基于MCS-51十字路口交通灯控制系统设计(一)

本论文在其他论文栏目，由论文格式网整理,转载请注明来源www.lwgsw.com,更多论文,请点论文格式范文查看

摘要

随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。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。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。

本系统由PLC系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间、违规车辆检测以及根据具体情况手动控制等功能。本文通过查询相关资料及对系统设计要求和交通灯电路逻辑的分析，结合MCS-51的使用特点提出了一套系统实现的软、硬件方案，并通过MCS-51开发装置实现了该设计方案的基本功能，对交通灯系统设计进行了一种经济、有效的尝试。

关键词：PLC；交通灯；程序；设计

引言 1

1、基本理论概述 2

1.1交通灯的历史概况 2

1.2程序主芯片功能介绍 2

1.3程序编译语言及开发软件简介 2

1.3.1程序编译语言选择 2

1.3.2开发软件简介 3

2、总体方案设计 4

2.1十字路口交通灯的原理 4

2.2设计要求及可实现功能 5

2.3交通灯显示规律分析 5

2.3.1交通灯时序显示 5

2.3.2交通灯时间显示方案 8

2.4方案选择 8

2.4.1输入模块 8

2.4.2界面显示模块 8

2.4.3电源模块 8

3、硬件系统设计 10

3.1 LED显示控制电路 10

3.2计时器显示电路 10

3.3车辆违规检测电路 11

4、软件系统设计 13

4.1主程序设计 13

4.1.1 主程序设计流程图 13

4.1.2 部分程序列表 14

4.2按键子程序设计 17

4.2.1按键子程序设计流程图 17

4.2.2按键原理说明 17

4.2.3按键扫描程序 19

4.2.4状态灯显示及判断 19

4.2.5LED倒计时显示 20

4.2.6红绿灯时间调整程序 21

5、系统调试 22

5.1状态灯显示测试与分析 22

5.2数码管显示测试与分析 22

5.3调试错误与修改方法 22

5.4整体电路测试与分析 23

结论 24

参考文献 25

致谢 26

引言

目前，我国大中小城市都出现了交通拥堵的现象，所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。可见改善城市交通灯控制系统是多么的重要的现实意义。

课题研究的目的就是通过对PLC十字路口交通灯控制系统的设计，使我了解交通灯的结构、特点、工作原理及其应用。设计的重点是利用PLC实现对十字路口交通灯的控制，综合学到的知识完成十字路口交通灯的PLC控制系统的设计，锻炼我运用知识和实际动手的能力。复习PLC编程及应用的相关知识，把理论应用到实际中去，进一步加深对PLC编程及应用的理解。本课题的研究是对PLC控制十字路口交通灯系统的有益探索，此类科技成果有助于促进我国十字路口交通灯及PLC编程及应用控制领域的发展。

1、基本理论概述

1.1交通灯的历史概况

信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。我们设计的PLC控制交通灯就是基于信号灯。

1.2程序主芯片功能介绍

MSC-51芯片简介

8051是MCS-51系列PLC的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。8051PLC包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：

中央处理器：

中央处理器(CPU)是整个PLC的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。

PLC的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛(Harvard)结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构，即普林斯顿(Princeton)结构。INTEL的MCS-51系列PLC采用的是哈佛结构的形式，而后续产品16位的MCS-96系列PLC则采用普林斯顿结构。

1.3程序编译语言及开发软件简介

1.3.1程序编译语言选择

编程语言常用的有二种，一种是汇编语言，一种是C语言。汇编语言的机器代码生成效率很高但可读性却并不强，复杂一点的程序就更是难读懂，而C语言在大多数情况下其机器代码生成效率和汇编语言相当，但可读性和可移植性却远远超过汇编语言，而且C语言还可以嵌入汇编来解决高时效性的代码编写问题。对于开发周期来说，中大型的软件编写用C语言的开发周期通常要小于汇编语言很多。综合以上C语言的优点，本文在程序编写时选择了C语言来作为编译语言。

1.3.2开发软件简介

首页上一页 1 2 3 4 5 下一页尾页 1/5/5