【基于雷達(dá)控制的自信交通信號燈系統(tǒng)設(shè)計10000字（論文）】

PAGEPAGE27基于雷達(dá)控制的自信交通信號燈系統(tǒng)設(shè)計目錄TOC\o"1-2"\h\u238序言 19865一、毫米波雷達(dá)的概述 2251541.1毫米波雷達(dá)的產(chǎn)生和定義 221501.2毫米波雷達(dá)的基本組成 2115812毫米波雷達(dá)的硬件與工作原理 4203192.1毫米波雷達(dá)的硬件結(jié)構(gòu) 4296202.2CPU模塊中的存儲器 5287922.3毫米波雷達(dá)的工作原理 6243413毫米波雷達(dá)的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域 8158623.1毫米波雷達(dá)的特點(diǎn) 8217183.2毫米波雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域 868113.3毫米波雷達(dá)的前景 9315724毫米波雷達(dá)的程序設(shè)計基礎(chǔ) 939664.1毫米波雷達(dá)中的程序結(jié)構(gòu) 927344.2F1—40MR的編程組件： 1187164.3某些編程組件的使用特性及含義： 11290145十字路口交通燈的介紹 13293696應(yīng)用毫米波雷達(dá)設(shè)計十字路口交通燈 15211166.1輸入輸出點(diǎn)分配表 15128906.2順序功能圖 16216296.3梯形圖： 16110826.4指令表 1610224七、小結(jié) 1717609參考文獻(xiàn) 1813329附錄 19【摘要】:近年來，我國城市道路交通擁堵問題日益突出，尤其是機(jī)動車違法行為嚴(yán)重；介紹了一種以計算機(jī)、信息、電子、通訊等先進(jìn)技術(shù)為核心的智能交通指揮中心的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行，極大地改善了道路交通擁堵現(xiàn)象，提高了道路的通行能力。同時，還可以減少機(jī)動車的違法行為，減少機(jī)動車的違法行為，同時還可以減少汽車的廢氣排放量，對減輕環(huán)境污染具有不可忽視的作用。針對目前我國城市交通管制和管理存在的問題，提出了一種較為簡便、實(shí)用的城市交通信號燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計?！娟P(guān)鍵詞】:交通控制交通燈毫米波雷達(dá)序言城市的交通問題是伴隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而日益受到重視。如何協(xié)調(diào)人、車、路三者之間的關(guān)系，是當(dāng)前我國城市道路建設(shè)中亟待解決的一個重大課題。城市交通管制系統(tǒng)是一種應(yīng)用于交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制和交通疏導(dǎo)的一體化管理系統(tǒng)。不同城市存在著不同的問題，但共同的問題是混合交通。在交叉口內(nèi)，解決這些問題的關(guān)鍵在于如何處理這些問題，或者說它們之間的交互作用！隨著城市化進(jìn)程的加快，新城市的不斷涌現(xiàn)，城市的交通問題已經(jīng)成為一個不容忽視的問題。與此同時，隨著我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，以及城市中的機(jī)動車輛數(shù)量日益增多，人們的生活水平也在逐漸提高，汽車也逐漸走進(jìn)了普通百姓的家中，根據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國城市里的十字路口交通系統(tǒng)大都采用定時來控制（不排除繁忙路段或高峰時段用交警來取代交通燈的情況）。單片機(jī)的控制系統(tǒng)在設(shè)計時既要進(jìn)行軟硬件的設(shè)計，又要考慮到抗干擾能力差、通用性不強(qiáng)、必須要有一種與之相匹配的接口電路，成本適中，生產(chǎn)難度大。在程序設(shè)計中，對控制交通的各種原理進(jìn)行了分析，采用常規(guī)的方法很難實(shí)現(xiàn)，因此采用了可編程控制器，主要是由于毫米波雷達(dá)易于理解，易于掌握；具有高可靠性，通用靈活，體積小，使用壽命長等特點(diǎn)。本文提出一種基于毫米波雷達(dá)的交叉路口交通信號自動控制的方案。