交通信号灯控制系统设计

十字路口交通信号灯控制系统

摘要：十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆安全通行，实现红绿灯的自动指挥是城市交通管理自动化的重要课题。因为交通信号灯控制系统是要根据计时的情况实现对交通信号灯的控制和对数字显示器的控制,所以用微控制器MCU（Microcontroller Unit,又称单片机）实现交通信号控制系统的设计。又因为微控制器MCU应用系统抗干扰性差，故一般应该综合采用软、硬件抗干扰措施，才能获得好的抗干扰效果，以便交通信号的控制系统更好的实现。关键词：单片机芯片AT89C52；驱动器芯片74LS245；显示模块；RTX51Tiny内核

十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆安全通行，实现红绿灯的自动指挥是城市交通管理自动化的重要课题。一般说来，十字路口处的两条相互交叉的道路是由主次之分的，其中一条道路平时车流量较大，称为主干道；而另一条道路平时车流量较小，称为次干道。十字路口交通信号灯控制系统应考虑十字路口主、次干道车流量不同的特点，并且能根据车流量发生变化的实际情况，可以很方便地更改主、次干道的通车时间。

1 方案的比较论证

1．1 以CPLD为核心的实现方案

运用EDA技术实现电子系统的设计特别是数字电子系统的设计，是现代电子技术发展的趋势。CPLD芯片内部的电路功能可以通过标准硬件描述语言进行设计，而且整个设计过程都是在通过计算机的帮助下完成的，从而使得以CPLD为核心的方案容易实现、容易修改、容易保存。因此，无论是在系统的工作可靠性方面，还是在系统的成本、系统的运行速度、系统结构的简易程度等方面，以CPLD为核心的实现方案具有一定的技术先进性，而且最后能得到让人比较满意的设计结果。

1．2 以MCU为核心的实现方案

用微控制器MCU实现交通信号控制系统的设计，相对而言是最容易的，因为交通信号灯控制系统就是要根据计时的情况实现对交通信号灯的控制和对数字显示器的控制。而微控制器MCU最适宜于对物理对象的控制，通过微控制器软件编程，很容易实现对交通信号灯的控制和对LED数码管的显示控制。但是，微控制器MCU应用系统具有抗干扰性差的特点，而对交通信号灯控制系统工作可靠性的要求是很高的，因此，必须采取有效措施提高微控制器MCU应用系统的可靠性。一般应该综合采用软、硬件抗干扰措施，才能获得好的抗干扰效果。

上述两种实现方案各自的特点有所不同，采用的技术手段有较大区别。但是，因为设计任务时要求“为了便于制作，系统硬件要求尽可能的简单”，所以我采用以MCU为核心的实现方案。

2 系统硬件设计

2．1 交通信号灯控制电路

“交通信号灯控制电路”是本系统的核心，由它实现对红、绿、黄三色信号灯的控制。交通信号控制系统只包含“交通信号灯控制电路”和“红、黄、绿三色信号灯”两个部分。有一条主干道和一条次干道的城市道路交叉路口，其每一边（共4边）都设置红、绿、黄三

色信号灯。红灯亮表示禁止通行；绿灯亮表示可以通行；在绿灯亮转变为红灯亮之前，先要求黄灯亮几秒钟，以便让交叉路口停车线以外的车辆停止通行，而交叉路口停车线以内的车辆快速通过交叉路口。每一边的红、黄、绿三的信号灯亮的顺序是红→绿→黄→红→绿→黄……。主干道红灯亮时，对应次干道的绿灯亮、黄灯亮；主干道绿灯亮时，对应次干道黄灯亮的时间之和。同理，次感到红灯亮的时间，应等于主干道绿灯亮的时间与主干道黄灯亮的时间之和。设某城市道路十字交叉路口的交通信号灯控制方案如表1所示：

表1 交通信号灯控制方案

Tab.1 The control scheme of the traffic lights

由表1可知，十字交叉路口的主干道车辆通行时间是30s，次干道车辆通行时间是20s，交通信号灯由绿灯亮状态转换到红灯亮状态以前，黄灯亮的时间是5s。控制红、黄、绿三色信号灯的控制信号是开关信号，并且约定，当色灯亮时用逻辑0表示，色灯灭时用逻辑1表示。交通信号灯控制电路如图1所示：

由图1可知，这是一种简单的微控制器最小系统。为了以后能够在线升级更新系统用户应用程序，采用了带ISP下载接口的单片机AT89C52。AT89C52具有快速8051内核、8KB FLASH EEPROM、256字节IDATA RAM，完全符合运行嵌入式实时操作系统RTX51Tiny的硬件要求。图中包含了信号灯电路，用6个发光二极管模拟主干道和次干道的红、黄、绿三色信号灯。

