智能交通灯设计-硬件部分_毕业论文
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基于单片机的智能交通灯控制器设计一、本文概述随着城市化进程的加快,交通拥堵问题日益严重,智能交通系统的应用与发展成为解决这一问题的关键。
其中,智能交通灯控制器作为交通系统的重要组成部分,对于提高道路通行效率、保障行车安全具有重要意义。
本文旨在设计一种基于单片机的智能交通灯控制器,通过优化算法和硬件设计,实现交通灯的智能控制,以适应不同交通场景的需求,提升城市交通的整体运行效率。
本文将首先介绍智能交通灯控制器的研究背景和意义,阐述现有交通灯控制系统的不足和改进的必要性。
接着,文章将详细介绍基于单片机的智能交通灯控制器的设计方案,包括硬件电路的设计、控制算法的选择与优化等方面。
在此基础上,本文将探讨如何通过软件编程实现交通灯的智能控制,并讨论如何在实际应用中调试和优化系统性能。
文章将总结研究成果,展望智能交通灯控制器在未来的发展方向和应用前景。
通过本文的研究,旨在为城市交通管理提供一种新的智能化解决方案,为缓解交通拥堵、提高道路通行效率提供有力支持。
本文的研究也有助于推动单片机技术和智能交通系统的发展,为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
二、单片机技术概述单片机,即单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer),是一种集成电路芯片,它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上,构成一个小而完善的微型计算机系统。
单片机以其体积小、功能强、成本低、可靠性高、应用广泛等特点,广泛应用于工业控制、智能仪表、家用电器、医疗设备、航空航天、军事装备等领域。
单片机作为智能交通灯控制器的核心部件,具有不可替代的重要作用。
它负责接收来自传感器的交通信号输入,根据预设的交通规则和算法,快速作出判断,并输出相应的控制信号,以驱动交通信号灯的亮灭和变化,从而实现交通流量的有序控制和疏导。
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。
毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计随着科技的快速发展,智能化已经成为了交通系统的重要发展方向。
在城市交通管理中,智能交通灯控制系统发挥着至关重要的作用。
本文将介绍一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的智能交通灯设计,旨在提高交通效率,确保交通安全,并改善交通环境。
一、设计背景与目的城市交通问题一直是困扰人们的难题,高峰期的拥堵和交通事故频发等问题给人们的生活带来了诸多不便。
传统的交通灯控制系统已无法满足现代交通的需求,因此需要一种更加智能化、高效的交通灯控制系统来解决这些问题。
本设计的目的是通过PLC技术,实现交通灯的智能化控制,提高道路通行效率,减少拥堵和交通事故的发生。
二、设计方案1、系统架构本设计采用PLC作为核心控制器,通过传感器采集道路交通信息,如车流量、车速、车道占有率等,根据采集到的信息对交通灯进行智能控制。
同时,系统还包括人机界面(HMI),以便工作人员对系统进行监控和调试。
2、硬件选型PLC选用具有强大计算能力和稳定性的西门子S7-1200系列,该系列PLC具有丰富的IO接口和通信端口,适合用于本设计的控制需求。
传感器选用海康威视的车流量检测器,能够实时监测道路车流量,为PLC提供控制依据。
HMI选用昆仑通态的触摸屏,能够直观地展示系统运行状态和交通信息。
3、软件设计软件部分包括PLC程序和HMI界面设计。
PLC程序主要实现道路交通信息的采集、处理和交通灯的控制逻辑。
HMI界面设计则要实现系统状态的监控、交通信息的展示和人工干预等功能。
软件设计采用模块化的思路,便于后续的维护和升级。
三、功能特点本设计的智能交通灯具有以下功能特点:1、实时监测:通过传感器实时监测道路车流量、车速和车道占有率等信息,为PLC提供控制依据。
2、智能控制:根据监测到的交通信息,PLC能够实现交通灯的智能控制,包括绿灯时间的动态调整、红灯时间的优化分配等,以提高道路通行效率。
3、安全保障:通过实时监测车流量和车速等信息,系统能够及时发现交通事故的风险,并采取相应的控制策略,保障交通安全。
摘要本系统主要介绍了以89C51单片机为核心的新交通控制控制系统的设计。
这个系统采用手动控制,定时控制,无线遥控和实时控制。
实时控制是交通控制中的一种较新颖且有效的方法,该方法应用最优控制理论中的控制思想,动态、实时地控制当前绿灯时间,在保证交通安全的前提下最大限度地提高了交通效率。
系统主要包括软件和硬件两个部分。
硬件部分:CPU主控部分电路,交通灯信号的输出和驱动电路,车辆检测出入,键盘及显示电路,时钟电路,通信电路。
CPU是整个交通灯信号控制机的核心部件,通过它来控制个电路以实现信号机的各种功能。
交通信号输出电路是把主机的交通灯控制信号送驱动器,控制交通灯的状态。
时钟电路是为了显示车辆通行的剩余时间。
通讯是主机和中央监控系统、路口基站和信号驱动部分的通讯。
键盘主要设置控制方式和各个参数。
软件部分主要是协助硬件完成各项功能。
