基于新型規(guī)則的可編程交通控制系統(tǒng)設計 電子技術文集

1、基于新型規(guī)則的可編程交通控制系統(tǒng)設計 本系統(tǒng)由單片機系統(tǒng)、鍵盤、lcd顯示、交通燈演示系統(tǒng)組成。系統(tǒng)包括人行道、左轉、右轉、以及基本的交通燈的功能。 系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有倒計時、時間設置、緊急情況處理、語音提示、lcd信息顯示、分時段調整信號燈的點亮時間以及根據(jù)具體情況手動控制等功能。 一 方案設計與論證： 1電源提供方案 為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。我們考慮了兩種電源方案 方案一：采用獨立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點是各模塊都采用獨立電源，會使系統(tǒng)復雜，且可能影響電路電平。 方案二：采用單片機控制模塊提供電源。改方案的優(yōu)點是系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)

2、約成本；缺點是輸出功率不高。 綜上所述，我們選擇第二種方案。 2顯示界面方案 該系統(tǒng)要求完成倒計時、信息提示等功能?；谏鲜鲈颍覀兛紤]了三種方案： 方案一：完全采用lcd顯示。這種方案只顯示有限的符號和數(shù)碼字苻，無法勝任題目要求。 方案二：完全采用點陣式lcd顯示。這種方案實現(xiàn)復雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。 方案三：采用led與點陣lcd相結合的方法因為設計既要求倒計時數(shù)字輸出，又要求有漢字信息提示及圖形輸出等，為方便觀看并考慮到現(xiàn)實情況，用led與lcd分別顯示時間與提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實現(xiàn)的復雜度。 權衡

3、利弊，第三種方案可互補一二方案的優(yōu)缺，我們決定采用方案三以實現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。 3輸入方案： 題目要求系統(tǒng)能手動設燈亮時間、緊急情況處理，我們討論了兩種方案： 方案一:采用8155擴展i/o口及鍵盤，顯示等。該方案的優(yōu)點是： 使用靈活可編程，并且有ram,及計數(shù)器。若用該方案，可提供較多i/o口,但操作起來稍顯復雜。 方案二： 采用zlg7289來控制鍵盤及數(shù)碼管顯示。由于7289是串行控制方式，有專用的命令字，控制起來簡單，且占用較少口線。其電路圖如圖（1）。 由于該系統(tǒng)對于交通燈及l(fā)cd的控制，只用單片機本身的i/o口就可實現(xiàn)，且本身的計數(shù)器及ram已經(jīng)夠用，故選擇方案二。 4 4交通燈演

4、示方案： 采用在面板上焊接三色發(fā)光二極管模擬交通紅綠燈，以發(fā)光二極管拼出小人狀（并閃爍）/箭頭狀作為人行提示/左右轉提示，簡單明了；且實現(xiàn)簡單，清晰明了。 二系統(tǒng)設計 1總體設計 系統(tǒng)總框圖如下： 模塊說明 1鍵盤控制電路：28鍵盤，由單片機外接zlg7289控制。 2單片機最小系統(tǒng)：系統(tǒng)的主控制器，用以控制其他模塊協(xié)調工作。 3 lcd顯示模塊：用以顯示提示信息，如天氣、路況等，接口電路簡單，由單片機控制。 4 led顯示（倒計時）模塊：由單片機外接zlg7289控制，經(jīng)排線與交通燈演示模塊相連，用以顯示交通燈倒計時時間。 5 控制接口電路：用于連接單片機系統(tǒng)與交通燈演示模塊，該電路含74l

5、s139(二四譯碼器)、74ls373（數(shù)據(jù)鎖存器），可使交通燈正常工作。 6交通燈演示模塊:演示系統(tǒng)的工作情況。該模塊主要由發(fā)光二極管構成 7語音提示模塊：采用現(xiàn)成的2532-120單段錄放板（可錄音及重復播放），用以完成語音提示。 4 交通燈各狀態(tài)說明： 交通燈在通常工作條件中有五種狀態(tài)：綠燈人行道（s1）;綠燈右轉（s2）；黃燈（s3）;紅燈左轉（s4）;紅燈（s5）五種狀態(tài)。 *狀態(tài)說明： (s1)綠燈人行道：車輛前行；行人可通過人行道； (s2)綠燈右轉：車輛可向前、向右行駛。 (s3)黃燈：過渡狀態(tài)。 (s4)紅燈左轉：車輛向左行駛；但不能前行。 (s5)紅燈：禁止通行與轉彎。 注

6、：紅黃綠等均為前行方向的信號指示燈，濟南較大路口均為此種設計，只是左轉、人行無紅燈指示。 *狀態(tài)圖: *真值表：（注：r、g、y、l、rt、m分別表示紅燈、綠燈、黃燈、左轉、右轉、人行道燈） 本系統(tǒng)還設計了應急況處理；在緊急情況下，設置交通燈狀態(tài)為： 保留: 北 西 東 南 全紅：東南西北所有方向禁止通行。 南北紅、東西綠：南北方向禁行；東西方向通行。 東西紅、南北綠：東西方向禁行；南北方向通行。 4 2各模塊設計： (1).單片機及鍵盤控制模塊 單片機采用89c52，其中有8k程存可用。對交通燈的控制主要用其中的計數(shù)器定時來完成。一方面要完成對各模塊的控制，另一方面也要協(xié)調好各模塊的時序及口

