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请在此输入标题请输入正文简介湖北轻工职业技术学院机电工程系毕业设计2011级题目：十字路口交通灯控制系统的PLC程序设计专业：机电一体化班级：机电4班姓名：学号：指导教师：设计题目﹕十字路口交通灯控制系统的PLC程序设计指导教师姓名﹕职务或职称﹕教师毕业设计的任务﹕1、交通灯的相关知识，包括产生、发展等；2﹑控制电路、PLC的选型和接线图等；、本课题的研究目的与意义；3、硬件的设计，系统软件设计。
4、主要是程序的编写；5、仿真、实验结果和总结。
毕业设计具体要求﹕查阅资料（要求书籍五本以上，文献资料十篇以上），独立按时完成毕业设计；能够选定自己需要的单片机型号，设计出系统原理图，并写出符合要求的论文（论文一万字以上）。
毕业设计评分表专业班级技师电气091 学号097110128 姓名张军革课题名称十字路口交通灯控制系统的PLC程序设计指导老师评分（50分）答辩小组评分（50分）工作量(5分)文献阅读(5分)学术水平与实际能力(10分)综合应用知识的能力(15分)文字图表(5分)学习态度(10分)工作量(5分)文献阅读(5分)学术水平与实际能力(15分)综合应用知识的能力(10分)文字图表(5分)答辩意见(10分)小计答辩小组评议答辩组长签名：年月日企业专家评议企业专家签名：年月日目录前言 (8)一. 交通灯的发展概述 (9)二. 课题背景及意义 (10)三. 课题任务级要实现的主要功能 (11)第一章PLC的特点及应用 (12)1.1 概述 (12)1.2 PLC的特点 (13)1.3 PLC的应用 (13)第二章PLC的结构及原理 (15)2.1 PLC的分类 (15)2.2 PLC的结构 (15)2.3 PLC的工作原理 (16)2.4 PLC汇编语言 (16)2.5 PLC的基本指令 (18)2.6 PLC交通灯毕业设计编程器件 (22)第三章梯形图的设计与编程方法 (22)3.1 控制要求 (22)3.2 控制时序 (22)3.3 PLC交通灯毕业设计硬件及外围元器件 (23)第四章程序设计 (25)4.1 PLC交通灯毕业设计梯形图 (26)4.2 PLC交通灯毕业设计指令图 (28)4.3 软件设计 (31)第五章PLC交通灯毕业论文设计总结 (31)谢辞 (32)参考文献 (32)前言当今，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。
目录1。
项目要求 (1)1。
1十字路口红绿灯PLC控制系统的构成 (1)1。
2控制功能分析 (1)2.总体方案设计 (2)3．硬件电路图 (3)4．PLC的I/O控制点分配 (4)5．软件编制 (5)5.1PLC控制程序流程图如下： (5)5.2 PLC软件编制 (5)5.3组态王界面设计 (6)7软件调试 (7)7。
1PLC及组态王的调试 (7)7.2组态实时监控 (7)7。
3测试结果分析 (9)8。
心得体会 (9)附录 PLC控制程序 (10)十字路口红绿灯PLC控制1.项目要求1.1 十字路口红绿灯PLC控制系统的构成十字路口交通信号灯通常设置红、绿和黄三种颜色，但是有的路口仅设置红、绿两种，如果采用PLC控制则可少用两个控制点.现有一个十字路口，东西和南北方向每个路口都设有红色和绿色指挥信号灯，其示意图如下：图1—1十字路口交通信号灯示意图1。
2控制功能分析1.2.1 工作过程(1）接通启动开关后，信号灯系统开始工作，且以南北方向红灯先亮、东西方向绿灯才亮作为初始状态。
当断开启动开关时，全部信号灯熄灭。
(2）南北绿灯东西绿灯不能同时亮，否则系统自动熄灭信号灯并报警。
（3） 南北红灯持续25s ，与此同时东西绿灯亮维持20s ，然后闪烁3s 后熄灭。
接着东西黄灯亮2s ，然后南北绿灯亮。
(4） 东西红灯持续亮30s ，同时南北绿灯亮25s ，然后闪亮3s 后熄灭。
接着南北黄灯又亮2s ，然后东西绿灯亮。
南北和东西的信号灯,就这样按控制要求周而复始的进行工作. 1。
2。
2 控制要求要求采用PLC 作为控制中心,采用触摸屏或上位机(组态软件编程)监控。
（1). 控制系统应有电路联锁和保护功能。
（2）。
操作界面要求有动作效果，可以显示操作的进度。
（3）。
检测、控制信号要准确，安全、可靠。
1.2.3 硬件设计根据控制要求，主控设备选用PLC ，信号灯采用红、黄、绿灯泡(各4个),启动采用单刀开关实现。
《工程实践》设计任务书工作任务及要求任务：利用CAN总线以及单片机知识，设置各路口信号灯控制装置为节点，共同构建实现交通信号灯控制系统。
技术指标及要求：1、按实际交通灯控制规程控制；2、利用CAN总线传输车流量信号到主控器实现各十字路口现场信号灯控制，单片机控制器实现东西、南北两个方向信号灯的选定、时间增减、急车强通功能。
（注：车流检测装置安放在各十字路口东西、南北道路方向，将检测到的信息传输至单片机进行处理，通过单片机编程技术实现信号灯绿、红切换及等待时间设定。
