light to glisten and the vehicles to passes through, which visual demonstrates PLC in the traffic light system practical application.【Key words】crossroads traffic light PLC交通信号灯的作用和意义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。

交通路口红绿灯模交通路口红绿灯模一.问题的背景与提出在全世界每个国家都会有堵车等交通问题，在我国也不例外，而红绿灯的设计就是有效的缓解并解决交通堵塞的问题.结合实际设计十字路口一个红绿灯模型,并确定一个红绿灯的时间长度使其可以缓解交通堵塞.方案一:二. 假设和参变量：为了研究为方便我们假设：1.十字路口秩序良好 , 不会发生堵塞。

2.所有的车辆都相同 , 并且都是从静止状态匀加速启动加速度相同, 直到相同的最大速度 .3.红灯时白线前等待的相邻两辆车之间的距离相等。

4. 前一辆车启动后，下一辆车启动的延迟时间相等。

5各个方向的绿灯时间相同（这仅是为了研究问题方便，可能会与实际有所偏差）6我们只研究交通高峰期的情况，所以车是源源不断来的，且来的速度是匀速，且各个道口的车辆到来是相互独立的。

7 十字路口东西南北四个方向各有直行道一个，左右行道各一个 .交通路口模型：图中按上北下南参量 :以南北方向绿灯开始亮的时候为时刻t=0.考虑黄灯时，如图我们标注一条黄线，黄灯线与停止线之间的距离L0十字路口的宽度度为H路口每个车道车辆增速为N(t)辆/秒, N-S直行车辆所需要的时间是T1， N-S 方向向左转及向右转的时间T2 W-E 直行车辆所需要的时间是T3=T1， W-E 方向向左转及向右转的时间 T4=T2红黄绿灯一个周期TT=T1+T1'+T2+T2'+T3+T3'+T4+T4'=4(T1+T') （由对称性与随机性可得 T1=T2=T3=T4,T' 为黄灯亮的时间）汽车的长度 L，速度红灯时等待的相邻的两辆车之间的距离a 最高时速为v*D 相邻两辆汽车启动的延迟时间T 汽车的加第 n 辆车到达限速的时间tn*间时刻 t 表示第tt 1.黄灯模型n 辆汽车所在的位置Sn(t) 第 n 辆汽车开始启动的时间tn 司机反映时黄灯这段时间里，要求里十字路口近的车通过路口，远的车则开始减速在白线前停下来 L0=v*tt+(v*^2)/2aT'=max (tt+v*/a, (L0+H)/v*) 2. 绿灯模型：红灯时车都排在白线后面等待绿灯亮，且我们模拟交通高峰期的情况，车会连绵不断的到来，且来的车流不会停止。

目录摘要 (3)第一章设计任务与要求 (4)第二章基本方案 (4)2. 1方案一 (4)2. 2方案二 (4)2. 3方案三 (4)第三章方案选择 (4)第四章电路原理图 (4)4. 1计数模块电路 (4)4. 2 红灯闪烁电路 (5)4. 3数码管显示电路 (5)4. 4 194模块 (8)4. 5主体电路图 (10)4. 6元器件清单 (10)第五章电路调试 (11)5. 1 Protues软件仿真 (11)5. 2硬件电路调试 (11)5.2.1 测试电路 (12)5.2.2硬件测试出现问题及解决方案 (14)第六章电路测试后总结 (15)6. 1设计小结 (15)6. 2设计缺点 (15)6. 3系统性能分析 (15)参考文献 (15)摘要中文摘要：在城市交通道路中，由两条道路的汇合点所形成的十字交叉路口很多。