在分析了紅綠燈控制需求的基礎(chǔ)上，提出了毫米波雷達(dá)的控制方案；硬件實(shí)現(xiàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單；它經(jīng)濟(jì)、可靠，是一種很好的應(yīng)用前景。一、毫米波雷達(dá)的概述1.1毫米波雷達(dá)的產(chǎn)生和定義1968年，美國通用公司（GE）和1969年美國DigitalInc.開發(fā)了一種叫做毫米波雷達(dá)的邏輯運(yùn)算、計時和計算功能。毫米波雷達(dá)，是一種工作于毫米波段的雷達(dá)。一般的毫米波是30-300GHz的頻率范圍（1至10mm）。由于毫米波的波長在微波與厘米波之間，所以毫米波雷達(dá)具有一定的優(yōu)勢。與毫米波波導(dǎo)的導(dǎo)引頭相比，導(dǎo)引頭的尺寸較小；它具有重量輕、空間分辨率高等優(yōu)點(diǎn)。與紅外、激光、電視等光學(xué)導(dǎo)航頭比較，毫米波導(dǎo)頭能夠穿透霧、煙、塵，并具有全天候（除了下雨天）的特性。此外，在抗干擾和反隱身方面，毫米波導(dǎo)引頭的性能也比其它的要好。毫米波雷達(dá)能分辨對小型目標(biāo)進(jìn)行識別，并能對多個目標(biāo)進(jìn)行一次識別；該系統(tǒng)具備圖像處理、體積小、機(jī)動性好、隱身性能好、作戰(zhàn)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。1.2毫米波雷達(dá)的基本組成目前，可編程控制器的種類繁多，毫米波雷達(dá)和毫米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)各不相同，但在工作原理上卻是大同小異。這些系統(tǒng)都是以單片機(jī)為中心的，其功能的實(shí)現(xiàn)既取決于硬件的功能，也取決于軟件的支撐。毫米波波雷達(dá)的主設(shè)備包括CPU、內(nèi)存、EPROM;主要包括：ROM，輸入/輸出模塊，外部輸入/輸出接口，通信接口和電源.本文將對毫米波雷達(dá)的各個部件和功能進(jìn)行詳細(xì)的闡述。（1）CPU模塊CPU模塊主要包括CPU芯片和內(nèi)存。在毫米波雷達(dá)的控制系統(tǒng)中，CPU就像是人體的心臟和大腦，通過不斷的獲取輸入信息、完成用戶的操作、更新系統(tǒng)的輸出；內(nèi)存是用來存儲程序和資料的。（2）I/O模塊輸入模組和輸出模組，即I/O模組，與人的眼睛、耳朵相等；手和腳是連接外部設(shè)備與CPU組件的紐帶。輸入模塊用于接收和獲取輸入信號，而切換量輸入模塊用于接收從按鍵；數(shù)字撥碼開關(guān)，限位開關(guān)，接近開關(guān)，光電開關(guān)，壓力繼電器，等等；模擬量輸入模塊用于接收由電位器、速度發(fā)生器和不同類型的變頻器所產(chǎn)生的模擬電流和電壓信號。開關(guān)輸出模塊用于對觸點(diǎn)，電磁閥，電磁鐵，指示燈，數(shù)字顯示裝置，警報裝置等進(jìn)行控制；模數(shù)輸出模塊用于控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等的執(zhí)行器。CPU模塊的工作電壓通常為5V，而從毫米波雷達(dá)的外部輸入；輸出端具有DC24V、AC220V等高供電電壓。外界輸入的脈沖電流和干擾噪音會對CPU組件造成損傷，或者導(dǎo)致毫米波雷達(dá)無法正常工作。輸入/輸出模組采用光學(xué)耦合；采用光敏晶閘管、小型繼電器等設(shè)備，將毫米波雷達(dá)的內(nèi)部與外部的I/O電路分離開來。I/O模塊不僅具有傳輸信號的功能，還具有電平變換和隔離功能。（3）編程器編程器是用來產(chǎn)生用戶程序，對用戶程序進(jìn)行編輯，檢查，修改，監(jiān)控程序的運(yùn)行。由于不能對梯形圖進(jìn)行直接的輸入、編輯，所以它也被稱為“指令編程”。由于其小巧、廉價，通常被用來編制微型毫米波雷達(dá)，或在現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試和維修。利用程式設(shè)計軟件，可以直接在電腦螢?zāi)簧袭a(chǎn)生、編輯階梯圖形或指令程式，并能完成程式間的互相轉(zhuǎn)換。該軟件可以被編譯成毫米波雷達(dá)，也可以通過毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X中。