各路口车流量检测模块信号都通过各自的CAN 总线接口模块完成。
单片机控制器负责CAN总线控制器初始化，控制实现数据的接收和发送等通信任务）；3、CAN总线收发器与CAN总线接口部分需采用一定的安全和抗干扰措施。
CAN控制器不直接与CAN收发器相连，需通过高速光电隔离器芯片实现总线各节点间的电气隔离。
（强调：光耦电路所米用的VCC和VDD电源必须完全隔离，否则采用光耦电路就失去了意义，可采用小功率电源隔离模块或不大于5V隔离输出开关电源模块实现）；4、当路口发生交通事故时，能强制A、B两路禁行；5、具有急车强通功能；6、设计并制作硬件电路，画出电路原理图，接电模拟调试；7、设计系统软件并进行仿真模拟调试；&软硬件联合调试，实现全部功能；9、完成设计说明书的撰写。
查阅文献［1］饶云涛，邹季军，郑勇芸•现场总线CAI原理与应用技术【M】，北京航空航天大学出版社［2］杜尚丰，曹晓钟，徐津.CAN、线测试技术及其应用【M，电子-r,lv 出版社［3］孙余凯•汽车电子技术与技能实训教程【M,电子工业出版社［4］邬宽明.C AN、线原理和应用系统设计【M】，北京航空航天大学出版社⑸杨金岩，郑应强，张振仁.8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例【M l⑹闫玉德，俞虹.MCS-5单片机原理与应用［M］，机械工业出版社［7］胡学海•单片机原理及应用系统设计【M l,电子工业出版社［8］高福祥，张君•接口技术【M l,东北大学出版社［9］张志旺•用微处理器和总线控制号灯系统的方法简介，船舶设计通讯沙占友等•单片机外围电路设计，电子工业出版社《工程实践》设计方案报告系统原理框图和工作原理:系统模块框图本系统利用由主控电路、检测电路、显示电路、以及急车强通、车祸禁行电路共同构建实现交通信号灯控制系统。
基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计城市道路交错分布，交通灯是城市交通的重要指挥系统。
交通信号灯作为管制交通流量、提高道路通行能力的有效手段，对减少交通事故有明显效果。
可编程控制器PLC作为工业用的计算机，在工业自动化中的地位极为重要。
其具有小型化、价格低、可靠性高等特点，在各个行业也得到了广泛应用。
本文基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统，构成十字路口带倒计时显示交通信号灯的电气控制以及该系统软、硬件设计方法。
实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。
1、设计系统简介系统上电后，交通指挥信号控制系统由两个按钮控制。
启动按钮按下，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图1所示的工作时序周而复始、循环往复工作。
南北绿灯亮25s闪3s，黄灯亮2s后南北红灯亮30s。
东西方向与南北方向相同。
正常运行时，南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。
系统主要实现十字路口交通灯数码显示控制和显示时间智能调节两大功能。
图1十字路口交通灯正常工作时序2、硬件系统设计2．1、元器件选用FX系列PLC拥有无以企及的速度、高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点。
FX2N 系列是三菱PLC的FX家族中最先进的系列，具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点;FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案。
这里选用的是FX2N-80MＲ-D基本单元，带40点输入/40点继电器输出，选用额定电压12V、额定电流25mA（每段）高亮的共阴极两位25．4cm七段数码管;供电直接使用DC12V/25mA电源供电。
选用直径200mm的圆形LED点阵，左边红、绿、黄灯额定电压DC12V，额定电流4．2A，额定功率50W，直接采用DC12V/4．2A电源供电。
各控制信号说明如表1所示。
SB2按下时，接点断开，停止工作。
按下SB3时，七段数码管显示“00”。
十字路口的交通指挥信号灯布置如下图：
一、控制要求
（1）信号灯系统由一个启动开关控制，当启动开关接通时，该信号灯系统开始工作，当启动开关关断时，所有信号灯都熄灭。
（2）南北绿灯和东西绿灯不能同时亮。
如果同时亮应关闭信号灯系统，并立刻报警。
（3）南北红灯亮维持25s。
在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20s。
到20s时，东西绿灯闪亮，闪亮3s后熄灭，此时，东西黄