关键词:89C51,定时控制,遥控目录1 概述 (1)1.1城市交通的作用 (1)1.2国内外交通系统发展现状 (2)1.3我国交通中存在的主要问题 (2)1.4城市交通解决的主要途径 (3)1.5论文研究的主要内容 (4)1.6系统的主要特点 (4)2 交通信号控制系统的研究 (5)2.1城市交通控制系统概述 (5)2.2交通规则介绍 (5)2.3常用交通标志简介 (6)2.4交通信号控制硬件设备简介 (7)2.5交通信号控制系统信息传输系统简介 (7)2.6信号控制方式的分类 (7)2.7交通信号控制原理 (8)3 交通控制方案设计 (9)3.1系统设计目的 (9)3.2技术框架 (9)3.3十字路口交通信号相位设置 (10)3.4不同相位配时方案 (10)3.5交通信号灯的控制方法 (11)3.5.1 定时控制 (11)3.5.2 感应控制 (11)3.6系统控制方案 (11)3.6.1感应—定时信号控制方案 (11)3.7总体方案设计 (12)3.8十字路口交通信号亮灯的顺序设定 (15)4 控制系统硬件设计 (16)4.1硬件系统设计的总体要求 (16)4.2系统的组成 (16)4.3该系统主要硬件 (16)4.3.1 主要芯片的性能介绍 (16)4.3.2 整个系统的组成框图 (21)4.3.3 交通灯CPU主控和存储部分系统原理框图 (22)4.4驱动电路的设计 (22)4.5键盘及显示电路 (23)4.6时钟电路的设计 (25)4.7车辆检测 (27)4.10串行通信接口的设计 (32)5 软件设计 (34)5.1交通控制设计主要满足以下功能 (34)5.2系统模块组成 (34)5.3主要程序流程框图 (34)致谢 (43)参考文献 (44)附录一 (45)附录二 (59)1 概述1.1 城市交通的作用城市是人类从事各类社会、政治、经济和文化的活动中心,在社会发展中起了重要的作用。
太原科技大学毕业设计(论文)任务书化学与生物工程学院机电一体化专业10级3班设计人(作者):徐今同组人:徐今吉武师海斌韩志刚王煜贺斌兰晓江邢超斌一.毕业设计(论文)题目: 智能交通灯二.原始数据(材料):(1)单片机LED灯显示设计(2)用实验室模块演示(3)软件protus仿真演示(4)亚龙实验平台目录摘要------------------------------------1 AT89C51单片机简介----------------------2一、设计目的---------------------------4二、设计目标---------------------------4三、设计任务---------------------------5四、设计内容---------------------------6 (1)指示灯燃亮的状态----------------------6(2)设计并绘制硬件电路图。
-------------7(3)设计程序流程图---------------------8(4)编程-------------------------------9五、交通管理方案----------------------10六、结束语----------------------------11七、参考文献--------------------------13摘要交通在人们生活中占有重要地位,随着人们社会活动的日益频繁,这点更是体现的淋漓尽致。
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,有明显的效果。
近年来,随着科技的飞速发展,单片机的应用不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新和自动控制的单片机应用系统中。
单片机往往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软硬件结合,加以完善。
本系统采用单片机AT89C51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。
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。
目录摘要 (1)第一章概述 (2)1。
1交通灯的发展及现状 (2)1。
2 单片机说明 (2)第二章智能交通灯的设计原理 (5)2。
1 智能交通灯的设计框图 (5)2.2智能交通灯的设计方案及改进措施 (5)第三章智能交通灯电路设计 (5)3。
1控制器的系统框图 (6)3。
2智能交通灯控制系统电路图..................... 错误!未定义书签。
3。
3工作原理 (7)第四章智能交通灯软件系统设计 (13)4.1 智能交通灯的软件设计流程图 (13)4。
2 程序源代码 (13)第五章智能交通灯方案的仿真 (13)小结 (18)致谢词 (18)参考文献 (18)附录 (20)附录A:智能交通灯控制程序: (20)摘要本文介绍的是一个基于PROTEUS的智能交通灯控制系统的设计与仿真,系统根据交通十字路口双车道车流量的情况控制交通信号灯按特定的规律变化。
本文首先对智能交通灯的研究意义和智能交通灯的研究现状进行了分析,指出了现状交通灯存在的缺点,并提出了改进方法.智能交通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先通行。
本文还对AT89S51单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍,同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细的分析.最后利用PROTEUS软件,通过其平台对交通灯控制系统进行了仿真,仿真结果表明系统工作性能良好.关键词:PROTEUS、AT89S51单片机、智能交通灯;第一章概述1.1交通灯的发展及现状中国车辆数量不断增加,交通管制的工作量越来越大,利用计算机代替人进行高效交通管理是必然的发展趋势,而让计算机控制的交通灯拥有类似人类的感知智能,具有很强的现实意义,比如通过摄像机让交通灯控制系统获得视觉感知功能,就可以代替人类的眼睛,使系统根据所“看到"交通情况自适应改变管制策略,提高了交通管理的自动化水平,使得交通更高效、更顺畅。
目前设计交通灯的方案有很多,有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法;有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计;有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。