該軟件可以在網(wǎng)上或電話線路上存入磁盤或打印，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程編程和傳輸。（4）電源毫米波雷達(dá)采用交流220V或24V直流供電。內(nèi)置的切換電源，可提供各種電壓等級的DC供電。微型毫米波雷達(dá)能夠?yàn)橹T如接近開關(guān)之類的外部電子傳感器提供24V的DC24V供電，而毫米波雷達(dá)的負(fù)載通常是由使用者來提供。2毫米波雷達(dá)的硬件與工作原理2.1毫米波雷達(dá)的硬件結(jié)構(gòu)毫米波雷達(dá)分為整體式、模塊式和混合式三種。（1）整體式毫米波雷達(dá)整體式也稱單元型或盒型，其體積小、價格低廉，而微型毫米波雷達(dá)通常是整體結(jié)構(gòu)。集成的毫米波雷達(dá)模塊；I/O和電源被置于一個叫做CPU的盒子式塑料外殼中。它的前罩下方有一個模式選擇開關(guān)；模數(shù)式電位計及擴(kuò)充式模數(shù)接頭。S7-200毫米波雷達(dá)可為用戶提供各種輸入/輸出接口和數(shù)字量、模擬量I/O擴(kuò)充等功能。采用平面線纜將CPU模塊與擴(kuò)展模塊相連接，可選擇完全輸入或完全輸出的DI/O擴(kuò)充模塊，以改變輸入輸出點(diǎn)的比率。一體化毫米波雷達(dá)還具有多種特殊的功能模塊，如：模擬量輸入；通過熱電偶、位置控制、通訊模塊等模塊的應(yīng)用，拓展了毫米波雷達(dá)的應(yīng)用范圍。（2）模塊式毫米波雷達(dá)大中型毫米波雷達(dá)通常采用模塊化的結(jié)構(gòu)，主要包括機(jī)架和組件。模組插入模組插口，模組焊接于機(jī)架內(nèi)的匯流板，有多種槽數(shù)的機(jī)柜可供使用者選擇，若一臺機(jī)柜無法裝下所選的模組，則可增加一臺或多臺擴(kuò)充機(jī)柜，每臺機(jī)柜間的接口模組及線纜聯(lián)接。用戶可以在使用各種型號的CPU模塊、豐富的I/O模塊以及一些特定的功能模塊的情況下，在設(shè)備的配置上有很大的靈活性，并且在維護(hù)過程中可以很容易的進(jìn)行模塊的替換。單片毫米波雷達(dá)每一輸入輸出點(diǎn)的平均成本都低于模塊化，因此，微型控制系統(tǒng)通常都是集成毫米波雷達(dá)。而模塊化毫米波雷達(dá)，其硬件配置簡單、靈活，輸入輸出點(diǎn)數(shù)目較少；輸入值與輸出值之比；與單片機(jī)相比，I/O模塊的類型和塊數(shù)、專用I/O模塊的選擇范圍要大得多，而且在維護(hù)時可以更換模塊，判斷故障范圍，所以要求較高的復(fù)雜系統(tǒng)通常采用模塊化的毫米波雷達(dá)。2.2CPU模塊中的存儲器內(nèi)存可劃分為系統(tǒng)程序內(nèi)存和使用者程序內(nèi)存。該系統(tǒng)程序是一種類似于微機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)，它賦予了毫米波雷達(dá)的基本智能，可以執(zhí)行由毫米波雷達(dá)設(shè)計人員指定的任務(wù)。該系統(tǒng)的編程是由毫米波制造商專門設(shè)計的，并且固定在ROM（ROM）中，使用者無法閱讀的波雷達(dá)。使用者程式是使用者所設(shè)計，可讓毫米波雷達(dá)執(zhí)行使用者所需之特殊功能。使用者程式記憶體的能力是以字節(jié)（B）表示。毫米波雷達(dá)采用下列物理存儲設(shè)備：（1）隨機(jī)存取存儲器（RAM）使用者可以使用程式設(shè)備讀取RAM或把使用者程式寫入RAM，所以RAM亦稱為讀取/寫入記憶體。這是一種易失的內(nèi)存，一旦斷電，存儲的資料就會流失。RAM工作速度快，價格便宜，容易改寫。當(dāng)毫米波雷達(dá)的外部供電被切斷后，RAM中的一些數(shù)據(jù)和用戶程序可以被儲存在鋰電池中。鋰電池的使用壽命為1-3年，當(dāng)需要更換時，毫米波雷達(dá)會向使用者發(fā)送信息。目前，部分毫米波雷達(dá)還在使用RAM存儲用戶的程序。（2）只讀存儲器（ROM）ROM中的內(nèi)容僅可讀取，不可讀取。該產(chǎn)品具有不揮發(fā)性，在斷電后仍然可以存儲所存儲的信息。ROM存儲毫米波雷達(dá)的一種系統(tǒng)軟件。（3）可以電擦除可編程的只讀存儲器（EEPROM）EEPROM具有非易失性，但可以通過程序設(shè)計來編程，同時具有ROM的非易失性和RAM的隨機(jī)訪問優(yōu)勢，但其寫數(shù)據(jù)所需要的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過RAM。S7-200采用EEPROM存入需要長時間保存的用戶程序和重要資料。