机能意识到当前红、黄、绿灯地实际点亮状态，以及距离下一个色灯状态变换时刻的确切时间，为下一个正确的行为或操作提前做好思想准备，这样能够提高交叉路口的交通效率和交通安全性。自适应倒计时器硬件电路图如图2所示：

图2 自适应倒计时器电路图

Fig.2 The circuit digram of the implement which can adapt

to move backward and reckon by time by itself

由图2可知，自适应倒计时器以AT89C52为核心。微控制器芯片AT89C52的输入信号为红、黄、绿三色灯信号，由交通信号灯控制电路提供，它们是3个矩形脉冲信号，在不同的时间段内，这3个矩形脉冲信号的周期是不同的。微控制器芯片AT89C52根据接受到的红、黄、绿三色灯信号，在其内部进行一系列的处理后，由AT89C52的P0口和P2口输出信号给“倒计时时间数字显示部分”，并由二极管显示模块用数字的形式显示倒计时时间。“倒计时时间数字显示部分”由驱动器和发光二极管阵列显示模块组成，驱动器就是8位总线缓冲器/驱动器芯片74LS245，共有两片。发光二极管阵列显示模块由若干个双色发光二极管组成，每个双色发光二极管是一个像素点，能显示红、黄、绿3种颜色。

3 系统软件设计

3．1 交通信号灯控制电路的软件设计

交通信号灯控制电路的软件设计目的是结合图1所示的硬件电路，实现如表1所示的城市道路十字交叉路口交通信号灯控制方案，根据交通常识，可列出十字交叉路口交通信号灯的状态变换关系为：主绿支红30s →主黄支红5s →主红支绿20s →主红支黄5s →主绿支红30s 。

任务0：系统初始化任务。首先将6个信号灯全部熄灭，然后启动任务1，最后自我删除任务0，这样可以保证系统初始化任务0只在系统复位时运行一次。

任务1：按照时间原则控制信号灯任务。控制系统处于某一状态，然后调用操作系统

函数os_wait(K_IVL,ticks)实现精确定时，使得系统在这一状态下停留特定的时间，再控制系统处于下一个状态，调用操作系统函数os_wait(K_IVL,ticks)实现精确定时，使得系统在这一状态下也停留特定得时间。采用这样的方法就可方便地实现信号灯的状态变换。且任务1是一个无限循环，在操作系统调度程序的控制下按照时间片轮循的方式被执行。

3．2 自适应倒计时器的软件设计

一般来说，交叉路口的信号灯在一天不同的时段有不同的向位和放行表。所谓向位是指交叉路口所有的红、黄、绿信号灯在某一时刻亮灭状态的一种组合，一般每一个向位的运行时间为几十秒钟。而放行表是指在某个时间段内所有的向位运行的时间顺序表，每一个放行表的运行时间一般为几个小时。这就要求自适应倒计时器实时地跟踪红、黄、绿灯被分别点亮地状态，并对其被点亮地时间进行倒计时和显示。但是，在一些特定地时段，如夜深人静时，要求交叉路口地信号灯进入黄闪状态，这时则要求自适应倒计时器能控制数码显示器熄灭而进入消隐状态。另外，在某些特定的时段，如重要人物的车队要通过交叉路口时，要求交叉路口某个方向上的信号灯进入常绿状态，这时也要求自适应倒计时器能控制数码显示器熄灭而进入消隐状态。

总之，对自适应倒计时器的设计要求是，在正常情况下，能分别测量红、黄、绿三色信号灯的被点亮时间，并按秒进行倒计时和显示倒计时时间，而且一般来说，在一天不同时间段内，红、黄、绿三色信号灯的被点亮时间是不同的。在非正常情况下（如信号灯处于黄闪状态或常绿状态），则要求能够消隐数码显示器。

由上面的分析可知，这是一种实时性要求很强的嵌入式微控制器应用。微控制器需要及时地判断出红、黄、绿三色信号灯地状态变化时刻；需要不断地测量红、黄、绿三色信号灯地被点亮时间；需要对信号灯的被点亮时间按秒进行倒计时；需要控制数码显示器完成倒计时时间的显示，并使得数码显示器的显示颜色与信号灯的颜色同步；需要微控制器能分辨出信号灯的正常状态和非正常状态，并实时地做出不同的响应。

