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交通灯课程设计论文

论文栏目:课程设计来源:互联网时间:2017-09-13 15:04

  交通灯控制电路设计浅析

  摘 要:分析交通信号灯控制系统应用要求及设计原理,设计出能够满座实际应用要求的交通信号灯控制器。采用数字电路的知识设计交通灯控制电路,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿的直行和左转交通灯的状态转换的方法,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。

  关键词:课程设计论文

  路口的交通灯是城市用于缓解交通秩序的重要手段之一,同时它还可以监测城市交通状况,实现实时监控。当前的交通灯控制和交通管理的综合管理系统是现代交通指挥控制的重要组成部分,对于提高交通的流通度发挥着重要的作用。要想加强交通灯的自动化控制,实现数字化监控和管理,就必须具有一个科学的交通灯控制电路设计。无论是哪个地区或城市,红灯亮表示该道路禁止通行,黄灯亮表示停车,绿灯亮表示允许通行。交通控制灯的主要作用就是实现十字路口红、黄、绿三色交通信号灯的自动化控制,从而指挥十字路口各个车量个行人的正常通行。

  一、交通灯的工作原理

  本次电路设计的核心采用AT89C51,采用CD4511译码器控制数码管显示数字,再加上一块74LS14反相器防止按键过抖影响监测的准确程度。而该设计采用AT89C51芯片,使得线路更加趋向于智能化、自动化、准确化,同时还可以降低设计成本,提高线路的可靠性。为了形象的模拟出交通灯的实际效果,我们采用三基色发光管代替交通灯,更加简单,容易实现,而且不需要采用另外的扩展I/O口。当核心AT89C51上电复位之后,首先要给它进行重置,使得该核心的四周指示灯全亮,同时LED上应该显示为0.当准备工作完毕之后,准备开始。当按下开始键之后,系统将会开始运行,并运行相关程序。当南北方向时红灯亮,东西绿灯亮持续5S,紧接着南北绿灯亮,东西绿灯闪亮2S,在紧接着南北红灯亮,东西黄灯持续亮2S,延时1S后东西红灯亮,这时候东西向交通灯同先前的南北交通灯,然后系统将会重复此过程。当按下停止按钮之后,交通灯将会全部熄灭,等待其他的命令或是再次开始。

  (1)如果按一下开始按键,那么信号灯就会开始循环工作;

  (2)如果按一下停止按键,那么信号灯就会停止工作,信号灯也会全部熄灭;

  (3)三基色发光管的连接如上图所示,图中的奇数口代表的是红色交通灯,相反偶数则代表绿色交通灯,而二者同用的时候则指示灯显示为黄色。如果只有奇数的接口显示为1的时候,交通灯显红色;如果只有偶数的接口显示1的时候,交通灯显示为绿色;当两个接口都显示1的时候,则交通灯显示为黄色。

  (4)本次设计的交通灯,红灯亮的时间是9S,绿灯持续5S,闪亮2S,黄灯持续2S。

  二、系统电路主要模块分析

  1.消抖电路

  在单片机系统运行的过程中,按键是主要操作工具,通过按键操作还可以实现单片机的数据收集处理以及命令的下达。当松开或是按下按钮之后,只需要向单片机的CPU输入0或是1电平,则单片机会受到相应的信号进行以下的操作。二无论怎样操作都会使得按钮发生稍微抖动,尽管抖动的时间很短,但是如果对于抖动不进行有效处理的话,那么就会影响系统运行的准确程度。因此,需对按钮进行去抖动处理。为了有效消除抖动我们经常是利用反相器集成电路来进行按扭的抖动消除的。

  2.振荡、时钟电路

  振荡、时钟电路时单片机运行的核心,也是交通灯电路系统的具有重要作用的模块之一。为了保证时钟模块频率的稳定准确,保证其有条不紊的工作,提高单片机的运行效率,一定要保证时钟电路的质量。本次交通灯将通过利用AT89C51,确保放大器输入、输出端的正常运转。另外要严格控制对外接电容的电容大小,否则将会影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度和温度稳定性。

  3.复位电路

  根据电路的应用要求和设计的方案,对于交通灯的电路设计必须配有复位电路,方便复位操作的进行。通常状况下,复位操作主要有两种基本形式,一种是上电复位,一种是上电或开关复位。而本设计则将采用上电或开关复位。当上电或开关复位的电源接通之后,单片机以及交通灯电路设计系统就会复位,而在系统运行期间也会让单片机进行复位。

  4.LED驱动显示电路

  为了更好的使得交通灯的灯光显示更加明显,本次交通灯电路设计将采用LED数码管进行显示,一般状况下,我们采用的是8字型的数码管,数码管上的数字与LED管的发光程度有着密切的关系,为了使交通灯和数码进行准确的结合,我们将实行亮暗组合。本次设计我们将采用七段码译码器CD4511BCD码来驱动LED显示器,这种译码器既可以实现BCD转换,消除一些锁存的控制,还可以实现显示器的正常运行,直接对于显示器进行驱动。

  三、结语

  加强交通控制的主要目的无非是努力使道路的交通运行处于最佳的状态,为了实现这个目的,就应该制定出科学高效的交通控制系统,最大限度的保证交通流运动的连续性。加强交通控制,实行交通灯控制可以有效的改善原有的交通秩序,提高交通的安全性,还可以减少交通的延误,降低污染程度,从而降低能耗,保护环境。

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