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1、本文档由 维维大豆 整理提供精品文档整理2011年9月21号应用案例4城市交道口交通灯控制系统一、 任务设计并制作一个城市交道口交通灯控制糸统二、 要求1, 基本要求（1）在1平方米左右木板上制作交道口模型逗号装上交通灯。交道口模型如图所示。（2）交通灯控制规则如下：1）每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。2）共有四种通行方式：车辆南北直行、各路右拐逗号南北向行人通行。南北向通行时间为1分钟逗号各路右拐比直行滞后10秒钟开放。南北向左拐、各路右拐逗号行人禁行。通行时间为1分钟。东西向直行、各路右拐逗号东西向行人通行。东西向通行
2、时间为1分钟逗号各路右拐比直行滞后10秒钟开放。东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为1分钟。3）在通行结束前10秒钟逗号绿灯闪烁直至结束。（3）不必自制电源。2, 发挥部分（1）有倒计时时间显示。（2）若交道口出现紧急情况逗号交警可将糸统设置成手动：全路口车辆禁行、行人通行。紧急情况结束后再转成自动状态。（3）当有119、120等特种车辆通过时逗号糸统自动转为特种车放行逗号其它车辆禁止状态。特种车辆通过15秒钟后逗号糸统自动恢复逗号用模型车演示。（4）其它自选措施。三、 评分标准基本要求：60分发挥部分：50分设计报告：20分D题：城市交道口交通灯控制系统摘要：本设计以单片机为核心逗号采
3、用主从双MCU结构逗号以双色LED发光管箭头作为直行和左右拐弯指示逗号以LED数码管作为倒计时指示逗号以双色LED点阵作为行人通行的指示逗号以数字编码无线传输模式实现特种车辆检测逗号完成了题目要求的所有功能。在此基础上逗号我们增设了高分辨率（320240）大屏幕LCD实时显示系统各种状态逗号同时显示日期和时间；增设了行人通行还配以形象的动画和温馨的语音提示；增设了可根据交通拥挤情况分别设置主干道和次干道的通行时间逗号并对系统机械结构进行了优化设计逗号整体性好逗号人性化强、可靠性高。关键字：双MCU 无线传输 双色LED点阵 优化设计目 录摘要2引言3第1章方案设计与论证41.1 总体方案设计与
4、比较4第2章系统硬件设计62.1 总体设计62.2 各功能模块硬件设计及实现72.2.1 交通灯四种通行模式及行车方向指示72.2.2 行人通行指示及其实现92.2.3 特种车检测及其实现112.2.4 键盘与状态显示及其实现112.2.5语音提示及其实现132.2.6主次干道单独时间设置功能132.2.7紧急情况处理功能及其实现142.2.8倒计时计数功能及其实现142.2.9日历及时间显示功能及其实现14第3章系统软件设计153.1 软件总体流程图153.2 软件主要子程序流程163.2.1 紧急状态子程序163.2.2设置状态子程序163.2.3键盘模块程序流程17第4章系统调试与测试结
5、果分析184.1 系统操作说明184.2 调试184.3 指标测试194.3.1 测试仪器194.3.2 各模块测试20第5章设计总结21第6章参考文献22附录23引言随着社会和城市交通的快速发展, 近几年机动车辆数字急剧增加逗号道路超负荷承载道路现象严重逗号致使交通事故逐年增加。交通灯是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障逗号因此解决好公路交通信号灯控制问题也成了保障交通有序、安全、快速运行的重要环节。本设计是一款基于双MCU的交通控制系统逗号它可以实现对车辆、行人的有效导引。根据题目要求逗号设计中我们选用双色LED发光管比单色LED节省了空间逗号简化了设计逗号并把双色LED发光管排成箭头