RTX51嵌入式实时操作系统能够满足自适应倒计时器的系统软件设计的要求。

根据对系统功能的分析，可将用户程序分解为7个任务，具体情况如下：

任务0：系统初始化；分别测量红、黄、绿三色信号灯地被点亮时间；启动任务1～6并最后删除任务0。

任务1：检测信号色灯的状态改变时刻，从而根据红、黄、绿色灯状态的改变分别向任务2～4发送触发信号。

任务2：等待触发信号。若SIGNAL被置位，则将红色灯的点亮时间设置为倒计时器的计时初始值。

任务3：等待触发信号。若SIGNAL被置位，则将黄色灯的点亮时间设置为倒计时器的计时初始值。

任务4：等待触发信号。若SIGNAL被置位，则将绿色灯的点亮时间设置为倒计时器的计时初始值。

任务5：每秒减1计数器。正常情况下只完成每秒钟减1的功能，非正常情况下消隐数码显示器并启动任务0，最后自我删除任务5，实现自适应功能。

任务6：每隔10ms刷新一次显示器，实现两位彩色LED数码管动态扫描频率100Hz，并做到LED数码管显示的颜色与信号灯的颜色同步，程序做到了消隐无效数字0。

4 系统源程序清单

4．1 交通信号灯控制电路的微控制器源程序

采用C51高级语言编程，程序由两个部分所组成，其一是用户应用程序Traffic3.c，其二是嵌入式实时操作系统内核程序Rtx51tny.a51和Conf_tny.a51。

1．用户应用程序Traffic3.c

用C51高级语言写成的用户应用程序Traffic3.c如下：

/*------------------------------------------------------------------------程序功能：循环点亮红、黄、绿灯；主干道通行30s，次干道通行20s，黄灯点亮5s。

------------------------------------------------------------------------------------*/ #include

#include

sbit main_red=P0^0;

sbit main_yellow=P0^1;

sbit main_green=P0^2;

sbit branch_red=P0^5;

sbit branch_yellow=P0^6;

sbit branch_green=P0^7;

/*******************************************/

/*Task0’init’:initialize

/*******************************************/

void init(void)_task_0

{

main_red=1;

main_yellow=1;

main_green=1;

branch_red=1;

branch_yellow=1;

branch_green=1;

os_create_task(1);

os_create_task(0);

}

/*******************************************/

/*Task1’ledcontrol’

/*******************************************/

void ledcontrol(void)_task_1

{

while(1)

{

main_red=0;

main_yellow=1;

main_green=1;

branch_red=1;

branch_green=0;

os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250);

main_red=0;

main_yellow=1; main_green=1; branch_red=1; branch_yellow=0; branch_green=1;

os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250);

main_red=1;

main_yellow=1; main_green=0; branch_red=0; branch_yellow=1; branch_green=1;

os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250); os_wait2(K_IVL,250);

main_red=1;

main_yellow=0; main_green=1; branch_red=0; branch_yellow=1;

os_wait2(K_IVL,250);

os_wait2(K_IVL,250);

}

}

2.实时操作系统RTX51 Tiny内核程序

RTX51 Tiny内核程序由文件Conf_tny.a51和Rtx51tny.a51组成。前者是一个配置文件，用来定义系统运行所需要的全局变量和堆栈出错时要执行的宏STACK_ERROR，这些全局变量和宏，用户可以根据自己系统的配置而灵活修改，配置文件比较简单。后者是RTX51 Tiny内核的主要部分，完成系统调用的所有函数，源程序文件Rtx51tny.a51比较复杂。

RTX51 Tiny内核程序代码用汇编语言写成，可读性差，但代码效率较高。

内核程序文件Conf_tny.a51的源代码如下：

; ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ; This file is part of the ‘RTX-51 tiny’ Real-Time Operating System Package

; Copyright KEIL ELEKTRONIK GmbH 1991

; ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ; CONF_TNY.A51: This code allows the configuration of the ‘RTX-51 tiny’ Real-Time Operating System

;

; To translate this file use A51 with the following invocation:

;

; A51 CONF_TNY.A51

;

; To link the modified CONF_TNY.OBJ file to your application use the following

; BL51 invocation:

; BL51 ,CONY_TNY.OBJ

;-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ; ‘RTX-51 tiny’ Hardware-Timer

; ================================================================ ; With the following EQU statements the initialization of the ‘RTX-51 tiny’

; Hardware-Timer can be defined(‘RTX-51 tiny’ uses the 8051 Timer 0 for controlling

; RTX-51 software timers).

;

; define the register bank used for the timer interrupt.

INT_REGBANK EQU 1 ; default is Register-bank 1

; define Hardware-Timer Overflow in 8051 machine cycles.

INT_CLOCK EQU 10000 ;default is 9216 cycles(fosc=12MHz)

; define Round-Robin Timeout in Hardware-Timer Ticks.

TIMESHARING EQU 5 ;default is 5 ticks.

; note: Round-Robin can be disabled by using value 0.

; Note: Round-Robin Task Switching can be disabled by using ‘0’as value for the TIMESHARING equate.

