交通灯控制系统的设计ppt课件.ppt
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1、,交通灯控制系统的设计,交通灯控制系统的设计,1.1 设计概述1.2 设计要求1.3 系统设计1.4硬件设计1.5 软件设计1.6 系统仿真及调试,1.1 设计概述,随着微控技术的口益完善和发展,单片机的应用不断走向深入。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。它在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到广泛的应用,极大地提高了这些领域的技术水平和自动化控制。同时,伴随着我国经济的高速发展,私家车、公交车的增加,无疑会给我国的道路交通系统带来沉重的压力,很多大城市都不同程度地受到交通堵塞问题的困扰。下面以AT89 C51单片机为核心,设计出以人性化、智能化为目的的交
2、通灯控制系统。本项目主要从单片机应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理,用来控制过往车辆的正常化运作。,1.2 设计要求,设计一个模拟交通灯控制系统:(1)红灯和绿灯停留的时间为一分钟即60秒钟,黄灯停留的时间是5秒钟;(2)系统包括人行道,左转,右转,以及基本的交通灯的功能;(3)系统除基本的交通灯功能外,还具有倒计时,时间设置,紧急情况处理,分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。,1.3 系统设计,交通灯控制系统主要控制A, B两车道的交通,以AT89C51单片机为核心芯片,通过控制三色LED灯的亮灭来控制各车道的通行;另外通过4个按键来模拟各车道有无车辆的情况和有紧急
3、车辆的情况。,1.3 系统设计,框图设计基于AT89C51单片机的交通信号控制系统由电源电路、单片机主控电路、按键控制电路、时钟电路、复位电路和数码管显示电路几部分组成,框图所示。,系统原理,单片机设计交通灯控制系统,可用单片机直接控制信号灯的状态变化,指挥交通的具体通行。当然,接入 LED数码管就可以显示倒计时,以提醒行使者,更具人性化。据此,本设计系统以单片机为控制核心,连接成最小系统,由按键设置模块等产生输入,信号灯状态模块、LED倒计时模块接受输出。系统的总体框图如上图所示。系统进入正常工作状态,执行交通灯状态显示控制,同时将倒计时数据输入到 LED数码管上实时显示。在此过程中还要实时
4、检测按键信号,以达到对异常状态进行实时控制的目的。,系统原理,(1)单片机控制模块:单片机将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上,具有优异的性能价格比,控制功能强,这将使各模块功能的实现变得简单方便。本系统中,51单片机的P2口控制数码管的段选,P1.4;P1.5;P1.6;P1.7控制位选,P0.0;P0.1;P0.2;P0.3;P0.4;P0.5口控制信号灯的点亮;P1.0P1.1;P1.2;P1.3口接键盘开关,可设置适应当前状况的通行时间和暂缓通行时间。(2)信号灯显示模块:利用发光二极管代替交通信号灯,通过单片机控制使其按要求点亮。(3)倒计时显示模块:此模块有两种方案。第一种是
5、采用数码管显示。该方案实现简单,但只能显示有限的符号和数码字符。第二种是采用点阵式LED显示。该方案实现复杂,须完成大量的软件工作,,但功能强大,可方便的显示各种英文字符、汉字和图形。由于本控制系统只需显示倒计时时间,利用数码管即可完成此功能,因此本控制系统中利用2位一体的共阴数码管显示道路两个方向的通行时间和暂缓通行时间,通过单片机控制进行倒计时显示。(4)键盘设置模块:在交通道路突发情况时,可通过按键手动设置通行时间和暂缓通行时间,通过单片机控制进行时间设置。此模块有两种方案:第一种是采用扩展I/O口及键盘、信号灯显示等。该方案使用灵活,可提供较多I/O口,但操作复杂。另一种是直接在I/O
6、口线上接上按键开关。该方案设计精简,但提供的I/O口数量有限。由于本控制系统对于交通灯及数码管的控制只用单片机本身的I/O口就可实现,故选择第二种方案。,1.3 系统设计,通行状况,1.3 系统设计,通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下:(1)南北方向红灯灭,同时绿灯亮,东西方向黄灯灭,同时红灯亮,倒计时60秒。此状态下,东西向禁止通行,南北向允许通行。(2)南北方向绿灯灭,同时黄灯亮,东西方向红灯亮,倒计时 5秒。此状下,除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。(3)东西方向红灯灭,同时绿灯亮,南北方向黄灯灭,同时红灯亮,倒计时60秒。此状态下,东西向允许
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