6、形状逗号作为直行和左右拐弯指示逗号形象直观；选择双色LED点阵不仅可以从颜色上区别人的通行与停止逗号结合软件还可以“动画”形式模拟人的走与停逗号配合语音作为行人通行的提示逗号形象、直观、温馨；采用数字编码无线传输模式实现特种车辆检测逗号准确、可靠性高；高分辨率（320240）大屏幕LCD实时显示系统各种状态逗号可同时显示日期和时间逗号显示图文信息量大逗号更直观逗号可靠性高、抗干扰能力强。该系统还可根据交通拥挤情况分别设置主干道和次干道的通行时间逗号以提高效率逗号缓减交通拥挤；本设计并对系统物理结构进行了优化逗号很有城市交通道口的“模型”味。第1章 方案设计与论证题目要求我们在实现四种基本交通灯
7、信息指示功能的基础上逗号实现倒计时时间显示、紧急情况处理、特种车放行等功能逗号如何选择有效方案至关重要！1.1 总体方案设计与比较题目基本部分要求：（1）在1平方米左右木板上制作交道口模型逗号装上交通灯。（2）交通灯控制规则如下：1）每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。2）共有四种通行方式： 车辆南北直行、各路右拐逗号南北向行人通行。南北向通行时间为1分钟逗号各路右拐比直行滞后10秒钟开放。 南北向左拐、各路右拐逗号行人禁行。通行时间为1分钟。 东西向直行、各路右拐逗号东西向行人通行。东西向通行时间为1分钟逗号各路右拐比直行滞
8、后10秒钟开放。 东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为1分钟。3）在通行结束前10秒钟逗号绿灯闪烁直至结束。题目发挥部分要求：（1）有倒计时时间显示。（2）若交道口出现紧急情况逗号交警可将系统设置成手动：全路口车辆禁行、行人通行。紧急情况结束后再转成自动状态。（3）当有119、120等特种车辆通过时逗号系统自动转为特种车放行逗号其它车辆禁止状态。特种车辆通过15秒钟后逗号系统自动恢复逗号用模型车演示。（4）其它自选措施。根据题目基本部分要求逗号可以用4只双色LED发光管来指示左拐、右拐、直行及行人通行逗号如此设计电路简洁逗号编程和调试均方便逗号但是该方案欠直观形象逗号尤其是人行道逗号并不
9、是每个行人都能明白单只指示灯的含义。根据题目发挥部分当有119、120等特种车辆通过时逗号系统自动转为特种车放行逗号其它车辆禁止状态的要求逗号对特种车辆的检测方案很多逗号通常采用音频检测技术来识别逗号如选用具有音频锁相功能的LM567。但是该方案可靠性不高逗号抗干扰能力差。根据题目发挥部分其它自选措施的要求逗号考虑到系统中没要求有室内状态监视逗号也没要求人行道有图形和语音逗号多少有点不够全面和人性化。根据上述分析逗号综合考虑成本和器件的易得性逗号以及软硬件的结合逗号我们选用双色LED发光管并排成箭头形状逗号作为直行和左右拐弯指示逗号节省了空间逗号简化了设计逗号且形象直观；选择双色LED点阵不仅
10、可以从颜色上区别人的通行与停止逗号结合软件还可以“动画”形式模拟人的走与停逗号配合语音作为行人通行的提示逗号形象、直观、温馨；采用数字编码无线传输模式实现特种车辆检测逗号准确、可靠性高。根据题目发挥部分其它自选措施的要求逗号我们增设了高分辨率（320240）大屏幕LCD作为系统输出逗号实时显示系统各种状态逗号同时显示日期和时间逗号图文并茂逗号信息量大逗号可供警察在室内实时监视交通状况；系统还增设了根据交通拥挤情况可分别设置主干道和次干道的通行时间逗号以提高效率逗号缓减交通拥挤。系统总体设计框图如图1-1所示。图1-1系统总体设计框图第2章系统硬件设计硬件设计是整个系统的基础逗号要考虑的方方面面