; -------------------------------------------------------------------------------------------------------------

; ‘RTX-51 tiny’ Stack Space

; ===================================

; The following EQU statements difines the size of the intermal RAM used for stack area and the minimum free space on the stack. A macro difines the code executed when the stack space is exhausted.

;

; define the highest RAM address used for CPU stack

RAMTOP EQU 0FFH ;default is address(256-1)

FREE_STACK EQU 20 ;default is 20 bytes free space on stack

STACK_ERROR MACRO

CLR EA ;default interrupts

SJMP $ ;endless loop if stack space is exhausted

ENDM

; ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- NAME ?RTX51_TINY_CONFIG

PUBLIC ?RTX_REGISTERBANK, ?RTX_TIMESHARING, ?RTX_RAMTOP, ?RTX_CLOCK

PUBLIC ?RTX_ROBINTIME, ?RTX_SA VEACC, ?RTX_SA VEPSW

PUBLIC ?RTX_FREESTACK, ?RTX_STACKERROR, ?RTX_CURRENTTASK

?RTX_TIMESHARING EQU -TIMESHARING

?RTX_RAMTOP EQU RAMTOP

?RTX_FREESTACK EQU FREESTACK

?RTX_CLOCK EQU -INT_CLOCK

?RTX_REGISTERBANK EQU INT_REGBANK * 8

DSEG A T ? RTX_REGISTERBANK

DS 2 ;temporary space

?RTX_SA VEACC: DS 1

?RTX_SA VEPSW: DS 1

?RTX_ROBINTIME: DS 1

?RTX_CURRENTTASK: DS 1

?RTX?CODE SEGMENT CODE

RSEG ?RTX?CODE

?RTX_STACKERROR: STACK_ERROR

END

内核程序文件Rtx51tny.a51的源代码如下：

#include

#include

#define RECEIVE 1 //任务标识号ID的定义

#define TRANSMIT 2

#define WATCH_DOG 3

/***********************************

任务0：系统初始化，启动其他的任务

***********************************/

void initial(void)_task_0

{

intitialization( ); //初始化系统

os_create_task(RECEIVE); //启动接收任务

os_create_task(TRANSMIT); //启动发送任务

os_create_task(WA TCH_DOG); //启动喂看门狗任务

os_create_task(0); //删除任务0

}

/************************************************************************ 任务1：等待串口中断发送的信息，并对从串口接收到的数据进行分析和转换

************************************************************************/ void receive_task(void)_task_RECEIVE

{

while(1)

{

os_wait(K_SIG); //等待信号

process_data( ); //数据处理

}

}

/*********************************************************************

任务2：等待串口中断发送来的信号，并由串口发送转换后的码流

*********************************************************************/ void transmit_task(void)_task_TRANSMIT

{

while(1)

{

for(i=0;i<7;i++) {

os_wait1(K_SIG); //等待信号

send_data( ); //发送数据

}

}

}

/*******************************

任务3：定期喂看门狗

*******************************/

void watch_dog_task(void)_task_WATCH_DOG

{

while(1)

{

watch_dog=! watch_dog; //喂看门狗

watch_dog=! watch_dog;

}

}

/*******************************

串口中断服务程序

*******************************/

void serial_ISR(void)interrupt 4 using 2

{

if (RI) {

RI=0;

isr_send_signal(RECEIVE); //向任务1发送信号

}

else if (TI) {

TI=0;

if(updata_flag==1) { //只有当刷新标志置位的时候才发送信号

isr_send_signal(TRANSMIT); //向任务2发送信号

}

}

}

4．2 自适应倒计时器的微控制器源程序

在Keil C51 μVision2集成开发环境下，完成自适应倒计时器的软件开发。采用C51高级语言编程，程序由两个部分所组成，其一是用户应用程序downcounter.c,其二是嵌入式实时操作系统内核程序Rtx51tny.a51和Conf_tny.a51。

1．用户应用程序downcounter.c

用C51高级语言写成的用户应用程序downcounter.c如下：

程序功能：测量红、黄、绿灯被点亮时间，以此为初始值，进行倒计时并显示

#include

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar idata redtime,yellowtime,greentime;

uchar idata timeinit,status;

uint idata period;

uchar code tab[ ]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, / * 0、1、2、3、4 */

0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f, / * 5、6、7、8、9 * /

0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79, /* A、B、C、D、E */

0x71,0x40,0x80,0x00, /* F、-、.、灭*/

0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6, /* 0.、1.、2.、3.、4. */

0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef}; /* 5.、6.、7.、8.、9. */

/*共阴LED数码管段码表。D7～D0=>hgfedcba */ sbit r_bit=P1^0;

sbit y_bit=P1^1;

sbit g_bit=P1^2;

sbit com1=P1^6;

sbit com2=P1^7;