2.3毫米波雷達(dá)的工作原理1、用觸點(diǎn)和線圈實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算在數(shù)模控制系統(tǒng)中，只有兩個相對的操作條件，即高電平和低電平，繼電器線圈的通電和斷電，觸點(diǎn)的開啟和關(guān)閉，可以由1和0的邏輯代數(shù)來表達(dá)，其中1狀態(tài)為高電平，0狀態(tài)為低電平?！芭c”、“或”、“非”等邏輯操作可以通過繼電器線路或梯形圖來完成。采用串或并聯(lián)的多個接觸電路，可以完成復(fù)雜的邏輯操作。當(dāng)繼電器線圈通電時，它的常開式和常閉式的接觸是打開的；當(dāng)線圈斷電時，它的常開觸頭會被打開，而它的常閉式觸頭會被關(guān)閉。在梯形圖形中，比特單元的接觸和線圈也具有相似的關(guān)系，如毫米波雷達(dá)的輸出點(diǎn)Q。2、毫米波雷達(dá)的操作模式（1）、操作模式毫米波雷達(dá)有兩種工作方式，即工作狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)。在RUN方式下，通過用戶程序的執(zhí)行，以體現(xiàn)控制需求；同時，在STOP模式下，CPU不進(jìn)行用戶程序操作，利用計算機(jī)編程軟件對毫米波雷達(dá)進(jìn)行編寫、設(shè)定、安裝、安裝、安裝等。如果出現(xiàn)了一個嚴(yán)重的錯誤，就不能從STOP模式轉(zhuǎn)入RUN模式，直到被清除為止。毫米波雷達(dá)系統(tǒng)存儲了可供使用者查看的非致命錯誤，但不會從RUN模式中自動切換到停止模式。I/O反應(yīng)時間：是毫米波雷達(dá)的一個特定輸入信號發(fā)生變化到該系統(tǒng)的輸出信號發(fā)生變化所需要的時間。毫米波雷達(dá)I/O響應(yīng)時間是毫米波雷達(dá)中各個開關(guān)量的關(guān)鍵技術(shù)，以提高毫米波雷達(dá)的抗干擾性和可靠性。毫米波雷達(dá)采用與普通微機(jī)不同的工作模式（掃描技術(shù)），以達(dá)到對繼電器控制線路進(jìn)行硬邏輯并行控制的目的。由于上述兩點(diǎn)，毫米波雷達(dá)的I/O響應(yīng)速度較普通微機(jī)所組成的工業(yè)控制系統(tǒng)要慢，其響應(yīng)時間至少為1次掃描，通常都要大于1次。用模式開關(guān)改變操作模式CPU模組中的模式切換處于停機(jī)狀態(tài)時，會使用戶程序停止工作；當(dāng)在RUN位置時，使用者程式會開始執(zhí)行。當(dāng)處于“停止”或“TERM”（終端）位置時，當(dāng)電源供電后，CPU會自動地進(jìn)入“停止”狀態(tài)；當(dāng)電源處于RUN狀態(tài)時，當(dāng)電源被啟動時，它會自動地進(jìn)入RUN狀態(tài)。用STEP7-Micro/WIN編程軟件改變操作模式CPU運(yùn)行方式的程序軟件需要符合以下兩個條件：a)在毫米波雷達(dá)和程序軟件之間建立通訊聯(lián)系。b)在RUN方式或TERM方式下設(shè)置毫米波雷達(dá)的模式切換。點(diǎn)擊程序欄中的“RUN”鍵，或者點(diǎn)擊“毫米波雷達(dá)”-“RUN”（RUN)，就會進(jìn)入RUN模式。點(diǎn)擊停止鍵，或者點(diǎn)擊“毫米波雷達(dá)”菜單中的“STOP”（STOP)，就會進(jìn)入暫停狀態(tài)。在程序中改變操作模式通過將STOP命令插入到程序中，CPU就可以從RUN模式切換到STOP。3、毫米波雷達(dá)的基本工作原理毫米波雷達(dá)是用來控制存貯程序的。在編寫完程序后，由使用者按特定目標(biāo)的特定控制需求，編程器將程序輸入到毫米波雷達(dá)的存儲器中。利用用戶程序完成了毫米波雷達(dá)的控制功能。毫米波雷達(dá)是一種循環(huán)式的工作，在毫米波雷達(dá)上電并對軟硬件進(jìn)行初始化后，用戶程序會重復(fù)地進(jìn)行，以便毫米波雷達(dá)的輸出能夠?qū)θ魏螘r刻變化的輸入信號作出反應(yīng)，直至毫米波雷達(dá)停止工作或轉(zhuǎn)換至停止?fàn)顟B(tài)。這個循環(huán)的工作模式叫做“掃頻”。毫米波雷達(dá)在RUN工作模式下，通過循環(huán)周期掃描，分時操作，持續(xù)采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，完成新系統(tǒng)的輸出；同時，負(fù)責(zé)公司的內(nèi)部事務(wù)及通訊服務(wù)。