为了确保交通安全及车辆的迅速、有效的通行，在交叉路口的每个入口处需要设置红、绿、黄三色信号灯。

对于机动车来说，红灯亮时，禁止通行；绿灯亮时，则允许通行；黄灯亮时，则提示司机将行使中的车辆减速并准备停下来。

十字路口交通灯的控制逻辑采用数字电路很容易实现。

根据交通灯控制的点功能不同，有简单的红、黄、绿三色交通灯控制电路。

有带时间显示的控制电路；有主干道与支干道通行时间不同的控制电路；有带时间转换功能的交通灯控制电路；有手动控制电路。

一般交通灯控制电路主要由定时器、控制器、译码和显示几个部分组成。

关键词：交通灯定时器控制器English abstract：Cross intersection formed by the confluence of two roads point a lot of urban traffic road. Each entrance of the intersection, in order to ensure traffic safety and vehicle rapid, effective access need to set the red, green, and yellow signal lights. For motor vehicles, for the red light, closed to traffic; When the green light is allowed access; yellow light, prompting the driver will exercise in the vehicle to slow down and prepare to stop.Crossroads traffic light control logic digital circuit is very easy to implement. Depending on the traffic light control point function, a simple red, yellow and green traffic lights control circuit. With time display control circuit; access main roads and branch roads at different times of the control circuit; traffic light control circuit with time conversion functions; manual control circuit. General traffic light control circuit by timer, controller, decode and display several partsThe adjustable power products can be widely applied in defense, scientific research, colleges and universities, laboratories, industrial and mining enterprises, electrolysis, electroplating, charging equipment, etc. Keywords: Traffic light timer controller一、设计任务与要求1.按照红-绿-黄顺序轮流点亮2.东西向绿灯与南北向红灯不同时亮，南北向绿灯与东西向红灯不同时亮3.东西向黄灯点亮时南北向红灯闪烁，南北向黄灯点亮时东西向红灯闪烁4.当绿灯亮时数显开始倒计时二、基本方案2.1方案一用晶振产生频率，cd4060和741s74产生1HZ时钟频率，用移位寄存器74ls164来控制。

西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级11级自动化一班课程过程控制系统题目十字路口红绿灯控制设计学号0803110118学生姓名罗珂指导教师雷俊红2014年12月西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书学生姓名罗珂专业班级11级自动化一班学号0803110118指导教师雷俊红职称讲师教研室自动化课程过程控制系统题目十字路口红绿灯控制设计任务与要求设计任务：利用PLC实验室的PLC实验柜，设计一个十字路口的红绿灯控制系统。

设计要求：1．按照标准十字路口红绿灯的控制要求进行功能设计；2．用组态软件WinCC设计红绿灯的监控画面，两个方向均有红、绿、黄及左转灯；3．编制PLC的控制程序并调试直至满足控制要求为止；4．对控制系统设计的过程进行总结，认真书写课程设计报告并按时上交。

开始日期 2014.11.24 完成日期 2014.12.18年月日摘要可编程控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业，随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的应用更加突出。

十字路口红绿灯控制采用的可编程控制器具有可靠性高、维护方便、用法简单、通用性强等特点，本文采用西门子的可编程控制器控制十字路口红绿灯来说明可编程控制器硬件、软件的设计。

解决好交通灯控制问题将是保障交通有序、安全、快捷运行的重要环节。

一、设计目的利用PLC实验室的PLC实验柜，设计一个十字路口的红绿灯控制系统二、设计要求和任务1．按照标准十字路口红绿灯的控制要求进行功能设计；2．用组态软件WinCC设计红绿灯的监控画面，两个方向均有红、绿、黄及左转灯；3．编制PLC的控制程序并调试直至满足控制要求为止；4．对控制系统设计的过程进行总结，认真书写课程设计报告并按时上交。

三、总体设计方案交通信号灯控制方式很多，可以用电子电路来实现，可以用单片机编程控制来实现，也可以用PLC来实现十字路口交通灯的控制。

目录1．设计的任务与要求 (1)2. 方案论证与选择 (2)3.单元电路的设计和元器件的选择 (6)3.1 五秒倒计时减数电路的设计 (6)3.2 二十秒倒计时减数电路的设计 (9)3.3三十秒倒计时减数电路的设计 (10)3.4 状态译码电路的设计 (11)3.5交通灯状态显示电路的设计 (13)3.6交通灯定时电路的设计 (15)3.7 交通灯故障检测电路的设计 (21)3.8状态控制器电路的设计 (23)3.9人行道的指示灯电路的设计 (24)3.10 紧急情况时，手动开关控制电路的设计 (26)3.11干道通行时间调整电路的设计 (27)3.12 手动清零及数字闪烁电路的设计 (28)3.13主要元器件的选择 (30)4.系统电路总图 (30)5.经验体会 (30)6.参考文献 (32)附录A：系统电路仿真图 (33)附录B：元器件清单 (35)红绿灯控制电路的设计1.设计任务与要求1.1 设计目的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时间，创造出更多的社会价值。

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。

1.2 设计内容1.设计一个十字路口的交通灯控制电路，十字路口分为主干道、次干道，两干道交替运行，红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行。

主干道放行时间为30秒，次干道为20秒。

2. 每次绿灯变红灯，黄灯先亮5秒（另外一条道上依然是红灯）。

3. 干道上有数字显示的时间提示，方便人们把握时间，具体要求主、次道上通行时间和黄灯亮都是秒减计数。