基于单片机的十字路口交通信号灯控制-毕业设计论文(3)

具体情况如下图所示：

图1.1 交通通行方案

通过图1.1交通通行方案可以看出十字路口交通灯状态变化分为四种状态： 状态一：东西方向的红灯亮起，表示东西方向禁止通行；南北方向的绿灯亮起，表示南北方向允许通行。绿灯倒计时初始时间设置为15秒，当显示时间等于零时，状态一结束。

状态二：东西方向交通信号灯状态不变；南北方向的绿灯熄灭，黄灯亮起，预示红灯即将亮起并禁止车辆通行。黄灯倒计时初始时间设置为5秒，当显示时间等于零时，状态二结束。

状态三：南北方向绿灯熄灭，红灯亮起，禁止车辆通行；东西方向红灯熄灭，绿灯亮起，使得东西方向允许车辆通行。绿灯倒计时初始时间设置为15秒，当显示时间等于零时，状态三结束。

状态四：南北方向不发生变化；东西方向绿灯熄灭，黄灯亮起，表示东西方向马上禁止车辆通行。黄灯倒计时初始时间设置为5秒，当显示时间等于零时，状态四结束。

5

1.4 各硬件电路方案选择

设计一个十字路口交通信号灯控制电路，需要由主控制器、显示、交通灯模拟、车流量检测、电源等模块组成。

1.4.1 主控制器方案选择

目前设计交通信号灯的方案大体分为3种，第一种基于PLC交通信号灯控制系统；第二种基于可编程器件FPGA/CPLD交通信号灯控制系统；第三种基于各类单片机交通信号灯控制系统。其中采用单片机的控制系统成本低，设计简单并能满足课题的设计要求，故采用基于单片机的交通信号灯控制系统。

1.4.2 显示方案选择

该系统要求完成倒计时、车流量显示和交通信号灯模拟等功能。基于上述原因，以下有二种方案可供选择：

方案一：

数字显示以及交通信号灯模拟全部采用点阵式LED显示。虽然这种方案可以很方便的显示各种英文、字符、汉字图形以及完整的将整个十字路口交通信号灯状态变化显示出来，但是要实现这种方案需要大量复杂的软件工作。

方案二：

采用数码管和LED相结合的方法。因为设计要求倒计时和车流量等数字显示，又要求模拟交通信号灯实际状态，为了方便观看并考虑实际情况。所以用数码管显示时间、LED模拟交通信号灯状态信息。

方案一和方案二电路复杂度差不多，但方案一软件复杂度大于方案二，为了便于显示方案的实现，故采用方案二。

6

1.4.3 车流量检测方案选择

方案一：

采用磁感应检测技术，即磁感应检测器。磁感应检测器是目前世界上应用最广泛的一种检测设备，在实际应用中将其埋设在地表下，当车辆通过线圈时，线圈磁感应强度发生变化，从而精确的检测出一定时间内通过的车流量。采用磁感应检测技术能避免地表上气候、温度、阳光灯因素影响，并且性能稳定。缺点是这种检测设备必须固定埋设在地表下。

方案二：

采用空气管道检测技术。空气管道检测技术作为接触式的检测方法，必须在检测地点固定一条空心的塑料管道，通过判断接有计数器的塑料管道内是否有空气被挤压对车流量计数。虽然这种方法能获取车流量信息，但方法繁琐、寿命短。

方案三：

采用波频检测技术中的红外检测。红外检测是通过检测红外线是否被检测物遮挡判断有无车流通行，红外检测主要由一个红外发射管和红外接收管组成。红外检测抗干扰性强并且电路简单。

方案一需将检测器埋入地下，方案二需要一条塑料管道，两种方法实现起来太过复杂，而方案三电路简单，实用，故采用方案三。

1.4.4 电源方案选择

方案一：

采用独立的稳压电源。稳压电源通过变压器将220V交流电压转换成适合稳压芯片的工作电压，是稳压芯片工作得到主电路需要的直流电压。此方案优点是稳定、可靠，但是采用独立电源会使整个电路复杂化。

方案二：

采用单片机模块提供电源。该方案使得电路简单，节约制作成本，缺点是输出功率不高。

综上所述，采用第二种方案。

7

1.4.5 按键方案选择

方案一：

采用独立式按键。独立式按键一端接主控制器的I/O输入口，另一端接地。对于这种结构简单、容易识别的按键，主控制器直接通过读取I/O口的状态来获取状态编码值，从而进行按键操作。虽然独立式按键电路简单、相互之间互不干扰，但是需要的I/O口很多。

方案二：

采用行列式按键，即矩阵按键。矩阵按键是用M条接I/O口的行线和N条接I/O口的列线组成的按键。主控制器采用行扫描法来识别矩阵按键，具体步骤是首先判断行线中是否有按键被按下，若有，则对列线进行相同的判断，这样就可以确定是哪个按键被按下了；若没有判断出行线中有按键被按下，则继续进行第一步操作。矩阵按键适用于按键输入多的情况，但是程序复杂。

综上所述，采用方案二，在设计中需要采用较多的按键。

1.5 本章小结

本章介绍了对于控制系统各个模块方案的比较和选择，以及历史上交通灯的发展和国内交通现状。

8

第二章 系统设计

2.1 总体设计

采用以STC89C52RC单片机最小系统为核心，4组红黄绿三种颜色的LED发光二极管构成东西南北四个方向的交通信号灯显示模块，数码管构成的倒计时显示和车流量显示模块，红外发射管和红外接收管构成的车流量检测电路，3X3构成的矩阵按键进行时间设置、紧急停止工作等功能。

整个电路采用外接5V的USB接口供电，并且能通过MAX232串口通信模块从PC中下载程序到STC89C52RC单片机中，使得整个系统正常工作。

图2.1 系统框图

9

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库基于单片机的十字路口交通信号灯控制-毕业设计论文(3)在线全文阅读。