单片机实现红绿灯控制.doc

单片机红绿灯设计
目录
第1章选题背景 1
1
1
第2章方案论证 2
第3章原理图及器件说明 4
元件清单 4
主要器件的引脚排列图和功能表 4
第4章设计过程 8
秒脉冲发生器 8
控制器 8
10
原理 10
原器件的选择及参数 10
译码器 11
综合逻辑电路图 12
第5章仿真调试过程 13
第6章设计体会及收获 14
第1章选题背景

交通灯系统是一个非常重要的环节,一个科学的交通灯管理系统,既能尽可能的保证交通的顺畅,充分利用交通基础设施,使人们出行便利,又能保证人们的出行安全。随着交通工具的增多,人们的出行量加大,传统的交通管理系统显然已经不能满足现实的需要,我国正处于高速发展的大变格时代,伴随着城市的日益膨胀,农村前所未有的大发展,公路交通必将更加突飞猛进,交通灯是公路的必需品,因此肯定的大量的市场,服务社会的发展。通过对数字电子技术的学****我做了这套交通灯产品,不能保证是最好的,也不是最先进的,但符合社会的需要,也是对自已学****的一个检验。

关键词:交通灯数字电子技术

(1)通常情况下,大道绿灯亮,小道红灯亮。
(2)若小道来车,大道经6秒由绿灯变成黄灯,再经过4秒,大道由黄灯变成红灯,同时,小道由红灯变为绿灯。
(3)小道变为绿灯后,若大道来车不到3辆,则经过期作废25秒钟后自动由红灯变为黄灯,再经过4秒,同时,大道由红灯变为绿灯。
(4)如果小道在绿灯亮时,小道绿灯亮的时间还没有到25秒,只要大道检测到已经超过3辆在等候,那么小道应立即变为黄灯,再经过4秒变为红灯,同时,大道由红灯变为绿灯。
第2章方案论证
交通灯控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、定时器、倒计时数字显示、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器的标准时钟信号源,同时控制着正常工作时黄灯与特殊情况下数码管数字的闪烁,译码器输出两组信号灯的控制信号,经驱动电路后驱动信号灯工作,控制器是系统的主要部分,由它控制译码器的工作。
TR: 表示甲车道或乙车道红灯亮的时间间隔为25秒,即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到,TR=1,否则,TR=0。
TY:表示倒计时到4秒。定时时间到TY=1,否则,TY=0。
图2-1 交通灯控制系统的原理框图
红
红
黄
黄
绿
绿
红
红
图2-2 交通灯运行状态图

两方向车道的交通灯的运行状态共有4种,如图2所示
一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程如下:
 (1)甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔25s,定时器发出状态转换信号,使控制器控制译码器转到下一工作状态。
  (2)甲车道黄灯亮,乙车道红灯亮。表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行,乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔4s时,定时器发出状态转换信号,使控制器控制译码器转到下一工作状态。
  (3)甲车道红灯亮,乙车道绿灯亮。表示甲车道禁止通行,乙车道上的车辆允许通行,绿灯亮足规定的时间间隔25s时,定时器发出状态转换信号,使控制器控制译码器转到下一工作状态。
  (4)甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行,乙车道上位过县停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔4s时,定时器发出状态转换信号,使控制器控制译码器转到下一工作状态,即系统又转换到第(1)种工作状态。
交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10,并分别用S0、S1、S3、S2表示,则控制器的工作状态及功能如下表所示。
表2-1控制器的工作状态及功能表
控制器状态
信号灯状态
车道运行状态
S0(00)
S1(01)
S2(11)
S3(10)
甲绿,乙红
甲黄,乙红
甲红,乙绿
甲红,乙黄
甲车道通行,乙车道禁止通行
甲车道缓行,乙车道禁止通行
甲车道禁止通行,乙车道通行
甲车禁止道通行,乙车道缓行
控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见,把灯的代号和灯的驱动信号合二为一,并作如下规定:
    HG=1:甲车道绿灯亮;
    FG=1:乙车道绿灯亮;
    HY=1:甲车道黄灯亮;
    FY=1:乙车道黄灯亮;
    HR=1:甲车道红灯亮;
   FR=1:乙车道红灯亮;
(H代表甲车道,F代表乙车道,G为