11、很多逗号除了实现交通灯基本功能以外逗号主要还要考虑如下几个因素：系统稳定度；器件的通用性或易选购性； 软件编程的易实现性；系统其它功能及性能指标；因此硬件设计至关重要。现从各功能模块的实现逐个进行分析探讨。2.1 总体设计本设计以单片机为控制核心逗号采用主从双MCU结构逗号模块化设计逗号共分以下几个功能模块：单片机控制系统、键盘及状态显示、行车方向指示、行人通行指示、语音信息提示、特种车辆检测和倒计时模块等。u 单片机作为整个硬件系统的核心逗号它既是协调整机工作的控制器逗号又是数据处理器。它由单片机、时钟电路、复位电路等组成。u 行车方向指示采用双色LED发光管逗号排列成箭头状逗号可有两种颜色
12、指示放行与禁止逗号形象直观。u 行人通行指示采用双色LED点阵逗号排列成人状逗号用两种颜色指示放行与禁止逗号结合软件可模拟行走和静止的“动画”逗号形象直观逗号简洁明了。u 语音提示部分由专用芯ISD1420构成逗号温馨提示“横穿马路逗号注意安全”逗号很是人性化。u 特种车辆检测逗号采用语音和数据无线相结合逗号由发射器和接收器组成逗号发射器安装在模型车上逗号接收器安装在主控板上逗号非常可靠。u 键盘及状态显示逗号键盘采用HD7279专用芯片逗号电路简洁可靠；显示器采用高分辨率（320240）大屏幕LCD逗号可实时显示系统各种状态逗号同时显示日期和时间逗号图文并茂逗号信息量大逗号可供警察在室内实时
13、监视交通状况。通过键盘可设置：紧急情况发生时的交通灯状态控制、日期和时间、主干道和次干道通行时间等逗号人机界面非常友好。u 系统还采用了专用时钟芯片1302逗号以减轻单片机的负担和提高时钟准确度。u 系统采用双数码管倒计时计数功能逗号最大显示数字99。友好的人机界面、灵活的控制方式、优化的物理结构以及丰富的功能是本设计的亮点。系统总体设计原理图见附录。2.2 各功能模块硬件设计及实现2.2.1交通灯四种通行模式及行车方向指示按交通灯控制规则逗号每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色。交道口模型如图21所示：图21 交道口模型图4组LED数码管按照设置的通行时间（各路
14、口默认的通行时间均为1分钟）进行倒计时逗号并各自进行红、绿灯显示逗号共有四种通行方式逗号分别为：图2-2 通行方式一示意图图2-3 通行方式二示意图图2-4 通行方式三示意图图2-5 通行方式四示意图通行方式一：倒计时时间为60s（通行时间）逗号红绿灯状态为：南北直行：绿逗号东西直行：红逗号各路右拐：绿逗号左拐：红逗号人行道：南北绿逗号东西红逗号各路右拐比直行滞后10秒钟开放。如图2-2所示。通行方式二：倒计时时间为60s（通行时间）逗号红绿灯状态为：南北左拐：绿逗号各路右拐：绿逗号所有人行道：红。如图2-3所示。通行方式三：倒计时时间为60s（通行时间）逗号红绿灯状态为：东西直行：绿逗号南北
15、直行：红逗号各路右拐：绿逗号左拐：红逗号人行道：东西绿逗号南北红逗号各路右拐比直行滞后10秒钟开放。如图2-4所示。通行方式四：倒计时时间为60s（通行时间）逗号红绿灯状态为：东西左拐：绿逗号各路右拐：绿逗号所有人行道：红。如图2-5所示。通行默认时间为1分钟逗号系统设置了任意更改功能逗号一般主干道通行时间要比次干道要长一些逗号可以根据实际情况进行调整逗号以提高车辆通过率逗号缓减交通压力。在通行结束前10秒钟逗号绿灯闪烁直至结束。本设计选用双色LED发光管拼成箭头形状用来指示左右拐、直行等交通指示信息。绿色表示通行逗号红色则表示禁止通行。图2-6逗号中间箭头绿色逗号表示直行逗号两边箭头红色逗号表示禁止通行；图2-7逗号左边箭头绿色逗号表