/*------------------------------------------------------------------------

转换数据为以秒为单位的时间函数

------------------------------------------------------------------------*/ uchar converter(uint n)

{

uchar idata time;

time=(uchar)(n/50);

return(time);

}

/*------------------------------------------------------------------------延时约1ms函数

------------------------------------------------------------------------*/ void delay1ms(void)

{

uchar m,n;

for(m=0;m<=100;m++)

{

for(n=0;n<=10;n++){ }

}

return;

}

/*------------------------------------------------------------------------Timer1定时20ms溢出中断函数

fosc=11.0592MHz,T1处于定时工作方式1

------------------------------------------------------------------------*/ void timer1(void)interrupt 3 using 1

{

TH1=0xb8; /*Timer1重赋初值*/

TL1+=12; /*为了精确定时加上12个机器周期*/

period++;

}

/****************************************************/

/* Task0:’init’:initialize 系统初始化任务0

/****************************************************/

void init(void)_task_0

{

// SP=0x60;

TMOD∣=0x10; /*设置T1处于定时工作方式1*/

TMOD&=0x1f;

ET1=1;

EA=1;

TR0=0; /* 暂停RTX51 TINY操作系统*/

TR1=0;

com1=1; /*禁止LED数码管显示*/

com2=1;

/*----------------------------------------------------------------------*/ period=0; /*测量红灯被点亮的时间*/

TH1=0xb8; /*给T1赋初值，T1定时50ms*/

TL1=0;

while (r_bit == 0);

while (r_bit == 1);

TR1=1; /*开始定时计数*/

while (r_bit == 0);

TR1=0; /*停止定时计数*/

redtime=converter(period);

/*----------------------------------------------------------------------*/ period=0; /*测量黄灯被点亮的时间*/

TH1=0xb8; /* */

TL1=0;

while (y_bit == 0);

while (y_bit == 1);

TR1=1; /* */

while (y_bit == 0);

TR1=0; /* */

yellowtime=converter(period);

/*----------------------------------------------------------------------*/ period=0; /*测量绿灯被点亮的时间*/

TH1=0xb8; /* */

TL1=0;

while (g_bit == 0);

while (g_bit == 1);

TR1=1; /* */

while (g_bit == 0);

TR1=0; /* */

greentime=converter(period);

ET1=0; /*禁止T1溢出中断*/

P1=P1∣0x7;

status=P1&0x7; /*获得红、黄、绿灯的当前状态*/

TR0=1; /*使能RTX51 TINY操作系统，完成任务调度*/ os_create_task(1); /*启动任务1*/

os_create_task(2); /*启动任务2*/

os_create_task(3); /*启动任务3*/

os_create_task(4); /*启动任务4*/

os_create_task(5); /*启动任务5*/

os_create_task(6); /*启动任务6*/

os_create_task(0); /*删除任务0*/

}

/*------------------------------------------------------------------------

Task1:’status_change’任务1：检测红、黄、绿灯的状态，发生改变时发信号

------------------------------------------------------------------------*/ void status_change(void)_task_1

{

uchar idata m;

while(1)

{

os_wait2(K_IVL,5); /*每50ms检测一次色灯的状态*/

P1=P1∣0x7; /* */

m=P1&0x7; /*获得色灯的当前状态*/

if (m!=status) /*状态发生改变时做下面的处理*/

{

status=m;

switch(m)

{

case 6:

os_send_signal(2); /*红灯状态改变，发信号给任务2*/

break;

case 5:

os_send_signal(3); /*黄灯状态改变，发信号给任务3*/

break;

case 3:

os_send_signal(4); /*绿灯状态改变，发信号给任务4*/

break;

default:break;

}

}

}

}

/****************************************************/

/* Task2:’red_downtiming’任务2：红灯倒计时

/****************************************************/

void red_downtiming(void)_task_2

{

while(1)

{

os_wait1(K_SIG); /*等待到信号，赋倒计时初始值*/

timeinit=redtime;

}

}

/****************************************************/

/* Task3:’yellow_downtiming’任务3：黄灯倒计时

/****************************************************/

void yellow_downtiming(void)_task_3

{

while(1)

{

os_wait1(K_SIG); /*等待到信号，赋倒计时初始值*/

timeinit=yellowtime;

}

}

/****************************************************/

/* Task4:’green_downtiming’任务4：绿灯倒计时

/****************************************************/

void green_downtiming(void)_task_4

{

while(1)

{

os_wait1(K_SIG); /*等待到信号，赋倒计时初始值*/

timeinit=greentime;