灯亮，并维持2s。
到2s时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮。
同时，
南北红灯熄灭，南北绿灯亮。
（4）东西红灯亮维持30s。
南北绿灯亮维持25s，然后闪亮3s后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2s后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。
（5）以上南北、东西信号灯周而复始地交替工作状态，指挥着十字路口的交通，其时序如下所示。
二、PLC接线
三、定义符号地址
四、梯形图程序。
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 系统概述 (1)1.1 应用背景及意义 (1)1.2 设计任务 (1)1.3 设计要求 (2)2 方案论证 (2)2.1 方案比较 (2)2.2 方案选择 (3)2.3 方案设计 (4)2.4 方案时序图..................................... 错误!未定义书签。
3. 硬件设计 (7)3.1 I/O分配 (7)3.2 I/O接线图 (8)3.3 元器件选型 (10)4. 软件设计 (12)4.1 主流程 (12)4.2 梯形图 (14)5. 系统调试 (19)5.1 软件调试： (19)5.2 硬件调试 (21)设计心得 (22)参考文献 (23)附录A：程序指令 (23)1 系统概述1.1 应用背景及意义随着城市和经济的发展，交通信号灯发挥的作用越来越大，正因为有了交通信号灯，才使车流、人流有了规范，同时，减少了交通事故发生的概率。
然而，交通信号灯不合理使用或设置，也会影响交通的顺畅。
因此，在实际设计时要遵循一定的原则和要求。
在十字路口，四面都悬挂着红、黄、绿、三色交通信号灯，它是不出声的“交通警察”。
红绿灯是国际统一的交通信号灯。
红灯是停止信号，绿灯是通行信号。
交叉路口，几个方向来的车都汇集在这儿，有的要直行，有的要拐弯，到底让谁先走，这就是要听从红绿灯指挥。
红灯亮，禁止直行或左转弯，在不碍行人和车辆情况下，允许车辆右转弯；绿灯亮，准许车辆直行或转弯；黄灯亮，停在路口停止线或人行横道线以内，已经继续通行；黄灯闪烁时，警告车辆注意安全。
1.2 设计任务采用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。
系统上电后，交通指挥信号控制系统由由一个3位转换开关SA1控制。
SA1手柄指向左45º时，接点SA1-1接通，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图11-9所示工作时序周而复始，循环往复工作。
正常运行时，南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。
城市十字路口的自动化红绿灯系统的设计作者：王英辉来源：《中国新技术新产品》2018年第11期摘要：设计中采用了AT89S51单片机作为中心控制器，通过传感器对车流量进行数据采集，经过A/D转换器将数据传送给控制中心进行数据分析和比较，根据具体的车流量设计出信号灯时长控制系统，使交通信号灯可根据车流量大小来改变时长，并设计出一套硬件电路和对应的软件程序。
城市红绿灯装置能有效的改善十字路口的交通拥堵情况。
关键词：A/D转换；时长；AT89S51中图分类号：TN911 文献标志码：A0 引言随着国民生活水平的提高，城市化进程不断地加速，国内汽车的数量日益增长，车流量大，交通信号灯时间设置与安排不贴切实际等问题，使交通拥堵成为人们出行不可避免的问题，精确的红绿灯设置也是有效的措施之一。
1 需求分析和系统目标路上的汽车越来越多，技术工艺不断地变革，交通灯装置也需要不断地创新，我国路面交通还是存在着拥堵的问题，对于交通信号灯的研究还存在着很大的空间。
设计前期多次调查十字路口的车流量情况，利用传感器对路面车辆情况进行多次数据采集与捕捉，将采集的数据传送给控制中心进行分析。
设计出系统所需要各项功能，尤其时长控制功能。
为此，我们提出系统设计的总目标，即“实用、可靠、稳定、环保”。
能够有效地管理道路交通情况，提高十字交叉路口的通行效率，降低因交通信号灯而导致的事故。
同时，降低红绿灯系统瘫痪的概率。
2 系统总体设计根据需求分析，设计一个交通灯时长实时控制模拟装置，采用AT89S51单片机作为主控芯片，直接控制红绿灯3种信号灯的显示、时间的显示、LED状态指示、蜂鸣电路、按键电路和时长控制模块等功能部件，并且交通信号灯能根据路面交通的实际情况而自动调节通行时间，进而有效地控制路面通行情况。
3 系统硬件设计3.1 显示电路硬件电路的显示部分是由数码管显示电路与LED显示电路共同组成，两者皆是硬件电路中不可缺少的重要组成部分。
