实中训开题报告.doc

《电子系统综合训练》开题报告 题 目 智能交通灯控制器系统设计与实现 学 院 电气信息工程学院 设计地点 60-515 姓 名 陆乐 学 号 专 业 电子信息工程 班 级 10东电子2 指导教师 刘晓杰 俞洋 2013年 11 月11日 《电子系统综合训练》开题报告 智能交通灯控制器系统设计与实现 一、课题的意义和目的 随着社会的发展，生活水平的提高，人，车，路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。交通灯的出现有效地解决了这一难题，它是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障，而保障交通信号灯正常工作就成了保障交通有序、安全、快速运行的关键。因此，利用本次课题来研究设计制作一个以控制器作为核心的十字路口的智能交通灯控制电路，以此来有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。 主要设计（研究）内容 由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全迅速通过，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯，经灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外，设计要求如下： ①．用红、绿、黄三色发光二极管作为信号灯，利用传感器或开关模拟检测车辆是否到来，设计制作一个交通灯控制器。 ②．交通灯控制器有两种工作模式，工作模式1为正常定时工作模式，工作模式2为智能工作模式。 ③．在正常定时模式时，主道与支道交替允许车辆通行，主干道每次放行15秒，支干道每次放行10秒；并且每次由亮绿灯转变成亮红灯的转换过程中间，要亮4秒的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆有时间停到禁止线以外；系统设立显示器显示其所有计时时间。 ④．在正常定时模式时，允许通过键盘对主道、支道的车辆通行时间进行人工修改； ⑤．在正常定时模式时，通过PC机可以方便地进行对主、支干道的通行时间进行修改。系统所有功能，均能够通过上位PC主机对其操作修改与实时动态显示（PC主机端可利用高级语言进行人机界面设计）。 ⑥．在智能工作模式时，主干道处于常允许通行状态，而支干道有车来才允许通行。当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯。而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯。但每次由亮绿灯转变成亮红灯的转换过程中间，要亮4秒的黄灯作为过渡。 三、设计（研究）方案 （一）方案的比较与论证图1： 方案一系统结构框图 方案二：采用PLC可编程控制器实现对交通灯控制系统的设计，利用了PLC的定时器功能。通过逻辑分析来实现的。在计时器的设计上通过设置一个红灯工作延时继电器配合周期计时器来完成对两个方向的红灯的控制。优点为可靠性高、抗干扰能力强。缺点为价格昂贵，各PLC厂家的硬件体系互不兼容，编程语言及指令系统也各不相同。 该方案的系统结构框图如图2所示： 图2： 方案二系统结构框图 比较以上两个个方案，在同样能达到技术指标要求的前提下， 方案一：单片机价格低廉，体积小，运算速度快。定时器通过中断方式给CPU发送信号，使CPU及时响应，降低了系统功耗。单片机通过程序方式控制各种输入输出信号，可以方便的设定交通灯亮灭的时间和选择运行规则，从而实现多种功能。而且STC89系列单片机在指令系统、硬件结构和片内资源上与51系列单片机完全兼容。 方案二：PLC可编程控制器相对于单片机而言，它的体积大，价格高，而且各PLC厂家的硬件体系互不兼容，编程语言及指令系统也各不相同。 综上所述：方案一的单片机控制系统比方案二的PLC控制系统具有编程方便，便于修改，灵活性高，在经济上最省等优势，因此本课程设计采用方案一的单片机控制系统。 （二）系统方案 （1）系统控制模块：采用单片机控制芯片，它是一种低功耗、高性能的微型控制器，可以通过内部的定时器控制红黄绿灯亮灭、接受检测信号和设定时间，外接口亦能方便的输出控制信号。 （2）路口交通灯模块：该模块主要用来显示车辆通行状况。选用高亮度的红、黄、绿发光二极管，通过单片机外部输出I/O口指示个方向车辆通行情况。 （3）数码管显示模块：在交通灯上方安装一个显示绿灯通行时间、红灯等待时间和黄灯提醒时间的显示电路，采用数码管显示电路比较直观。 （4）电源模块：由于整个系统采用的电源电压只需+5V，故利用实验室的直流电源直接供电。 （