}

}

/************************************************************************/ /* Task5:’downtiming’任务5：

每秒减1倒计时，倒计时器溢出时，启动任务0重新测量，实现自适应功能

/************************************************************************/ void downtiming(void)_task_5

{

while(1)

{

os_wait2(K_IVL,100); /*等待1s*/

timeinit ――;

if(timeinit==0xff)

os_wait2(K_IVL,90);

if(timeinit==0xff) /*倒计时器已发生溢出，则完成下面的工作*/ {

os_delete_task(1);

os_delete_task(2);

os_delete_task(3);

os_delete_task(4);

os_delete_task(6);

os_delete_task(0);

os_delete_task(5);

}

}

}

/****************************************************/

/* Task5:’display’任务6：显示任务

/****************************************************/

void display(void)_task_6

{

uchar idata segment,k,timeh,timel;

while(1)

{

os_wait2(K_IVL,1); /*每10ms刷新一次显示器，LED数码管

动态扫描频率为100Hz*/

timeh=timeinit/10; /*十位*/

timel=timeinit%10; /*个位*/

com1=1; /*送段码前禁止LED数码管显示*/

com2=1;

if(timeh==0)timeh=0x12; /*消隐无效数字0（十位）*/

if(timeinit==0xff) /*倒计时器溢出时或者其他非正常状态

时，消隐LED数码管*/

{

timeh=0x12;

timel=0x12;

}

segment=tab[timeh]; /*查表求段码*/

P1=P1∣0x7;

k=P1&0x7; /*获得当前色灯的状态*/

switch(k)

{

case(6): /*LED数码管显示红色*/

P0=segment;

P2=0;

break;

case(5): /*LED数码管显示黄色*/

P0=segment;

P2=segment;

break;

case(3): /*LED 数码管显示绿色*/

P0=0;

P2=segment;

break;

default:break;

}

com1=0; /*显示十位*/

delay1ms( );

com1=1; /*禁止LED数码管显示*/

segment=tab[timel]; /*查表求段码*/

P1=P1∣0x7;

k=P1&0x7; /*获得当前色灯的状态*/

switch(k)

{

case(6): /*LED数码管显示红色*/

P0=segment;

P2=0;

break;

case(5): /*LED数码管显示黄色*/

P0=segment;

P2=segment;

break;

case(3): /*LED数码管显示绿色*/

P0=0;

P2=segment;

break;

default:break;

}

com2=0; /*显示个位*/

delay1ms( );

}

}

2.实时操作系统RTX51 Tiny内核程序

见“交通信号灯控制电路的微控制器源程序”的实时操作系统RTX51 Tiny内核程序。

5 系统设计总结

传统的微控制嵌入式应用大都采用结构化编程思想，对于单任务控制能很好地达到编程简单、思路清晰、开发周期短的要求，但面对任务较多、控制复杂的问题时，往往难以满足要求。本设计所编写的自适应倒计时器的微控制器软件的功能较多，实时性要求较高，如果采用传统的单任务结构化编程方法的话，所编写的用户程序可能是相当复杂的，恐会遇到较大的困难。但是，将RTX51 Tiny实时操作系统应用在交通信号自适应倒计时器的微控制器软件设计中，将较方便地实现微控制器软件的功能。

交通信号自动控制系统实际运行结果表明，RTX51 Tiny实时操作系统既能保证对外界的信息以足够快的速度进行处理，又能并行地运行多个任务，具有实时性和并行性的特点，所以能很好地完成对多个信息地实时测量、处理和进行相应的多个实时控制。此外，使用RTX51 Tiny实时操作系统，会加快嵌入式系统的开发速度，降低软件编写的复杂度，提高产品的开发效率，系统维护和系统功能扩展都非常方便，并且，所编写的程序具有较好的可一直性和可读性。

参考文献：

[1] 陆应华，王照平，王理．电子系统设计教程[M]．北京：国防工业出版社，2005．

[2] 欧伟明．基于MCU、FPGA、RTOS的电子系统设计方法与实例[M]．北京：北京航空航天

大学出版社，2007，7，1．

[3] 晨风．嵌入式实时多任务软件开发基础[M]．北京：清华大学出版社，2004．

[4] 徐爱钧，彭秀华．Keil Cx51 V7.0 单片机高级语言编程与μVision2应用实践[M]．北

京：电子工业出版社，2005．

[5] 何立民．单片机高级教程[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2000．

[6] 欧伟明．利用MCU芯片内部定时器/计数器T0的软件看门狗[J]．电子世界，2005，8．

[7] KEIL Software Inc.RTX51 Real-time Kernel [OL].https://www.wendangku.net/doc/881047613.html,/rtx51,2004.

