基于新型規(guī)則的可編程交通控制系統(tǒng)設(shè)計 電子技術(shù)文集

1、 歡迎到訪我的豆丁主頁： (文檔精靈) 本文格式為word，能編輯和復(fù)制，感謝您的閱讀。 基于新型規(guī)則的可編程交通控制系統(tǒng)設(shè)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(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、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(shè)置、緊急情況處理、語音提示、lcd信息顯示、分時段調(diào)整信號燈的點亮?xí)r間以及根據(jù)具體情況手動控制等功能。 一 方案設(shè)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(fù)雜

2、，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)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?，我們考慮了三種方案： 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(fù)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(jié)合的方法因為設(shè)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

3、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(fù)雜度。 權(quán)衡利弊，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(shè)燈亮?xí)r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(fù)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

4、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(zhuǎn)提示，簡單明了；且實現(xiàn)簡單，清晰明了。 二系統(tǒng)設(shè)計 1總體設(shè)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(diào)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

5、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74ls139(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(gòu)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(fù)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(zhuǎn)（s2）；黃燈（s3）;紅燈左轉(zhuǎn)（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(zhuǎn)：車輛可向前、向右行駛。 (s3)黃燈：過

6、渡狀態(tài)。 (s4)紅燈左轉(zhuǎn)：車輛向左行駛；但不能前行。 (s5)紅燈：禁止通行與轉(zhuǎn)彎。 注：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(shè)計，只是左轉(zhuǎn)、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(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、人行道燈） 本系統(tǒng)還設(shè)計了應(yīng)急況處理；在緊急情況下，設(shè)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(shè)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

7、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(diào)好各模塊的時序及口線沖突問題。 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(shè)置鍵，回車鍵，緊急情況控制鍵，模式轉(zhuǎn)換鍵，手動控制鍵及恢復(fù)鍵。時間設(shè)置可分別設(shè)計各方向的通行時間，其設(shè)置的時間應(yīng)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(zhuǎn)換功能為根據(jù)交通狀況切換到預(yù)先設(shè)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。恢復(fù)鍵是從緊急狀態(tài)或

8、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(shè)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(diào)試 根據(jù)方案設(shè)計的要求，調(diào)試過程共分三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬聯(lián)調(diào)。 1硬件調(diào)試： 交通燈演示電路的調(diào)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

9、障、導(dǎo)線無斷線、連線接頭無互相搭聯(lián)后可先寫一個軟件調(diào)試程序，依次檢查東南西北方向的指示燈（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(diào)試：倒計時電路主要有數(shù)碼管組成。當(dāng)交通燈程序?qū)懞煤?，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(diào)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(fù)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

10、調(diào)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(diào)試 本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)很大，全部采用匯編語言編寫，除語法與邏輯差錯外，當(dāng)確認程序沒問題時，直接下載到單片機仿真調(diào)試。采取自下到上的方法，單獨調(diào)好每一個模塊，最后完成一個完整的系統(tǒng)調(diào)試。 3 軟硬聯(lián)調(diào) 系統(tǒng)做好后，進行系統(tǒng)的完整調(diào)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(zhuǎn)換鍵后，按預(yù)先裝入的模式2進行工作： （3）.按設(shè)置鍵后，進行時間設(shè)置： 完成后，