交通灯控制系统设计毕业论文

毕业论文（设计）内容介绍论文（设计）题 目 交通灯控制系统设计选题时间 2013.12.5 完成时间 2014.5.14论文（设计）字数9492关 键 词 延迟 8255 交通灯 控制 设计 论文（设计）题目的来源、理论和实践意义：随着电子技术的发展，计算机在现代科学技术的发展中起着越来越重要的作用。多媒体技术、网络技术、智能信息处理技术、自适用控制技术、数据挖掘与处理技术等都离不开计算机。运用所学的微机原理和接口技术知识完成交通灯系统。通过硬件与软件的结合，用我们刚刚学过的汇编语言编写程序模拟分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况总结出了交通灯控制系统的工作原理，想出了一种简单实用的交通灯控制系统的硬件、软件电路设计方案。该系统适用于单主干道的十字路口。可随意进行更改双向的通行时间，该功能能实现加中断控制和手动控制的方式进行,红绿灯切换时有闪烁功能以警示车辆和行人将进行红绿灯切换。当有交通堵塞或紧急状况时可进行中断手动控制，使交通安全与交通流畅度得以保证。论文（设计）的主要内容及创新点：在 A道和 B道的十字路口，横向为 A道，纵向为 B道，各有两组交通指示灯，每组有红、黄、绿三个指示灯。A 道的同色灯连在一起，B 道的同色灯连在一起，对各组的交通指示灯进行控制，以确保车辆在每条道上都能通畅运行。 下面为 A道和 B道的工作过程：1. 初始状态为 A、B 道都是红灯亮。当控制系统启动后，A 道的绿灯亮，B 道的红灯亮。2. 当延时 25秒后，A、B 道的黄灯同时变亮，且延时 5秒。3. 延时后，B 道转为绿灯，A 道转为红灯，且延时 25秒。4. 25秒后，转为 A、B 道的黄灯亮，延时 5秒后，回到第一步，依次重复进行，不断循环。5. 当遇到道路障通，或紧急情况时，A、B 道全为红灯。附：论文（设计） 本人签名： 年 月 日摘要： .1Abstract： .11. 引 言 .22. 交通灯设计的简介 .23. 交通灯的设计方案 .33.1 电路原理 .33.2.系统原理 .63.21 8259A 的结构原理 .63.22 8255A 的工作原理 .63.3 74LS138 工作原理 .83.3.1 74LS138 与 74HC 的引脚图 .83.3.2 3 线-8 线译码器 74LS138 的功能表 .94.交通灯系统的安装与调试 .104.1 调试过程及相应问题的记录 .104.1.1、软件延时与定时器计时 .104.1.2、使用中断 .114.2 调试结果 .115程序流程图 .126.设计过程与总结 .137. 附源程序 .14参考文献： .18交通灯控制系统设计张强摘要：随着电子技术的发展，计算机在现代科学技术的发展中起着越来越重要的作用。多媒体技术、网络技术、智能信息处理技术、自适用控制技术、数据挖掘与处理技术等都离不开计算机。本设计是基于微机原理与接口技术的简单应用。运用所学的微机原理和接口技术知识完成交通灯控制系统。通过硬件与软件的结合，用我们刚刚学过的汇编语言编写程序模拟分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况总结了交通灯控制系统的工作原理，想出了一种简单实用的交通灯控制系统的硬件、软件电路设计方案。该系统适用于单主干道的十字路口。可随意进行更改双向的通行时间 ，该功能能实现加中断控制和手动控制的方式进行,红绿灯切换时有闪烁功能以警示车辆和行人将进行红绿灯切换。当有交通堵塞或紧急状况时可进行中断手动控制，使交通安全与交通流畅度得以保证。关键词：延迟 8255 交通灯 控制 设计Design of traffic light control systemZhang QiangAbstract：With the development of electronic technology, computers in the development of modern science and technology play an increasingly important Effect .The course design is based on Microcomputer Principle and Interface Technology for simple applications. We have just learned to use the assembly language program to simulate the conditions of modern urban traffic control and management of the status quo. The actual situation with traffic light control system described working principle, software The system is suitable for a single main road intersection.Two-way free passage of time changes .This feature can achieve plus interrupt control and manual control of the way, Flashing traffic light switching functions as a warning to vehicles and pedestrians will be traffic lights switch. When there is traffic congestion or an emergency manual control can be interrupted, so that the degree of traffic safety and traffic flow can be guaranteed. Key words： Delayed 8255 Traffic Light Control Design 1. 