[8] 欧伟明．嵌入式应用软件任务划分原则的研究[J]．单片机与嵌入式系统应用，2007，

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[9] 欧伟明，罗三定．基于RTX51的交通信号自适应倒计时器[J]．机电产品开发与创新，

2006，6．

[10] 宁柯军，杨汝清，翁新华．基于RTX51的排爆机器人嵌入式控制器固件开发[J]．电

子技术应用，2005，3．

The Control System of the Traffic Lights

Abstract:The crossroads’s traffic lights conduct pedestrian and vehicle to drive safely. So the achieve which was making traffic lights conduct voluntarily turned into a important question for study of keeping city’s traffic control of automation. We can bring out the design with Microcontroller Unit, because the control system of traffic lights have just brought out the control of traafic lights and digital display according to the situation of reckonning by time. MCU is mostly fit of controlling the innate laws of things, so we can bring out the design by compiling the software program. But the application system of MCU have the feature of anti-interference inferior, so generally we can use the anti-interference method about synthesizing software and hardware.

Key words: MCU chip A T89C52; drive chip 74LS245; display part; RTX51Tiny

交通信号灯设计

简易交通信号灯控制器 1.主要技术指标与要求 1.定周控制：主干道绿灯45s，支干道绿灯25s； 2.每次由绿灯变为红灯时，应有5s黄灯作为过渡； 3.分别用绿、黄、红色发光二极管表示信号灯； 2.摘要 道路交通和我们息息相关，是我们日常生活的一部分。为了确保道路交通顺畅与安全，交通信号控制系统是用来自动控制十字路口红黄绿三色的交通灯。 简易交通信号灯控制器利用555秒脉冲发生器提供秒脉冲信号,通过CP输入。主控制器由两块74LS290组成一个80进制计数器，分别在45S,50S,75S,80S,通过驱动控制装置来控制主干道与支干道中绿、黄、红发光二极管的亮灭及其持续时间，从而实现对主干道与支干道交通信号的控制。 3.总体设计方案论证及选择 方案一：十字路口每个方向的绿、黄、红灯所亮的时间比例分别为9：1：5，所以，可以选择计数器为5s的脉冲。因为每5s一个时间单位，所以计数器的工作循环为16，应选择一个十六进制的计数器来控制，故选择74LS161四位异步二进制计数器，再加上相应控制器来配合，达到计数器分别在9、10、15、16翻转的目的。

方案二：本方案主要由主控制电路和秒脉冲发生器组成，其中主控制电路包括：主控制器、清零装置、驱动装置、信号灯装置及一些逻辑门。主控制器中采用两块74LS290二-五-十进制来实现八十进制计数器。秒脉冲发生器由555秒脉冲发生器负责提供脉冲信号。接通电源瞬间，清零装置将主控制器清零，紧接着，主干道绿灯和支干道红灯打开，其余主、支道灯关闭。秒脉冲传送到控制器，主控制电路在45s 到，50s到，75s到，80s到分别产生翻转信号，从而改变主、支道绿、黄、红灯的开闭持续时间，继而实现交通信号灯控制。 方案三：十字路口车辆通行情况只可能有4种情况，可以依次用S0=00,S1=01,S2=10,S3=11,L来记忆交通灯的工作情况。分别对这四种情况进行编码，得到转换图，显然这是一个四进制计数器，可以采用J-K触发器74LS107来构成，控制电路。 经过比较，我选择方案二，因为方案一中，主控制器用的是十六进制74LS161计数器，而交通灯信号控制周期T=80s，相比而言方案二更容易得到。而方案三中器件我不太熟悉，所以最终我选方案二。 4.设计方案的原理框图、总体电路图及说明 原理框图：

交通信号灯控制系统

株洲师范高等专科学校物理与电子工程系毕业论文 交通信号灯控制系统 姓名：汤知路 指导老师：肖利君 专业：应用电子技术 班级：07级应电班 学号：04207109 时间：2010-5-5至2010-5-28

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。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。本设计主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。应用的主要芯片有74LS163，74LS153，3-8译码器，555定时器电路等组成。 关键字：交通控制、交通灯、时间发生器、555定时器 Abstract With the development of society and economy, urban traffic problems and cause the attention of people. People, vehicles and road, the relationship of traffic management has become an important problem to be solved. Urban traffic control system is designed for urban traffic data monitoring and control traffic lights, traffic persuation computer integrated management system, it is the modern urban traffic control system is one of the most important parts of it. Cross the road traffic lights control is the key of traffic safety and roads. This design is mainly by the controller, timer and decoder and pulse signal generator, etc. Second is the system of pulse generator timer and standard of the clock signal controller, two groups of decoder output signal control signal, the driver circuit, drive signal after working controller is the main part of the system, by which control the timer and decoder of work. The main chip has 74LS163 application, 3-8, 74LS153 decoder, 555 timing circuits, etc.