毫米波雷達(dá)在使用后，通常會分成三個階段：輸入采樣，用戶程序執(zhí)行，輸出更新。以上三個步驟的完成稱為一次掃描循環(huán)。毫米波雷達(dá)CPU在整個工作過程中以特定的掃描速率反復(fù)進(jìn)行以上三個步驟。3毫米波雷達(dá)的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域3.1毫米波雷達(dá)的特點(diǎn)毫米波雷達(dá)是結(jié)合繼電器接觸器控制的優(yōu)勢以及計算機(jī)的靈活、方便等特點(diǎn)而研制開發(fā)的一種新型的毫米波雷達(dá)。(1)程序編制方法易于掌握(2)功能強(qiáng)大，性價比高(3)硬件設(shè)備齊全，使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)(4)具有較高的可靠性和較好的抗干擾性(5)設(shè)計、安裝和調(diào)試工作量小(6)維護(hù)工作量少，易于維護(hù)(7)體積小、能量消耗低、容易整合3.2毫米波雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域由于毫米波雷達(dá)在各個行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，毫米波雷達(dá)的性價比也越來越高，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。數(shù)字量邏輯控制它是最基礎(chǔ)和最普遍的毫米波雷達(dá)。它的輸入和輸出都是開閉的信號，它的控制程序和繼電器的控制方式是最接近的，具有很高的控制成本和很高的可靠性。適用于單機(jī)、自動化流水線、民用和家用。運(yùn)動控制采用特殊的運(yùn)動控制模塊，可實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動、圓周運(yùn)動等過程的位置、速度等過程的自動控制，在各類機(jī)床的加工中得到了廣泛的應(yīng)用。閉環(huán)過程控制利用毫米波雷達(dá)進(jìn)行模擬化；D/A模組，能實(shí)現(xiàn)模數(shù)間的互相變換，達(dá)到對溫度的要求；PID（比例-積分-差分）閉環(huán)控制系統(tǒng)，其壓力、流量等連續(xù)改變。該產(chǎn)品在塑料加工，鍋爐控制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代化的毫米波雷達(dá)，可以進(jìn)行數(shù)字操作；毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表等功能可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、分析、處理，使其功能得到極大的提高。通信聯(lián)網(wǎng)通過通信接口，可以在毫米波雷達(dá)中實(shí)現(xiàn)；毫米波雷達(dá)和其他智能裝置（例如，電腦）;變頻器、數(shù)控設(shè)備等）相互通訊，構(gòu)成“分散控制，集中管理”的DCS，為現(xiàn)代化的工業(yè)自動化生產(chǎn)提供有力的控制支撐。3.3毫米波雷達(dá)的前景為滿足不同的市場需要，各個制造商都在不斷地完善毫米波雷達(dá)，使其性能更好；新產(chǎn)品的效果更好?？偟膩碚f，新的產(chǎn)品朝兩個方面發(fā)展：一種是超微型化的；為實(shí)現(xiàn)單一的控制，實(shí)現(xiàn)專用、低價；二是向大型化、高速化、多功能化、分布式、網(wǎng)絡(luò)化、自動化等方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代大型工廠、企業(yè)自動化的需求。4毫米波雷達(dá)的程序設(shè)計基礎(chǔ)4.1毫米波雷達(dá)中的程序結(jié)構(gòu)(1)一種用于自動化控制的可編程序控制器，其最大的優(yōu)勢是編程簡單，不需要電腦編程，而發(fā)展了一種面向控制的、面向問題的、簡單直觀的毫米波雷達(dá)編程語言。該軟件包括兩個部分：毫米波雷達(dá)制造商所提供的操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠支持用戶的程序操作；使用者程式，使用者所寫之應(yīng)用程式，以執(zhí)行特定的控制作業(yè)。毫米波雷達(dá)程序設(shè)計語言IEC61131-3，定義了以下5種程序語言：序列函數(shù)圖表、梯形圖、函數(shù)框、命令和結(jié)構(gòu)文字。