《大工18秋《单片机原理及应用》大作业及要求14》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大工18秋《单片机原理及应用》大作业及要求14（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、题目一：单片机电子时钟设计准 则：设计一个基于51单片机或STM单片机的电子时钟，并且能够实现时分秒的显示和调节撰写要求：（1）首先介绍课题背景，并进行需求分析及可行性分析，包括软硬件功能分配、核心器件的选型等；（2）对系统硬件进行设计，包括硬件功能模块划分、电路原理图设计等； （3）对系统软件进行设计，选用汇编语言或C语言编写程序，给出软件开发流程；（4）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。题目二：基于单片机的音频播放器设计准 则：设计一个基于51单片机或STM单片机的音频播放器。撰写要求：（1）首先介绍课题背景，并进行需求分析及可行性分析，包括软硬件功能分配、核心器件的选型等；（2）对
2、系统硬件进行设计，包括硬件功能模块划分、电路原理图设计等； （3）对系统软件进行设计，选用汇编语言或C语言编写程序，给出软件开发流程；（4）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。题目三：基于单片机的温度采集系统设计准 则：设计一个基于51单片机或STM单片机的温度采集系统，测量的温度分辨率为0.5。 撰写要求：（1）首先介绍课题背景，包括温度采集系统的发展、应用情况等，并进行需求分析及可行性分析，包括软硬件功能分配、核心器件的选型等；（2）对系统硬件进行设计，包括硬件功能模块划分、电路原理图设计等； （3）对系统软件进行设计，选用汇编语言或C语言编写程序，给出软件开发流程；（4）总结：需要说
3、明的问题以及设计的心得体会。题目四：交通灯控制系统设计准 则：设计一个基于51单片机或STM单片机的交通灯控制系统，实现十字路口交通信号灯的基本控制、显示功能。撰写要求：（1）首先介绍课题背景，并进行需求分析及可行性分析，包括软硬件功能分配、核心器件的选型等；（2）对系统硬件进行设计，包括硬件功能模块划分、电路原理图设计等； （3）对系统软件进行设计，选用汇编语言或C语言编写程序，给出软件开发流程；（4）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。题目五：基于单片机的自动洗衣机控制器设计准 则：设计一个基于51单片机或STM单片机的全自动洗衣机控制器撰写要求：（1）首先介绍课题背景，并进行需求分析
4、及可行性分析，包括软硬件功能分配、核心器件的选型等；（2）对系统硬件进行设计，包括硬件功能模块划分、电路原理图设计等； （3）对系统软件进行设计，选用汇编语言或C语言编写程序，给出软件开发流程；（4）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。 网络教育学院单片机原理及应用大作业 题 目： 交通灯控制系统设计 学习中心： 层 次： 专升本 专 业： 年 级： 年 季 学 号： 学生姓名： 交通灯控制系统设计一、智能交通灯国内外发展状况智能交通系统的发展，最早可以追溯到20世纪七八十年代的一系列车辆导流系统新技术的开发和应用。1991年美国通过“地面交通效率法”（ISTEA），俗称“冰茶法案”，从此
5、美国的IVHS研究开始进入宏观运作阶段。1994年，美国将IVHS更名为ITS。之后，之后，欧洲、日本等也相继加入了这一行列。经过30年的发展，美国、欧洲、日本成为世界ITS研究的三大基地。美国是当今世界在ITS开发领域发展最快的国家，它从上个世纪80年代开始，先后开展了与智能汽车技术相关的PATH、IVI、VII和CVHAS等国家项目1995年3月美国交通部正是出版了“国家智能交通系统项目规划”，明确规定了智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能目前7大领域包括：出行和交通关系系统、出行需求管理系统、公共交通运营系统、商用车辆运营系统、电子收费系统、应急管理系统、先进的车辆控制和安全系统。
6、日本于上个世纪90年代初就制定了大力发展智能交通系统的国家爱战略，其中智能汽车作为只鞥交通的重要组成部分，也得到了深入研究。日本政府主导的先进安全汽车ASV项目已于2000年取得初步实用化成果。我国ITS 的发展起步较晚，70年代以来，从国外引进、消化了一些项目，并进行了一些ITS或类ITS基础项目的研究和应用。70年代中至80年代初，主要是进行城市交通信号控制试验研究，80年代中至90年代初，在一些大城市引进和消化城市交通信号控制系统，实现了一些（高速）公路监控系统、高等级公路电子收费系统和路边信息服务系统。90年代中以来，开始研究部门ITS发展战略和GIS、GPS、EDI在交通中的应用等，