7、線沖突問題。 鍵盤采用7289串行控制，其電路圖如圖（1）所示。共采用8個按鍵：數(shù)字鍵0-9，時間設置鍵，回車鍵，緊急情況控制鍵，模式轉換鍵，手動控制鍵及恢復鍵。時間設置可分別設計各方向的通行時間，其設置的時間應符合以下公式： tr1=tg2+ty2+tl2+tl1 tg1=tm1+trt1 tr2=tg1+ty1+tl1+tl2 tg2=tm2+trt2 模式轉換功能為根據(jù)交通狀況切換到預先設定好的通行時間模式，或切換回原來模式。手動控制為手動控制各個方向的通行時間，具有靈活的特性?；謴玩I是從緊急狀態(tài)或手動控制狀態(tài)返回正常狀態(tài)。 圖（1） （2）.lcd和led顯示模塊 led用來實現(xiàn)倒計時

8、功能，可直接從7289的接口上接過來。其控制較為簡單。 lcd用來顯示提示信息及在時間設置時的提示功能。其電路圖如圖（2）所示。 4 （3）交通燈演示模塊 交通燈用發(fā)光二極管代替，因為p2口過一段時間 后其值會發(fā)生變化，故采用p2口加鎖存器和p3口一起來控制。其電路圖如圖（3）。 圖3 3 軟件系統(tǒng)： 流程圖 如圖所示 3 三調試 根據(jù)方案設計的要求，調試過程共分三大部分：硬件調試、軟件調試和軟硬聯(lián)調。 1硬件調試： 交通燈演示電路的調試：交通燈模塊由多個發(fā)光二極管組成，接線繁瑣，極易出錯。檢查二極管無故障、導線無斷線、連線接頭無互相搭聯(lián)后可先寫一個軟件調試程序，依次檢查東南西北方向的指示燈（

9、發(fā)光二極管）是否點亮；若未點亮，則可能是連線接錯。根據(jù)燈的亮滅情況依次查找直到電路正常工作為止。 倒計時電路調試：倒計時電路主要有數(shù)碼管組成。當交通燈程序寫好后，倒計時的顯示可與最小系統(tǒng)板上兩組數(shù)碼管顯示比較（系統(tǒng)板上的這兩組數(shù)碼管用以檢查倒計時工作情況）。若倒計時電路中有數(shù)碼管不亮，檢查數(shù)碼管是否良好、數(shù)碼管連線是否良好。依次檢查，直至倒計時電路正常工作。 語音提示電路的調試：本系統(tǒng)采用現(xiàn)成的語音板。語音板上電后若不能工作，可將錄音板首先復位，然后錄音，再重放。依上操作，直到語音板正常工作。 其它電路的調試主要看接口以及連線是否正確。依次檢查，直到正常工作。 2 軟件調試 本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)很

10、大，全部采用匯編語言編寫，除語法與邏輯差錯外，當確認程序沒問題時，直接下載到單片機仿真調試。采取自下到上的方法，單獨調好每一個模塊，最后完成一個完整的系統(tǒng)調試。 3 軟硬聯(lián)調 系統(tǒng)做好后，進行系統(tǒng)的完整調試。 （1）.初始化后，兩個方向通行時間完全相等。tr1=tr2=19s tg1=tg2=12s,ty1=ty2=2s,tl1=tl2=5s,trt1=trt2=4s,tm1=tm2=8s 各燈運行及倒計時情況良好。 （2）.按模式轉換鍵后，按預先裝入的模式2進行工作： （3）.按設置鍵后，進行時間設置： 完成后，會按重新設置的時間進行。 （4）.按緊急預案鍵后，先出現(xiàn)全紅狀態(tài)，再按一下該鍵，

11、又出現(xiàn)一方通行狀態(tài)，再按，則另一方通行。如此循環(huán)。 按手動控制鍵后，進行手動控制，每按一次，燈會轉到下一個狀態(tài)。 按恢復鍵對上兩者進行恢復到正常狀態(tài)。 3 重要提示:文檔由 文檔精靈 上傳，但版權歸原作者所有。涉及版權問題請聯(lián)系原作者。 膈膆蒂羈袈莁莇薅肀膄莃薄膃蒀螞薃袂芃薈薂羅蒈蒄薂肇芁莀薁腿肄蠆蝕衿艿薅蠆羈肂蒁蚈膃芇蕆蚇袃膀莃蚆羅莆蟻蚆肈腿薇蚅膀莄蒃蚄袀膇荿螃羂莂芅螂肄膅薄螁螄莁薀螀羆芃蒆螀聿葿莂蝿膁節(jié)蝕螈袀肅薆螇羃芀蒂袆肅肅莈裊螅羋芄襖袇肁蚃襖聿莇蕿袃膂腿蒅袂袁蒞莁袁羄膈蝕羀肆莃薆罿膈膆蒂羈袈莁莇薅肀膄莃薄膃蒀螞薃袂芃薈薂羅蒈蒄薂肇芁莀薁腿肄蠆蝕衿艿薅蠆羈肂蒁蚈膃芇蕆蚇袃膀莃蚆羅莆蟻蚆肈

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