在這些方面，比較常見的有順序函數(shù)圖、梯形圖、指令表。序列函數(shù)圖，是一種在其他編程語言的基礎(chǔ)上，用于編制序列控制程序的一種圖形語言。這是一個用圖形的方式來組織一個程序。在序列函數(shù)圖中，步、轉(zhuǎn)換、動作是三大要素。在毫米波雷達(dá)中，最常用的是梯形圖程序。梯形程序包括接觸，線圈，以及以方框?yàn)榇淼暮瘮?shù)模塊。這些接觸表示了諸如外部交換機(jī)、按鍵和內(nèi)部狀況等的邏輯輸入狀況。線圈一般表示邏輯輸出的結(jié)果，用于控制外部指示燈，交流接觸器，以及內(nèi)部的標(biāo)志等。函數(shù)框圖是用來表達(dá)定時器、計數(shù)器、數(shù)學(xué)操作、數(shù)據(jù)處理等的指示的。毫米波雷達(dá)梯形圖又稱線路或程序，是一種軟件信息，它反映了毫米波雷達(dá)的輸入、輸出和控制關(guān)系。應(yīng)該指出，毫米波雷達(dá)的梯形圖并非是實(shí)際的硬件電路，所以不能像一般的硬件電路那樣看待。指令表是一個程序中最小的、最獨(dú)立的單元，它是由幾條有序的命令組成的。一條指令通常包括一組操作代碼和一組操作數(shù)，而運(yùn)算數(shù)包括識別號和參數(shù)。運(yùn)算代碼確定了要完成的函數(shù)，并告知CPU要做哪些事情；運(yùn)算符是完成此動作所需的資訊，并告知CPU要做些什麼。通常，毫米波雷達(dá)的內(nèi)存中有指令運(yùn)算的數(shù)目。（2）S7-200的控制程序由主程序、子程序和中斷程序組成。主要程式：程式中的主要程式，每一專案都只有一位主程式。子級和中斷級可以在主程序中被調(diào)用。子程式：子程式是任選的，只有當(dāng)其他程式呼叫時才會執(zhí)行?？梢栽诓煌牡攸c(diǎn)調(diào)用相同的子程序。應(yīng)用子程式可以簡化程式碼，縮短程式掃描的時間。中斷：用于及時地處理與使用者程式的運(yùn)行時間無關(guān)的動作，或無法預(yù)先預(yù)見的中斷事件。當(dāng)一個中斷事件發(fā)生時，不會被使用者程式呼叫，但會被作業(yè)系統(tǒng)呼叫。由使用者編寫的中斷程式。4.2F1—40MR的編程組件：F1-40MR程序部件的名字是用字母和數(shù)字來表示的，這兩個數(shù)字代表了部件的種類和部件編號。元件號以八進(jìn)制數(shù)字表示，各程序元件的數(shù)值范圍有嚴(yán)格的限定，且各元件的數(shù)目也不一樣且不會相互重疊，其排列方式如下：輸入繼電器（X）：X400—X413，X500—X513輸出繼電器（Y）：Y430—Y437，Y530—Y537定時器（T）：T50—T57，T450—T457，T550—T557，T650—T657計數(shù)器（C）：C60—C67，C460—C467，C560—C567，C660—667輔助繼電器（M）：M100—M377（其中M300—M377斷電保持）狀態(tài)寄存器（S）：S600—S647特殊輔助繼電器（M）：M70，M71，M72，M73，M76，M77等16個4.3某些編程組件的使用特性及含義：1、特殊標(biāo)志位（SM）存儲器CPU224編址范圍SM0.0～SM179.7，共180個字節(jié)。其中SM0.0～SM29.7的30個字節(jié)為只讀型區(qū)域。①SMB0為狀態(tài)位字節(jié)，在每次掃描循環(huán)結(jié)尾由S7-200CPU更新，定義如下：SM0.0RUN狀態(tài)監(jiān)控，毫米波雷達(dá)在運(yùn)行RUN狀態(tài)，該位始終為1。SM0.1首次掃描時為1，毫米波雷達(dá)由STOP轉(zhuǎn)為RUN狀態(tài)時，ON（1態(tài)）一個掃描周期，用于程序的初始化。SM0.2當(dāng)RAM中數(shù)據(jù)丟失時，ON一個掃描周期，用于出錯處理。SM0.3毫米波雷達(dá)上電進(jìn)入RUN方式，ON一個掃描周期。SM0.4分脈沖，該位輸出一個占空比為50％的分時鐘脈沖。用作時間基準(zhǔn)或簡易延時。SM0.5秒脈沖，該位輸出一個占空比為50％的秒時鐘脈沖?？捎米鲿r間基準(zhǔn)。SM0.6掃描時鐘，一個掃描周期為ON（高電平），另一為OFF（低電平）循環(huán)交替。SM0.7工作方式開關(guān)位置指示，0為TERM位置，1為RUN位置。為1時，使自由端口通訊方式有效。②SMB1為指令狀態(tài)位字節(jié)，常用于表及數(shù)學(xué)操作，部分位定義如下：SM1.0零標(biāo)志，運(yùn)算結(jié)果為0時，該位置1。