十字路口交通灯控制模拟系统摘要本文主要介绍了组态软件的基本操作方法和基于组态王与PLC的交通灯控制系统设计方案。
工业现场的环境往往比较恶劣，而且现场与操作室往往相隔甚远，但我们通常又需要对整个系统进行集中监控与管理。
组态软件是一种面向工业自动化的通用数据采集和监控软件，即SCADA软件，亦称人机界面或HMI/MMI软对工业自动化系统进行监视、控制、管理和集成等一系列的功能。
同时也为用户实现这些功能的组态过程提供了丰富和易于使用的手段和工具。
组态王软件是由北京亚控科技发展有限公司开发的工业级软件,也是首个应用于我国航空、航天领域的国产组态软件,具有开发简单、扩展性好、可靠性高等优点。
关键字：组态王应用、PLC、交通灯、监控Crossroads traffic light control simulation systemABSTRCTThis paper mainly introduces the basic operation of the Kingview software method and based on Kingview and PLC of traffic light control system design scheme. Industrial on-site environmental tend to be bad, the site and operating room are often very far apart, but we usually need to make the whole system centralized monitoring and management.The Kingview software is a kind of industrial automation of a general data collection and monitoring software, namely SCADA software, also called the man-machine interface or HMI/MMI software, commonly known as "configuration software". As a general purpose monitoring software ，The Kingview software can provide for industrial automation system a series of function, such as monitoring, control, management and integration and so on. At the same time also for the user to achieve these functions of configuration process provides a rich and easy to use means and tools.The Kingview software is from Beijing and control technology development, development of industrial grade software, is first applied to domestic aviation, spaceflight of domestic configuration software, has the development is simple, good expansibility and high reliability etc.KEY WORDS:PLC、the apply of KingView;、traffic light、monitoring交通灯系统需要进行应该进行严格的监控以保证陆空车辆能正常运行，确保交通安全。
十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试1. 引言随着城市交通的不断发展，道路交通系统的安全与效率已经成为城市交通不可避免的发展趋势。
十字路口交通信号灯的控制是道路交通系统的重要组成部分之一，而PLC控制系统作为现代控制系统的代表，在十字路口交通信号灯的控制中也扮演了重要的角色。
本文将介绍十字路口交通信号灯PLC控制系统的设计与调试。
2. PLC控制系统的原理PLC（可编程逻辑控制器）指的是一种基于工业电子技术和计算机技术的数字化集成控制系统，广泛应用于工业领域的自动化控制。
PLC控制系统是由硬件和软件两部分组成的，硬件是指PLC主机及其周边设备组成的控制系统，软件是指编程软件和程序员编写程序所需的编程语言。
PLC控制系统可以通过输入输出口完成控制任务，并且可以根据事先编写好的程序自动执行相关控制动作。
使用PLC控制系统的优点是可靠性高、稳定性强、控制精度高等等。
3. 十字路口交通信号灯PLC控制系统的设计与实现在十字路口，交通信号灯的控制是道路交通系统中最基本的控制之一。
