微型计算机原理与接口技术课程设计报告智能交通灯控制系统设计.doc

微型计算机原理与接口技术课程设计报告智能交通灯控制系统设计 摘 要 根据十字路口交通灯的控制要求，采用PLC 设计实现正常交通的时序控制，通过传感器完成对交通异常状况的智能判别及处理。在系统的设计中，主要使用了PLC 可编程序控制器和传感器相结合的一种智能控制方法，使用压轴式传感器采集车辆脉冲，用PLC 高速计数器对脉冲进行计数，根据取得的数据运用一定的智能控制原则自动调节红绿灯的时间长度，最大限度地减少车辆滞留现象，较好地解决了车流量不均衡、不稳定问题。仿真结果表明，该系统设计方案可以达到预期目标。 关键词：可编程控制器，交通灯，智能控制系统 目 录 摘要 ???????????????????????????Ⅰ Abstract ?????????????????????????Ⅱ 第1章 设计要求 ???????????????????????1 1.1 课题背景 ??????????????????????1 1.2 控制要求 ???????????????????????1 第2章 总体框图 ?????????????????????3 2.1 方案的确定 ???????????????????3 2.2 原理框图 ??????????????????????3 2.3 元件简介 ??????????????????????3 第3章 智能交通灯的实现 ???????????????????7 3.1 车辆的检测??????????????????????7 3.2 PLC具体设计????????????????????7 3.3 I/O引脚分配及接口电路????????????????10 3.4 PLC故障防范?????????????????????11 3.5 PLC程序与编写?????????????????????13 总结 ????????????????????????????21 参考文献 ????????????????????????22 致谢????????????????????????????23 附录 ????????????????????????????24 1 第1章 设计要求 1.2 控制要求 一、 信号灯及显示时间的数码管受开关控制，一个启动按钮控制其启动，一个停止按钮控制其停止。 二、 信号灯分为东西向直通红灯、直通黄灯、直通绿灯、左转红灯、左转黄灯、左转绿灯各两个；南北向直通红灯、直通黄灯、直通绿灯、左转红灯、左转黄灯、左转绿灯各两个。 三、 工作过程。初始状态：信号灯全部灭；显示某方向信号灯工作的时间用数码管来显示，初始显示为0，以表示等待时间控制信号的输入。工作状态：信号灯及数码管由一个启动按钮控制其启动，启动后信号灯及数码管自动循环运行；按下停止按钮后，回到初始状态。特殊情况由五个按钮控制不同情况的应对程序启动，当车辆行驶数量回到正常时，通过一个按钮使其停止，程序执行正常工作时的程序。 正常工作：1、周期前半段。南北向直通道与左转道红灯亮，并维持63s。在南北向红灯亮的同时：东西向左转红灯亮35s，然后变为左转绿灯亮23s，闪亮3s,之后左转黄灯亮2s;东西向直通绿灯亮29s，闪亮3s，直通红黄灯亮2S,然后直通红灯亮29s。2、周期后半段。东西向直通道和左转道红灯亮，并维持54s。在东西向红灯时的同时：南北向左转红灯亮30s，然后变为左转绿灯亮19s，闪亮3s，之后左转黄灯亮2s；南北向直通绿灯亮24s，闪亮3s,之后直通黄灯亮2s，然后直通红灯亮25s。然后信号灯按以上方式周而复始地工作；同时南北向、东西向的数码管显示绿灯最后3s,黄灯2s,红灯最后3s，起着提醒作用。控制过程如图1 所示。 绿黄 闪灯 24s 30s 红灯54s 闪 黄 红灯54s 红灯63s 红灯63s 绿灯29s 红灯29s 红灯35s 23s 红灯25s 绿闪 黄19s 常时它会执行正常工作的程序。 图1 交通灯控制过程 交通灯智能仪器会在交通灯程序执行前进行测量车辆拥挤程度，当东西与南北车辆正 2 东西车道拥挤时，智能交通灯会增加东西车道绿灯的时间，减少南北车道绿灯时间。拥挤程度分为两种，车辆拥挤程度越高，增加绿灯时间越多，但交通灯的整体周期不变。 南北车道拥挤时，智能交通灯会增加南北车道绿灯的时间，减少东西车道绿灯时间。其拥挤程度也分为两种，车辆拥挤程度越高，增加绿灯时间越多，交通灯的整体周期不变。 当有突发事件发生时，如急救等，智能交通灯系统会使东西与南北交通灯全部变为红灯，直到急救车开过停止红灯，交通灯回到正常，程序重新开始执行。 第2章 总体框图 2.1 方案的确定 单片机的控制系统在多数场合下，被控对象