SM1.1溢出標(biāo)志，運(yùn)算結(jié)果溢出或查出非法數(shù)值時，該位置1。SM1.2負(fù)數(shù)標(biāo)志，數(shù)學(xué)運(yùn)算結(jié)果為負(fù)時，該位為1。2、置位／復(fù)位指令SS-BIT，N：從起始位（S-BIT）開始的N個元件置1。RS-BIT，N：從起始位（S-BIT）開始的N個元件清0。3、定時器1）工作方式分類通電延時型（TON）、有記憶的通電延時型（保持型）（TONR）、斷電延時型（TOF）等三類。2）時基標(biāo)準(zhǔn)分類1ms、10ms、100ms三種類型，不同的時基標(biāo)準(zhǔn)，定時精度、定時范圍和定時器的刷新方式不同。a.定時精度：b.定時范圍：定時時間T＝時基*預(yù)置值時基越大，定時時間越長，但精度越差。4、定時器工作原理分析（1）通電延時型（TON）如果啟動端（IN）是激活的，則計時器將啟動計時，此時的數(shù)值從0開始增加，如果超過或等于PT，則將輸出最大值32767的狀態(tài)位置1（輸出接觸）。如果激活端是無效的（關(guān)斷），則計時器重置（當(dāng)前值為0，輸出狀態(tài)位置為0）。（2）有記憶通電延時型（TONR）當(dāng)啟動端（IN）輸入為激活時（ON)，并且當(dāng)前值從0增加，并且當(dāng)當(dāng)前值比預(yù)定值（PT）更大或者更高時，輸出狀態(tài)位置1。如果啟用端輸入是無效的（關(guān)斷），則維持（存儲器）該當(dāng)前值，而當(dāng)啟用端（IN）重新處于激活狀態(tài)時，則基于原始存儲器的時間增加定時。（TONR）計時器利用線圈的重置命令R執(zhí)行重置操作，在重置線圈激活時，計時器當(dāng)前值為0，而輸出狀態(tài)位置為0。（3）斷電延時型(TOF)如果啟動端（IN）是激活的，則計時器的輸出狀態(tài)比特被設(shè)置為1，而當(dāng)前的值被重設(shè)（0）。當(dāng)啟動端（IN）被切斷時，計時開始，當(dāng)前值由0增加，當(dāng)當(dāng)前值到達(dá)預(yù)定值時，計時器狀態(tài)位重設(shè)0，并停止計時器，當(dāng)前值維持5十字路口交通燈的介紹在交叉路口的東西；在南北兩條主要道路上設(shè)置了紅色；綠色左拐、綠色直行和黃色交通燈控制機(jī)動車和非機(jī)動車，行人行人在人行斑馬線上設(shè)置紅、綠燈控制行人。它的控制過程是：東、西、南、北四個主要道路的紅燈始終亮著，提示在主路上，在左拐時不能直行，在直行時不能左轉(zhuǎn)彎，只有在紅燈亮?xí)r才能進(jìn)入。在主要道路上，車輛通過時，信號燈的變化是：左轉(zhuǎn)彎綠燈15秒后三次閃爍，黃色燈光2秒，直行綠燈亮（同時東西方向人行道綠燈亮）,15秒后閃爍三次，黃燈亮2秒，然后綠燈全部熄滅，只有紅燈亮，車輛禁止通行。本系統(tǒng)是一種持續(xù)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，它需要在系統(tǒng)開機(jī)后進(jìn)行周期性的持續(xù)運(yùn)行，所以在系統(tǒng)中有兩個輸入信號來控制系統(tǒng)的起停。采用三菱F1-40MR作為基礎(chǔ)，輸入輸出端口數(shù)量為24/16。通過對該系統(tǒng)的控制模式的分析，得出了行人行人斑馬線上的綠色與直行綠色信號是一樣的，并且可以使用相同的控制信號。因此，在整個控制系統(tǒng)中，需要有X400與起動輸入開關(guān)SB1相連接，X401與停止輸入開關(guān)SB2相連接；另外還有九個輸出端，分別用于控制各個信號。圖三顯示了該系統(tǒng)的控制模式和控制需求。6應(yīng)用毫米波雷達(dá)設(shè)計十字路口交通燈6.1輸入輸出點(diǎn)分配表為了利用毫米波雷達(dá)控制器來實(shí)現(xiàn)交叉路口的交通信號燈控制，毫米波雷達(dá)只需一個輸入點(diǎn)作為啟動和停止開關(guān)，并有9個輸出點(diǎn)。為便于操作，選擇三菱F1-40MR的基礎(chǔ)單元，輸入輸出端口數(shù)量為24/16。毫米波雷達(dá)在交通信號控制中的輸入輸出點(diǎn)分配表格。輸入信號輸出信號名稱代號輸入點(diǎn)編號名稱代號輸出點(diǎn)編號啟動按鈕SB1I0.0主干道紅燈Y430Q0.0停止按鈕SB2I0.0南北左轉(zhuǎn)綠燈Y432Q0.1南北方向黃燈Y433Q0.2南北直行綠燈Y431Q0.3東西左轉(zhuǎn)綠燈Y532Q0.4東西方向黃燈Y533Q0.5東西直行綠燈Y531Q0.6南北人行道紅燈Y534Q0.7東西人行道紅燈Y434Q1.0表6.1輸入輸出點(diǎn)分配表按照上述輸入輸出分配表格和S7-200微型毫米波雷達(dá)，獲得了輸入/輸出外接線路。