十字路口交通信号灯PLC控制系统的组成主要包括PLC主机、输入输出模块、中央处理器、交通信号灯设备等。
交通信号灯设备包括红、绿、黄三种信号灯和各个方向的车辆检测器、人行道检测器等。
在设计PLC控制系统时，需要根据实际情况进行具体的设计。
在这里，设计的主要目标是实现十字路口各种状态下的交通信号灯控制。
根据常见的十字路口交通信号灯的控制策略，PLC控制器需要设计并实现以下几种控制模式：•车辆检测模式：此时PLC控制器需要检测当车辆经过检测区域时，根据信号灯的状态确定交通灯的控制策略，如当某路口不存在其他车辆时，直行或左转的车辆可以获得通行权。
•时间控制模式：此时PLC控制器需要根据预设时间表，控制交通信号灯的切换，以达到交通的稳定有效。
•手工控制模式：此时PLC控制器需要实现手动控制交通信号灯的状态切换。
实现上述功能需要进行详细设计。
1 设计内容在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路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；绿灯亮表示该条道路允许通行。
交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。
设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下：（1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒。
（2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。
（3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。
选做扩展功能：（4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数；（5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。
2设计要求2.1 电路的工作原理交通灯定时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。
秒脉冲发生器是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。
图中：TL ：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，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5秒。
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，由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。
逻辑控制电路是本设计的核心电路，由它控制交通信号灯按要求方式点亮(一般经驱动电路去控制信号灯)。
2.2 设计逻辑控制电路2.2.1 信号灯白天工作方式某方向绿灯点亮20秒，然后黄灯点亮4秒，最后红灯点亮24秒。
在该方向为绿灯和黄灯点亮期间，另一方向红灯点亮。
交通信号灯白天工作顺序流程图：图2 交通信号灯白天工作顺序流程图注：t＝4S，黄灯亮时每秒闪动一次。
1 设计要求:1. 设计一种能够实现红、绿灯控制的交通指挥电路。
来实现对交通指挥的自动化。
来增强城市十字口的交通指挥系统的安全性。
.2.通过555定时器来控制信号灯的亮灭时间的长短，并实现红、黄、绿信号灯之间的自动转换。
2 技术指标:1.设置时间误差应<100ms。
2.功耗<1.5w3.工作电压：直流（DC）16±01V。
十字路口交通指挥信号灯自动控制器摘要为确保车辆安全，行人安全有序地通过城市交通叉路口，在路口都设有交通指挥信号灯．本文介绍一种线路简单，成本低，可靠性高，体积小，寿命长的全电子指挥信号灯控制器，它可以直接用来取代传统的体积笨重，耗电量大的电磁继电器式控制器．该控制器的工作程序如下：红灯亮３０～６０s（表示人，车停行信号），黄灯闪１～５s（表示预备通行或停行信号），绿灯亮３０～６０s（表示人，车通行信号）．．．．．．如此循环，实现了交通指挥信号灯的全自动化控制．关键词NE555，置位，隔离二极管，HY-F512。
1 引言随着社会的发展,城市规模的不断扩大,城市交通成为制约城市发展的一大因素,因此,有许多设计工作者为改善城市交通环境设计了许多方案,而大多数都为交通指挥灯,本电路也正是基于前人设计的基础上进行改进的.全部有数字电路组成,较以前的方案更为精确。
2 总体设计方案.2.1设计思路十字路口交通灯指挥控制电路的关键在于555基时控制电路。
来控制各红、黄、绿之间时间的长短和信号灯亮灭的先后顺序，由555基时控制电路、新型闪光灯脉冲发生器集成电路，型号为HY-F512、和红、黄、绿三种信号灯组成。