引 言交通灯控制系统设计是电子技术学习中一个非常重要的环节，是将理论知识和实践能力相结合的环节，是真正锻炼学生能力的环节。交通灯能保证行人过马路时的安全,因为有控制交通状况等优点受到人们的欢迎，所以在很多场合得到广泛的应用。交通灯控制系统通过编写的汇编语言程序，控制计算机的使用。红灯停，绿灯行的交通规则，广泛用于十字路口,车站等公共场所,成为人们外出生活中必不可少的物品,由于成熟与计算机技术的广泛应用,交通灯功能的多样化,远远超过了旧式交通灯, 通过数字化给生产生活带来了极大的便利。诸如闪烁警示、鸣笛警示，时间程序自动控制、倒计时显示，以上这些都是以计算机为基础的。还可以根据主、次干道的交通状况的不同任意设置各自的不同的通行时间。或者给有红绿色盲的人以声音警示的人性化设计。现在的交通灯控制系统很多都增加了智能控制环节，例如对闯红灯的车辆进行拍照。当某方向红灯亮时，此时相应的传感器开始工作，当有车辆通过时，照相机就把车辆拍下。要将交通灯控制系统产品化，应该根据客户不同的需求进行不同的设计，应该在程序中增加一些可以人为改变的参数，以便客户根据不同的需要随时调节交通灯。2. 交通灯设计的简介目前，在国内的很多城市都是采用的自动红绿灯控制系统，它不仅具有固定的红绿灯过渡区间，而且还能自动切换。它由通行与停止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯三部分组成。通常在红绿交通灯的通行与停止时间控制显示中, A、B 两方向分别 50秒；但也可以根据交通规律，B 方向 60秒，A方向 40秒，时间控制都是固定的。红绿灯的时间控制显示，以固定时间值预先存储在在单片机中，每次以一定周期交替变化。然而，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还要受到不确定因素的影响。采用定时控制容易造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。它无法顾及当前道路上交通车辆数的实际情况变化，其最大的缺陷就是当路况发生变化时，不能正确满足司机与路人的实际需要。 目前，有一种使用“模糊控制”技术控制红绿灯的方法，能够根据十字路口两个方向上车辆和行人的浮动状况，自行判断红绿灯时间间隔，来确保最大车流量，减少路口的交通堵塞。定时控制能用数字显示器显示当前灯色的剩余时间，驾驶员能随时清楚自己的驾驶动作，以便于及时停车或启动。3. 交通灯的设计方案在本方案中使用了 8259A中断控制器，8255A 可编程并行接口实现对 A、B方向交通的分别计时和控制，设计采用定时加中断控制的方式进行,对两个方向车辆的通行时间分别计时,可随意更改双向的通行时间。城市中的十字路口红绿灯控制系统主要负责控制 A道和 B道的红绿灯的转换顺序和状态,关键是进行适当的时间延时和各个状态之间的转换,基于以上想法,采用如下设计:A、B 组的交通指示灯工作过程：1.初始状态为 A、B 道都是红灯亮。当控制系统启动后，A 道的绿灯亮，B 道的红灯亮。2.当延时 25秒后，A、B 道的黄灯同时变亮，且延时 5秒。3.延时后，B 道转为绿灯，A 道转为红灯，且延时 25秒。4.25秒后，转为 A、B 道的黄灯亮，延时 5秒后，回到第一步，以次重复进行，不断循环。5.当遇到道路障通，或紧急情况时，A、B 道全为红灯。3.1 电路原理本方案的设计可以由实验平台上的一些功能模块电路组成，因为各模块电路内部已经连接，所以用户在使用时只要设计模块间电路的连接，因此，硬件电路的设计与实现相对简单一点。具体的系统硬件连接如图 1所示。硬件电路由 R-S触发器电路、发光二极管模块、8255A 可编程并行接口模块和紧急中断模块 8259A组成。实验的对应接线关系图如 2下所示：B0 B1 B2 BC3A0 C0A1 C 1 A2 C2A3 8255 C3 A4 C4 A5 C5A6 C6A7 C7 B4 B5 B6 B7KK1紧急情况IRQ78259 IRQ6D0D1D6D7东西D2D3D4D5南北图 1 交通灯硬件连线图图 2 交通灯内部电路图3.2.系统原理3.21 8259A 的结构原理1、数据总线缓冲器:8259A 与系统数据总线的接口，是 8位双向三态缓冲器。可以传送 CPU与 8259A之间的控制命令信息、状态信息以及中断类型信息。2、读/写控制逻辑:CPU 对 8259A的读/写操作通过它实现。3、级连缓冲器:用以实现 8259A芯片之间的级连，使得中断源可以由 8级扩展至 64级。4、控制逻辑电路:对整个芯片内部各部件的工作进行协调和控制。5、中断请求寄存器 IRR:8位，用以分别保存 8个中断请求信号，当响应的中断请求输入脚有中断请求时，该寄存器的相应位置 1。6、中断屏蔽寄存器 IMR:8位，相应位用以对 8个中断源的中断请求信号进行屏蔽控制。当其中某位置“0“时，则相应的中断请求可以向 CPU提出；否则，相应的中断请求被屏蔽，即不允许向 CPU提出中断请求。该寄存器的内容为8259A的操作命令字 OCW1，可以由程序设置或改变。7、中断服务寄存器 ISR:8位，当 CPU正在处理某个中断源的中断请求时，ISR寄存器中的相应位置 1。8、用以比较正在处理的中断和刚刚进入的中断请求之间的优先级别，以决定是否产生多重中断或中断嵌套。3.22 8255A 的工作原理1、8255A 的内部结构如图 3: 图 3 8255A内部结构图1)数据总线缓冲器:这是一个 8位双向三态数据缓冲器，是微机系统数据总线与 8255A的接口。可以传送 CPU输出的控制字、输入输出的数据以及 CPU输入的状态信息。2)三个端口 A，B 和 C:A端口包含一个 8位数据输出锁存器和缓冲器，一个 8位数据输入锁存器。B 端口包含一个 8位数据输入/输出锁存器和缓冲器，一个 8位数据输入缓冲器。C 端口包含一个 8位数据输出锁存器和缓冲器，一个 8位数据输入缓冲器(输入没有锁存器)。3) A组和 B组控制电路 :这是两组根据 CPU输出的控制字控制 8255工作方式的电路，它们对于 CPU而言，共用一个端口地址相同的控制字寄存器，接收 CPU输出的一字节方式控制字或对 C口