图1 系统总体结构框图1.5. 课题研究的意义在当今飞速发展的时代,交通工具对我们有很大的帮助,各种工具的增加,交通堵塞成为一个严重的问题,对于交通的管理成为重要的一部分,交通管理直接影响到交通的效率,本设计根据车流浪的大小智能控制红绿灯的时间,极大的提高了交通效率,减少堵塞,避免堵塞交通事故。
2. 单元电路设计2.1. 单片机概述STC89C51最高工作频率80MHZ ,工作在5V 电源下,片内含可反复擦除1000次的只读程序存储器,2个16位定时器/计数器,32个I/O 口,具有上电自动复位和按键手动复位功能,适应环境能力强,可工作在-75℃到+85℃,STC89C51可直接编程,不需要编程器。
图2 STC89C51实物图红绿灯 显示模块 数码管 显示模块车流量 检测信号STC89C51 单片机电源 模块2.2. 74HC573芯片简介74HC573八路锁存器,属于高新能的COMS器件,在与单片机连接时不需要新的驱动,直接可以使用,74HC573的输出与输入一样,对单片机输出的数据有很好的寄存与输出功能,同时具有一定的保持功能,当输入消失时,输出任然保持一定时间。
74HC573特点:输入输出口分布在芯片的两侧,为电路提供简便的接口。
为单片机和负载提供传输口。
2.3. 光电开关概述光电开关广泛应用于各个产业中,光电开关对我们的生活有很大的帮助,不管是军事科技,还是生活电器都大量的使用这些传感器,光电开关对测速、计数、检测物体的存在、检测物体的大小都有着实际的运用。
通过与其他传感器的对比,光电开关工作原理简单、成本低、实用价值高、抗干扰能力强,因此广泛应用在自动与半自动的产业中。
光电开关通过发射一个脉冲信号,在一定的范围内,如果有物体经过,那么,光信号就会被反射回来,光电开关再将光信号转换为电信号,将电信号送到单片机,经过一定的程序处理,对信号计数,在一定的时间内,单片通过程序处理,根据车流量的多少而改变红绿灯的时间,从而实现智能调节时间。
PLC智能交通灯控制系统设计作者:[作者姓名]日期:[日期]摘要本文介绍了基于PLC的智能交通灯控制系统的设计和实现。
通过使用PLC控制器作为系统的核心,结合交通检测技术和信号控制算法,实现了交通灯的智能控制,提高了交通流量的效率和道路安全性。
1. 引言智能交通灯控制系统是现代城市交通管理的重要组成部分。
传统的交通灯控制系统在道路流量变化较大或特定时段出现交通事故时,常常出现流量分配不均、交通拥堵或道路交通事故发生率升高的问题。
因此,设计一种基于PLC的智能交通灯控制系统,能够根据实时交通流量和道路情况,动态调整交通灯的信号控制策略,以提高交通流量的效率和道路的安全性,具有重要的实际意义。
2. 系统设计2.1 硬件设计本系统的硬件设计主要包括:PLC控制器、交通检测器、信号灯和电源。
在本设计中,我们选择使用PLC控制器作为系统的核心控制单元。
PLC具有高可靠性、多功能和易于编程的特点,非常适合交通灯控制系统的设计。
交通检测器用于实时检测交通流量信息,通过传感器等设备将检测数据传输给PLC控制器。
信号灯则根据PLC控制器的输出信号进行控制。
电源用于为整个系统提供稳定的电能。
2.2 软件设计本系统的软件设计主要包括:编程环境选择、PLC程序设计和信号控制算法设计。
在本设计中,我们选择使用适合PLC编程的开发环境进行程序设计。
根据系统功能和要求,我们设计了相应的PLC控制程序,包括交通流量检测、信号灯控制和交通流量调整等功能。
同时,我们还设计了一套合理的信号控制算法,根据实时的交通流量信息和道路情况,动态调整交通灯的信号灯时序和绿灯时间,以达到提高交通流量效率和道路安全性的目的。
3. 系统实现3.1 硬件连接在实现过程中,我们按照系统设计的硬件设计部分,进行了相应的硬件连接。
将交通检测器与PLC控制器连接,将PLC控制器与信号灯连接,并为整个系统接通电源,以提供所需的电能。
3.2 软件编程根据系统设计的软件设计部分,我们使用相应的编程环境进行PLC程序的编程。
《基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快,交通问题日益突出,交通灯作为城市交通管理的重要设施,其性能和智能化程度直接影响到交通的顺畅和安全。
因此,基于单片机的智能交通灯控制系统的研究具有重要的现实意义。
本文将从系统设计、硬件实现、软件编程、性能优化等方面对基于单片机的智能交通灯控制系统进行研究。
二、系统设计1. 系统架构本系统采用单片机作为核心控制器,通过传感器、执行器等设备实现交通灯的智能控制。
系统架构包括单片机、输入设备、输出设备以及通信模块等部分。
其中,输入设备包括车辆检测器、行人检测器等,用于检测交通状况;输出设备为交通灯,用于指示交通;通信模块用于实现系统与上位机的通信。
2. 工作原理系统通过传感器实时检测交通状况,根据检测结果控制交通灯的亮灭。
当检测到有车辆或行人通过时,系统会相应地调整交通灯的亮灯时间,以保证交通的顺畅和安全。
同时,系统还具有自动调节功能,根据实际交通情况自动调整亮灯时间,以适应不同的交通状况。
三、硬件实现1. 单片机选择本系统选用STC12C5A60S2系列单片机作为核心控制器,该单片机具有高速度、低功耗、低成本等优点,适合应用于本系统中。
2. 传感器选择系统采用红外线车辆检测器和CCD行人检测器等传感器实现交通状况的实时检测。
这些传感器具有高灵敏度、低误报率等优点,能够有效地提高系统的性能。
3. 执行器选择执行器采用LED交通灯,具有高亮度、长寿命等优点,能够有效地指示交通。
四、软件编程1. 编程语言选择本系统采用C语言进行编程,C语言具有代码效率高、可移植性强等优点,适合应用于本系统中。
2. 程序设计思路程序设计包括主程序和中断服务程序两部分。