6.2順序功能圖通過對試驗(yàn)的內(nèi)容及對控制程序的分析，得到了相應(yīng)的控制規(guī)則，并按上述的分析繪制了相應(yīng)的功能圖。6.3梯形圖：按照控制系統(tǒng)的序列函數(shù)，利用變換條件作為主要設(shè)計手段，可以編制出這種交叉路口的交通信號燈的控制系統(tǒng)的梯形，參見附件二。6.4指令表此交叉路口的交通信號燈毫米波雷達(dá)所用的指令，請參閱附件三。七、小結(jié)本項(xiàng)目為交叉路口的毫米波雷達(dá)控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試，因?yàn)樵擁?xiàng)目與我們的日常生活息息相關(guān)，因此操作起來比較容易。正所謂萬事開頭難，剛開始的時候，我還不知道該怎么做，后來經(jīng)過老師和同學(xué)們的引導(dǎo)，才漸漸的明白了。首先，我對紅綠燈的基本需求進(jìn)行了研究，在完全掌握之后，我開始查閱相關(guān)的信息，并初步確定了各個部門之間的聯(lián)系，以時間為交換條件。并對在設(shè)計過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析。我把所有的問題都分析清楚了，然后就著手準(zhǔn)備。首先，我先繪制了一張順序的功能地圖，經(jīng)過我的反復(fù)思考和學(xué)習(xí)，終于成功的完成了。接下來，就是決定這些設(shè)備的型號了。然后再對各個元件進(jìn)行定位，以保證電路的整潔和美觀。接著，我就開始繪制階梯，在繪制之前，我會先分析一下序列函數(shù)，再看一下相關(guān)的信息，再繪制階梯。這是一個艱難而又艱難的過程。一遍又一遍的編譯、模擬、檢查，總算是完成了。經(jīng)過這兩個星期的忙碌，我對毫米波雷達(dá)有了更深的認(rèn)識。在老師和同學(xué)的幫助下，我終于完成了這個設(shè)計。我覺得這次的設(shè)計不但讓我獲得了更多的知識，也讓我在遇到困難的時候，變得更加堅強(qiáng)。參考文獻(xiàn)[1]宋伯生.陳東旭.毫米波雷達(dá)應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.P212[2]孫同景.毫米波雷達(dá)原理及工程應(yīng)用[D].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.P256[3]周波.胡修玉.可編程控制器原理與應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社.2008.P122[4]鐘肇新.范建東.馮太合.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社.2008.P188附錄附錄一：（順序功能圖）附錄二：（程序梯形圖）附錄三：（程序指令表）ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1TITLE=程序注釋BEGINNetwork1//網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題//網(wǎng)絡(luò)注釋LDSM0.1SM0.0,1Network2LDM0.0AI0.0SM0.1,1RM0.0,1Network3LDM0.1AT37SM0.2,1RM0.1,1Network4LDM0.2AT38SM0.3,1RM0.2,1Network5LDM0.3AT39SM0.4,1RM0.3,1Network11LDM1.1AT45SM1.2,1RM1.1,1Network12LDM1.2AT46SM1.3,1RM1.2,1Network13LDM1.3AT47SM1.4,1RM1.3,1Network14LDM1.4AT48SM0.0,1RM1.4,1Network15LDM1.4OM0.1OM0.2OM0.3OM0.4OM0.5OM0.6OM0.7Network22LDM0.1LDM0.2ASM0.5OLDOM0.3OM0.6OM0.7OM1.0OM1.1OM1.2LDM1.3ASM0.5OLDOM1.4=Q0.7Network23LDM0.1LDM0.2ASM0.5OLDOM0.3OM0.4LDM0.5ASM0.5OLDOM0.6O