7、重视交通信息网络的建设，公路和桥梁管理用基础数据库和道路交通量和气象数据采集等经过多年的努力，也已取得明显的进展。二、研究目的和意义本课题主要应用传感器与plc相结合，以车辆等待绿灯的滞留数来确定该该方向是否繁忙。如下图1以南北向为例，每当车辆进入十字路口必先经过检测器1和3，检测器就会发生2个脉冲给PLC，PLC对检测器1和3的计数就可得到车辆进入候车入口的总数和Y。车辆继续往前就会经过检测器2和4，同样检测器2和4也会发出2个脉冲给PLC，PLC对检测器2和4脉冲的计数就会得到车辆驶出候车入口的总数和X，那么Y(进入总量)-X（驶出总量）=Z1(南北向车辆滞留数),同样，东西方向，PLC通
8、过对检测器脉冲的计数就可得到滞留量Z2。图1 十字路口传感检测器布置设Z1-Z220，则南北方向繁忙，东西一般，南北直行绿灯时长加5s,南北左转绿灯时长加5s，东西红灯时长加10s。Z1-Z2-20，则东西方向繁忙，南北一般，东西直行绿灯时长加5s，东西左转绿灯时长加5s，南北红灯时长加10s。-20=Z1-Z2=20，则设为一般情况，控制灯正常闪亮。表1 绿灯时长控制东西南北绿灯时长繁忙一般繁忙正常东西直行绿灯加5s,东西左转绿灯加5s一般南北直行绿灯加5s,南北左转绿灯加5s正常以上车辆的计数和车流量的比较及绿灯时间长度控制全部由PLC完成。各检测器时刻检测车辆，在一个红绿灯周期中，每当东
9、西或南北绿灯亮之前，PLC都要依据脉冲的计数判定东西、南北的车流规模，然后根据以上简述的智能控制原则，调整绿灯时长。图2 感应控制的原理框图三、智能交通灯的理论和方法1、传感器的选择车辆检测器的类型主要可分为压力检测器、磁感应式检测器、声音检测器、光电检测器、超声波检测器、雷达检测器、环形线圈检测器等。本着实用性、经济性等原则，本设计选用具有高准确率、低成本、高可靠性的光电传感器。光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接
10、收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。感应控制是本系统的重点也是不同于一般交通信号控制之处，其主要思想为：光电传感器检测十字路口各方向的车流，每当有车辆经过，检测器就会发出一个脉冲并传输给PLC（如图3），PLC通过对脉冲的计数就可得到各方向的车流量，然后PLC通过一定的智能控制原则根据各方向车流量的大小自然的改变相应的绿灯灯亮时间从而尽可能减少车辆等候时间。光电传感器车辆检测仪PLC图3 检测器工作原理和波形信号灯受启动开关控制。当启动开关接同时，信号灯系统开始工作，启动开关断开时所有信号灯熄灭。一般情况下，先南北红灯亮50S，南北绿灯亮20S，闪烁3S，黄灯亮2S，此时南北
11、左转红灯亮了75S，然后南北直通红灯亮25S,同时南北左转绿灯亮20S，闪烁3S，黄灯亮2S。东西方向则是先直通绿灯亮20S，闪烁3S，黄灯亮2，然后红灯亮25S，此时东西左转灯红灯先亮25S，然后左转绿灯亮20S，闪烁3S，黄灯亮2S, 然后东西直通红灯和左转红灯都亮50S。当某方向繁忙时（假设南北繁忙）。检测开关SB3自动闭合，南北绿灯时长加5s，东西红灯时长增加5s,其余时间不变，再循环。南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮则报警并关闭系统。南北向东西向直通道左转道直通道左转道 红灯50s红灯50s绿灯20s绿 3s黄 2s红灯25s 红灯25s 绿灯20s3s2s闪黄红灯50s红灯
12、50s绿灯20s3s2s红灯25s红灯25s绿灯20s3s2s绿闪黄黄绿 图4 交通正常灯工作时序图2、急车强通控制方式急车强通信号受急车强通开关控制。无急车时，信号灯按正常时序控制。有急车来时，将急车强通开关接通，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让急车来车方向的绿灯亮，使急车放行，直至急车通过为止。急车一过，将急车强通开关断开，控制灯恢复正常，急车强通信号只能响应一路方向的急车，若两个方向先后来急车，则响应先来的一方，随后再响应另一方。若2个方向同时来急车，则按东西，南北顺序依次响应。有急车是否南北强通按下按钮SB6南北绿灯亮东西红灯亮按下按钮SB5东西绿灯亮南北红灯亮图5 急车强通控制图
13、东西强通启动闭合SB1正常运行3、程序流程图为了方便分析，以下是该系统的正常控制程序流程图-20=Z1-Z220检测开关SB3自动闭合南北直通绿灯增加5s东西左转绿灯加5s是否检测开关SB4自动闭合东西直通绿灯增加5s东西左转绿灯加5s三、PLC硬件设计1、I/O分配表序号输入设备端号输出设备端号1启动按钮SB1X0南北红灯Y02停止按钮SB2X1南北绿灯Y13自动开关SB3X2南北黄灯Y24自动开关SB4X3南北左转红Y35东西强通开关SB5X4南北左转绿Y46南北强通开关SB6X5南北左转黄Y57东西红灯Y68东西绿灯Y79东西黄灯Y1010东西左转红Y1111东西左转绿Y1212东西左转黄Y1313报警灯Y142、I/O分配点数估算系统输入信号：手动选择按钮4个，需要4