主程序负责初始化系统参数和控制程序的循环执行;中断服务程序负责处理传感器输入的信号和执行相应的控制命令。
在程序设计过程中,应充分考虑系统的实时性和稳定性要求。
五、性能优化1. 算法优化通过对算法进行优化,可以提高系统的响应速度和准确性。
目录1、引言 (1)2、方案论证 (2)3、功能电路分析与设计 (2)3.1 交通灯模块 (2)3.2 车流量控制模块 (3)3.3 单片机主控模块 (4)3.4 数码管时间显示模块 (6)341 LED的基本结构和设计............................ 错误!未定义书签。
3.4.2 显示倒计时时间 (6)4原理图、PCB电路图的绘制和单层电路板的制作 (8)4.1原理图、PCB电路图的绘制 (8)5 毕业设计总结 (9)谢辞 (9)参考文献 (10)附录 (11)智能交通灯设计一一硬件部分1、引言随着社会经济的发展,交通问题越来越引起人们的关注。
人、车、路三者关系的协调,已成为重要问题之一。
交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
在今天,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。
但这一技术在19世纪就已出现了。
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的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。
1914年,电气启动的红绿灯出现在美国。
1918年,又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。
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。
1968年,联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。
绿灯是通行信号,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除非另一种标志禁止某一种转向。
左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。
红灯是禁行信号,面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。
黄灯是警告信号,面对黄灯的车辆不能越过停车线,但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
随着世界范围内城市化和机动化进程的加快,城市交通越来越成为一个全球化的问题。
简单的十字路口交通灯已经不能适应车流量越来越大的实际情况,所以这就需要一个更为合理和智能且成本不高的路口交通灯控制系统。
本文主要是对智能交通灯控制系统进行设计,使它可以根据实时的道路车辆滞留量来对下一次的放行时间进行控制,从而实现交通灯的智能控制。
这样,就可以有效的解决交通流量不均匀、不稳定带来的问题。
2、方案论证本次设计的主要功能有:十字路口交通灯、车流量控制、显示倒计时时间图2-1功能框图本次设计的主要模块有:交通灯灯模块、车流量电路模块、数码管显示模块、单片机主控制模块等。
图2-2模块结构3、功能电路分析与设计3.1交通灯模块十字路口交通灯,有三种信号灯组成,绿灯是通行信号,面对绿灯的车辆可以直行, 左转弯和右转弯,除非另一种标志禁止某一种转向。
左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。
红灯是禁行信号,面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。
黄灯是警告信号,面对黄灯的车辆不能越过停车线,但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
下图为交通灯电路。
图3-1交通灯电路3.2车流量控制模块采用定时控制,其最大的缺点是绿灯时间和绿信比是固定的或是分时段固定的,且 最佳绿灯时间和最佳绿信比的整定较为困难,控制起来都不是很灵活,这使得城市车流 的调节不能达到最优。
本设计加入考虑了道路车流量的问题 ,使得道路交通控制更具时效性和灵活性。
如图3-2。
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根据具体信号接收情况,来改变交通灯延时时间的长短。
3.3单片机主控模块AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 位单片机,片内含4k Bytes ISP (In-system programmable )的可反复擦写1000次的Flash 只读程序存储器,器件采用ATMEI 公司的 高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准 MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片 内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash 存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51具有如下特点:40个引脚,4k Bytes Flash 片内程序存储器,128 bytes 的 随机存取数据存储器(RAM ,32个外部双向输入/输出(I/O ) 口,5个中断优先级2 层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT 电路,片内时钟振荡器。
如图3-3。
此外,AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz 并可通过软件设置省电模式。
