智能交通灯的设计55

北海职业学院毕业设计(论文)20－20学年度电子信息工程系(部)电子信息工程技术专业题目智能交通灯学生姓名李乾宁学生班级电信一班指导教师林幼文起止日期智能交通灯的设计摘要：交通信号灯的出现，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。通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化.因此，在本次设计里，将以传统的设计方法为基础，同时引入了电子设计自动化技术，将模拟信号转化为数字信号，利用了数字逻辑这一强大工具，同时还运用了Protel软件和一些数字逻辑器件，来设计了可控制的交通信号灯。关键词：交通控制，传感检测。AbstractTheappearanceofthetrafficsignallamp,sothattrafficcanbeeffectivecontrol,foreasetrafficflow,improvetheroadcapacity,theeffectofsignificantlyreducingtrafficaccidents.Byusingdigitalcircuitdesignoftrafficlightscontrolcircuit,themethodforautomaticcontrolofcrossroadstwogroupsofredandyellow,greentrafficlightstatetransitionwithdigitalsignalcircuittocontroltrafficlights,commandofallvehiclesandpedestrianssafepassage,thecrossroadstrafficmanagementautomation.Therefore,inthisdesign,theinthetraditionaldesignmethodasthefoundation,atthesametimeintroducedelectronicdesignautomationtechnology,theanalogsignalintoadigitalsignal,usingdigitallogicwhichisapowerfultool,butalsotheuseofProtelsoftwareandsomedigitallogicdevice,todesignthetrafficsignallampcontrol.Keywords：trafficcontrol,Sensing目录1前言...........................................................................................................11.1设计背景..................................................................................................................11.2设计目标..................................................................................................................12总体方案设计...........................................................................................22.1方案比较..................................................................................................................22.2方案论证..................................................................................................................42.3方案选择..................................................................................................................43单元模块设计...........................................................................................53.1各单元模块功能介绍及电路设计..........................................................................53.2电路参数的计算及元器件的选择........................................................................103.3特殊器件的介绍.....................................................................................................114系统调试.................................................................................................124.1调试环境................................................................................................................124.2硬件调试...................................................................................错误!未定义书签。5系统功能、指标参数.............................................................................135.1系统能实现的功能................................................................................................135.2系统指标参数测试................................................................................................146结论.........................................................................................................147总结与体会.............................................................................................15附录15第1页1前言纵观交通事业的发展历史，以前，人们出门远行或运输东西最常用到的的交通工具是马车，但是随着社会的进步经济的发展，一种新型交通工具汽车随之问世。为了缓解交通的负荷量，使车辆运行畅通无阻，交通事业整严有序，国家起用了双车道交通灯控制系统。通过红，绿，黄三色灯进行单一的控制，使其遵守红灯停，绿灯行的原则。但是随着社会的发展，此系统已经远远不能满足交通控制事业的需求，需要一种全新的控制理念，进而引进了与我国国情相符合的国外先进的控制体系，多车道交通灯控制系统，不但解决以往交通控制系统的局限性，同时还加快车了车流辆速度。并制定了道路交通安全法实施条例第三十八条明确规定：绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行，黄灯亮时，已越过停止线的车辆可以继续通行，红灯亮时，禁止车辆通行。研究交通灯控制系统：一方面可以更好地学习数字电路的应用技术，能进一步加深对数电的理解，从而达到更深层次的运用它，另一方面可以为城市多车道交通灯控制系统提供一种智能化的技术方案，虽然此次设计过程是以简单的电路来实现对实行交通灯控制，，但是智能化交通控制系统，是交通控制系统发展的必然趋势，也是社会发展的需要。1.1设计背景随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。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。因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。1.2设计目标通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,第2页控制器A车道信号灯译码电路B车道信号灯秒脉冲信号发生器定时器LTYTTS实现十字路口交通管理的自动化。绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行，黄灯亮时，已越过停止线的车辆可以继续通行，红灯亮时，禁止车辆通行。2总体方案设计通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，主要提出了三种技术方案来实现系统功能。下面我将首先对这三种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述最终选择方案的原因。2.1方案比较城市路口交通信号控制系统大体上分为三种类型：定周期的信号机、多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号机以及联网式自适应多想为智能型信号机。具体采用哪种类型，应根据其应用场合及特点加以确定。其中，第一种类型以其成本低，设计简单，安装及维护方便等特点得到了广泛应用。本文讨论的交通灯控制系统就属于该种类型。该交通灯控制系统主要由时间发生器电路、信号灯定时电路、数字显示电路、手动与自动控制电路等几个部分组成。2.1.1方案一用传统的数字电路设计并制作，方案一原理框图如图2-1所示。图2-1方案一的原理框图系统主要由控制器、定时器、秒脉冲信号发生器、译码器、信号灯组成。其中控制器是核心部分，由它控制定时器和译码器的工作，秒脉冲信号发生器产生定时器和控制器所需的标准时钟信号，译码器输出两条信号灯的控制信号。LT、YT为定时器的输出信号，TS为控制器的输出信号。第3页当某车道绿灯亮时，允许车辆通行，同时定时器开始计时，当计时到45S时，则LT输出为1，否则，LT=0；当某车道黄灯亮后，定时器开始计时，当计时到5S时，YT输出为1，否则YT=0。TS为状态转换信号，当定时器计数到规定的时间后，由控制器发出状态转换信号，定时器开始下一个工作状态的定时计数。2.1.2方案二图2-2方案二原理框图由555定时器计时,驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,当一个方向的计数完成之后会产生一个脉冲,给通道选择器,然后通道选择器驱动计数进制转换器转换到另一个进制,由计数进制转换器预置555定时器的定时时间,然后再驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,如此往复,其中555定时器是由电阻和电容来控制定时时间,其中的计数进制转换器就可用一个数据分配器74138来选择所需电阻的大小来控制,通道择器就可用两个JK触发器构成一个四进制的计数器,其中两个输出端就可以来作为计数进制转换器74138的输入,并且这两个输出端还可作为交通灯选择器74138的输入。2.1.3方案三交通灯的电路由下载电路及外围电路组成，所用到的器件有EMP7064SLC44芯