实现其较简单的方法是，当东西路口红灯亮时，南北路口绿灯亮，其余信号灯均息灭。
当东西路口为绿灯时，南北路口为红灯。
其余信号灯均筇息灭。
在红灯和绿灯的转换过程中，应有1~6秒的间隔，作为预准备通行或停行，由黄灯来实现，最后实现其循环。
2.2总体设计框图.3 设计原理分析3．1 工作原理图交通灯示意3．2 工作原理：十字路口交通灯自动控制器的电路如上图所示．它主要由５５５时基集成电路构成的程序控制延时循环电路组成，其中Ｈ１～Ｈ１２是为便于说明原理而绘同的被控信号灯。
课程设计任务书摘要十字路口的红绿灯指挥着行人和车辆的安全运行，实现红绿灯的自动指挥能使交通管理工作得到改善，也是交通管理工作自动化的重要标志之一。
解决好公路交通灯控制问题是保障交通有序、安全、快捷运行的重要环节。
PLC是一种新型的通用的自动控制装置。
PLC它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是专门为工业控制而设计的，具有功能强、运用灵活、可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、编程简单，使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列有点。
本设计是用PLC来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是采用西门子的S7-200系列CPU222型号PLC对东西南北的红、黄、绿灯实现有规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。
控制程序包括梯形图(LAD)和指令表(STL)。
仿真测试用的是S7-200汉化版的仿真软件进行仿真，最终经过多次调试实现了我们所需的全部设计要求。
关键词：PLC控制系统、梯形图、交通灯目录第一章PLC概述 (1)1.1 PLC的硬件结构 (1)1.2 PLC的工作原理 (2)1.3 S7-200的概述 (2)第二章交通信号灯 (4)第三章方案设计 (5)3.1控制要求 (5)3.2系统设计方案分析 (5)3.3 交通灯状态图 (6)3.4 主程序流程图： (7)第四章硬件设计 (7)4.1 硬件选择 (7)4.2 PLC的I/O分配表 (8)4.3 PLC的硬件接线图： (8)第五章软件设计 (9)5.1 十字路口交通信号灯梯形图 (9)5.2 指令表 (11)第六章程序仿真 (12)第七章设计总结 (15)参考文献 (16)第一章PLC概述可编程序控制器（Programmabie Logic Controller,缩写PLC）是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。
可编程序控制器是随着技术的进步与现代社会生产方式的转变，为适应多品种、小批量生产的需要，生产、发展起来的一种新型的工业控制装置，在工业自动化各领域取得了广泛的应用。
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。
关键词：十字路口；信号灯；PLC；三菱；无线控制器ABSTRACTAs the development of society and the advance in people’s living standard, More and more vehicles drive on road, meanwhile, road facilities corresponding haven’t got improved, which leads to the prominent of traffic jam. What’s more, traffic jams appear mainly at the gathering area of vehicles such as crossroad. How to improve the current traffic system becomes a hot point to research, and the paper revealed it deeply. Traffic light control system is mainly used to process passing of vehicles and pedestrians, reducing interference between vehicles and to promote the traffic capacity.The paper summarized the development of traffic light control technology and discussed the feasibility of crossroad