空闲模 式下,CPU 暂停工作,而RAM 定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式 冻结振荡器而保存RAM 勺数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
同时该 芯片还具有PDIP 、TQFF 和PLCC 等三种封装形式,以适应不同产品的需求。
义为数据/地址的第八位。
在FIASH 编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH 进行校验 时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1 口: P1 口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O 口,P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。
P1 口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部下拉为低电 平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在 FLASH 编程和校验时,P1 口作为第八 位地址接收。
P2 口: P2 口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O 口,P2 口缓冲器可接收,输出4个 TTL 门电流,当P2 口被写“ 1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此 作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2 口p) 1 P0_0 ADO pl- PO 】ADI pO FO 二 pl-4 F03 AD2 pl J PO 斗pLS PCLS AD 兰pl ~N 石QffP0-" ATTP: 0 JOiD EA P3 ] TOTALE聲二:STOF3 JZST]P3.4 TOPZ 实 A14* A] 3PS K 5 Al 1 XI pr^Aio 3CPM A ?QKD F :59I! 37當 =■呼II 50冲士25 - :411当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2 口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2 口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3 口:P3 口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O 口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL )这是由于上拉的缘故。
P3.0 RXD (串行输入口)P3.1 TXD (串行输出口)P3.2 /INTO (外部中断0)P3.3 /INT1 (外部中断1)P3.4 T0 (记时器0外部输入)P3.5 T1 (记时器1外部输入)P3.6 /WR (外部数据存储器写选通)P3.7 /RD (外部数据存储器读选通)P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
I/O 口作为输入口时有两种工作方式即所谓的读端口与读引脚读端口时实际上并不从外部读入数据而是把端口锁存器的内容读入到内部总线经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线上面图中的两个三角形表示的就是输入缓冲器CPU各根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作这是由硬件自动完成的不需要我们操心1然后再实行读引脚操作否则就可能读入出错为什么看上面的图如果不对端口置1端口锁存器原来的状态有可能为0Q端为0QA为1加到场效应管栅极的信号为1该场效应管就导通对地呈现低阻抗,此时即使引脚上输入的信号为1也会因端口的低阻抗而使信号变低使得外加的1信号读入后不一定是1若先执行置1操作则可以使场效应管截止引脚信号直接加到三态缓冲器中实现正确的读入由于在输入操作时还必须附加一个准备动作所以这类I/O 口被称为准双向口89C51的P0/P1/P2/P3 口作为输入时都是准双向口接下来让我们再看另一个问题从图中可以看出这四个端口还有一个差别除了P1 口外P0P2P3口都还有其他的功能。
RST :复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EK址上置0。
此时,ALE只有在执行MOV,MOV指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN :外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP :当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH,不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP。
XTAL1 :反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2 :来自反向振荡器的输出。
3.4数码管时间显示模块本次设计要求十字路口有数字显示,作为倒计时提示,以便人们更直观地把握时间。
具体为:当某方向绿灯亮时,置显示器为某值,然后以每秒减1,计数方式工作,直至减到数为“ 0”,十字路口绿、黄、红灯变换,一次工作循环结束,而进入下一步某方向的工作循环。