traffic signal light control system based on PLC. According to the PLC work principle and practical situation of crossroad, the paper presents FX2N-128MT-001 of Mitsubishi Corporation as control core, making arrangements of red, yellow, green light for straight going and for left-face; red，green light on sidewalk and figure manifestation of count down. Completed I/O port-settings and control procedure of PLC. The paper also searched the project of crossroad traffic signal light based on infrared remote control and designed the specific hardware circuit and software control programs.Keywords: crossroad; traffic light; PLC; Mitsubishi Corporation; remote controller。
电子电路课程设计报告 组别：第 5 组 课题：十字路口自动红绿灯指挥系统 学院：仪器科学与光电工程学院 专业：测控技术与仪器13-3班 姓名： 钱敏 冯一箪 唐新悦 学号：2013210098 2013210106 2013210131 指导老师: 赵 丽 鑫 开课时间：2014~2015学年第三学期 第 页 1
目录 一、设计题目······················2 二、主要指标及要求····················2 三、方案选择及电路工作原理···············2 四、单元电路设计分析··················6 五、总电路图·····················13 六、仿真及结果····················14 七、电子原件领用清单················14 八、安装、调试问题分析及解决办法··········14 九、测试效果及成果评价·················15 十、收获体会和改进建议·················17 十一、参考文献·····················17 第 页 2
一 设计题目 十字路口自动红绿灯指挥系统
二 主要指标及要求 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。 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。
三 方案选择及电路工作原理 1.课题分析 状态 0000 0001 0010 信号灯 红 绿 黄 时间 15s 20s 5s 从上表可以看出，十字路口信号灯有3个状态，即状态计数器是三进制计数器。而时间显示总是从预置数开始倒计时，在0s时发生信号灯状态之间的切换。 2.方案选择 经过对课题的研究分析，我们首先确定了合适的设计方案。十字路口自动红绿灯指挥系统由七个部分组成：时钟振荡电路、预置数倒计时电路、数码显示电路、延迟电路、状态计数电路、信号灯显示电路和任意置数控制逻辑电路。 单元电路构成: a.时钟振荡电路是由NE555组成的多谐振荡电路，提供标准秒脉冲； b.预置数倒计时电路由两片74LS192芯片构成，进行倒计时； c.74LS192输出端连接数码管，进行倒计时显示； d.74LS192的溢出信号到达74LS161构成的三进制状态计数器的脉冲输入端，实现信号灯状态切换； 第 页 3
e.74LS161的输出到达74LS153的地址位，产生相应状态下的置数输入信号； f.由奇数个逻辑门“非”门组成的延迟电路，使得置数控制信号稍缓于置数输入信号； g.任意置数控制逻辑电路由两片74LS161、三片74LS373、数码管、四个开关和若干门电路构成，实现信号灯时间可调。 本电路设计最为关键的部分是置数输入信号和置数控制信号的先后顺序问题，我们选择的方案是首先让电路准备好该状态的置数输入，然后将置数控制信号送达74LS192的LOAD端，因此延迟电路的设计是重中之重。由功能表可知，74LS192是异步置数的，因此置数控制信号必须在出现0s后一秒到达，以确保倒计时的每一秒都是标准一秒的时间，于是我们利用门电路的速度快慢将74LS192的溢出信号转变为窄脉冲置数信号。 本电路设计的难点部分是实现信号灯时间可调。虽然这是选做任务，具有一定的难度，但是我们还是不畏艰难，积极寻找解决办法。我们共设想了三种方案：方案一：利用开关，控制74LS153数据选择位的高低电平； 方案二：利用计数器，将计数器输出送达74LS153的数据选择位； 方案三：利用计数器和锁存器，将锁存器输出送达74LS153的数据选择位； 方案一所需开关数目众多，实际操作中恐难以实现；方案二需三个计数器（六片芯片）和八个数码管，电路十分复杂，难以进行实际安装操作；比较理想的是方案三，利用一个计数器、一个数码管、三个锁存器和四个开关进行信号灯时间的置数调节，调节范围为0-99，因此我们最终选定的是方案三。 各方案电路如下：
方案一 第 页 4
方案二 方案三 本电路设计中，关于任意置数控制逻辑电路中计数器的选择也是经由我们慎重考虑的。我们所熟悉的计数器一般有74LS161和74LS90，本电路设计中任意置数逻辑控制电路部分所需的计数器是8421BCD码计数，74LS90似乎更符合要求，但是由于74LS90没有使能端，而任意置数控制逻辑电路只在红绿灯正常工作之前进行计数，所以我们选用了有使能端的74LS161芯片。74LS161是四位二进制可预置的同步加法计数器，因此我们首先需要将之改成8421BCD码计数器。 电路图如下： 第 页 5
3.设计原理 十字路口自动红绿灯指挥系统分为七个部分：时钟振荡电路、预置数倒计时电路、数码显示电路、延迟电路、状态计数电路、信号灯显示电路和任意置数控制逻辑电路。在电路正常工作之前首先需要用任意置数控制逻辑电路生成红、绿、黄信号灯各自的置数输入，计数器生成信号灯的时间范围为0-99，锁存器能够锁住计数数字，即保持置数输入不变；时钟振荡电路提供标准秒脉冲，倒计时开始；预置数倒计时电路实现倒计时循环；数码显示电路用于剩余时间显示；当倒计时到0s时产生溢出信号——秒脉冲，延迟电路利用溢出信号产生窄脉冲置数信号，到达74LS192的置数控制端；而溢出信号同时是74LS161构成的三进制状态计数器的脉冲输入，状态计数器的输出端与逻辑电路配合使信号灯按顺序亮灭，同时完成对下一环节的计数器倒计时预置，然后开始下一状态的倒计时。这样便可完成十字路口的交通信号灯控制。 4.结构框图
置数组合逻辑 两位可预置减法计数状态计数器 （或分配器）
置数输入端 置数控制端
倒计时数码显示
溢出信号 时钟输入
时钟输入
状态输出 时钟
信号
倒计时结束判别
绿 黄 红 第 页 6
四 单元电路设计分析 1.时钟振荡电路 用555定时器构成方波信号发生器，如下图：
参数选择： 电容充电回路：t1 =0.7(R1+R2)C 电容放电回路：t2 =0.7R2C 要求t1+t2 =1s 我们选择R1=R2= 10kΩ，C=47μF 算出t1+t2=987ms≈ 1s
2.预置数倒计时电路 74LS192功能表： 第 页 7
74LS192时序图： 一个独立的倒计时电路由两片74LS192芯片的减法计数来实现。其中，一片用作十位，另一片作为个位，其输入端连接74LS153的输出，输出端连接数码管。将第一片芯片的DOWN引脚接时钟振荡秒脉冲，BO引脚接第二片芯片的DOWN引脚，组成100进制倒计时计数器。一个独立的倒计时电路如下：
与独立的倒计时电路不同的是，预置数倒计时电路的溢出信号由两芯片的BO引脚取“或”之后产生，再经过奇数个“非”门电路产生窄脉冲作为置数控制信号，这样就使得置数控制信号稍缓于置数输入信号，实现了预置数倒计时。 第 页 8
实际电路连线如下图： 3.数码显示电路 D C B A D C B A 数码显示电路选用两块DCD_HEX数码管接芯片的输出引脚，实现倒计时剩余时间显示。值得注意的是，数码管从右往左位次由低到高递增。 4.延迟电路
由奇数个逻辑“非”门组成的延迟电路，利用溢出信号产生窄脉冲置数信号，到达74LS192的置数控制端，使得置数控制信号稍缓于置数输入信号。 5.状态计数电路 状态计数电路由74LS161芯片组成，将QA、QB连接至与非门后连接到CLR（清零法），构成三进制计数器。当接收到74LS192的溢出信号，开始实现从0000-0001-0010的三种状态计数，“0000”状态对应的是红灯，“0001”状态对应的是绿灯，“0010”状态对应的是黄灯。当计数器跳到0011时清零，开始下一轮状态循环。 第 页 9
74LS161引脚图: 状态图： 三进制状态计数器: 0000 0001 00 0010
0011 第 页 10
仿真电路图： 6.信号灯显示电路
74LS161的输出QA和QB通过门电路连接三种信号灯，从上到下依次为绿灯、黄灯、红灯。不同状态对应不同的信号灯，00状态代表红灯，01状态代表绿灯，10状态代表黄灯。 7.任意置数控制逻辑电路 1) 74LS153是双向数据选择器：双向是指经过选择，把多路数据中的一组数据传到公共数据线上，实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，74LS153是一个双四选一的数据选择器，它是由两组四选一数据选择器组成的。
QA QB =1 1