西门子PLC交通信号灯控制系统设计(详细步骤)

毕业设计说明书 （2010 届） 课程名称：可编程控制器应用 题目：交通信号灯PLC控制系统设计专 业班级： 学生姓名： 学号：指导教师： 2010 年 1月 8 日

一、设计题目 交通信号灯PLC控制系统设计 二、设计目的 课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。 三.设计要求 1技术要求： 某十字路口东西方向和南北方向各装有直行(包括右转弯)控制红、黄、绿交通信号灯和左转弯控制红、绿交通信号灯，另外还有到计时显示器。显示器用于显示相应方向直行控制当前点亮信号灯还要持续的时间(剩余时间)，由另外的单片机系统构成。 PLC通过串口以自由口方式输出八位二进制数据，最高位为0表示东西方向数据。1表示南北方向数据，单位为秒。系统中有两个控制开关，东西控制开关SEW和南北控制开关SSN。SEW接通SSN关断则东西方向绿灯全亮南北红灯全亮，其他全灭。接通南北方向绿灯全亮，东西方向红灯全亮，其他全灭。SEW 和SSN都关断停止工作SEW和SSN都接通则进入正常工作状态，按照以下规律控制：(参考中华路与人民路交叉路口的信号灯) 2设计规律：: (1)系统启动后，南北红灯全亮35秒；与此同时东西直行绿灯亮20秒,东西左转弯红灯亮；(2) 东西灯亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒。(3)东西直行绿灯闪亮3 秒后变成黄灯亮，维持2秒；(4)东西直行黄灯亮2秒后变成红灯亮；同时东西左转弯绿灯亮，维持10秒；(5)东西左转弯绿灯亮10秒后变成红灯亮;(至此东西方向全是红灯亮，维持40秒)；同时南北方向直行控制红灯灭，绿灯亮。维持20秒；南北左转弯继续红灯亮.；(6)南北直行绿亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒；(7)南北直行绿灯闪亮3秒后变成黄灯亮，

交通信号灯的设计方法

交通信号灯的设计方法 设计任务与要求 设计一个十字路口的交通信号灯操纵电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车交替运行。 要求黄灯先亮5秒，才能变换行车道。 黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。 实验设备 数字双踪示波器 74LS00、74LS20、74LS74、74LS153、74LS163、74LS138、NE555、发光二极管、电阻、电容 实验原理与实验电路 实验原理简介 实验电路要紧由操纵器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和操纵器的标准时钟信号源，译码器输出组信号灯的操纵信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，操纵器是系统的要紧部分，由它操纵定时器和译码器的工作。 下面简要介绍个操纵信号的意义： TL：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时刻间隔是25秒，即两车道正常通行的时刻间隔。定时器时刻到，TL=1，否则，TL=0。 TY：表示黄灯亮的时刻间隔是5秒，定时时刻到，TY=1.，否则，TY =0。 ST：表示定时器到了规定的时刻后，由操纵器发出状态转换信号。由他操纵定时器开始下个工作状态的定时。 AG=1：表示甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮； AY=1：表示甲车道黄灯亮；BG=1：乙车道黄灯亮； AR=1：表示甲车道红灯亮；BR=1：乙车道红灯亮； 假设交通信号灯由四种状态组成：

第一种状态：甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道的车辆承诺通行，乙车道的车辆禁止通行。绿灯亮足够时刻间隔TL时，操纵器发出状态信号ST，转到下一个工作状态。 二种状态：甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上为过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆连续通行，乙车道禁止通行。黄灯亮足够的时刻间隔TY时，操纵器发出状态转换信号ST，转到下一个工作状态。 三种状态：甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道的车辆能够通过。绿灯亮足够规定时刻间隔时，操纵器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。 四种状态：甲车道红灯来亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆连续通行。黄灯亮足规定的时刻间隔TY时，操纵器发出状态转换信号ST，系统又转换到第一种工作状态。 通信号灯以上四种工作状态是由操纵器进行操纵的。设操纵器的四种状态编码为00、01、11、10，分不用S0、S1、S2、S3表示，则操纵器的工作状态即功能表如下所示：

交通信号灯控制器设计方案一

课程设计(综合实验)报告( 2012 —2013 年度第一学期) 名称：电子技术综合实验 题目：交通信号灯控制器 院系：电气与电子工程学院 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：刘春颖 设计周数：一周 成绩： 日期：2013年1 月15 日

《电子技术》综合实验 任务书 一、目的与要求 1.目的 1.1课程设计是教学中必不可少的重要环节，通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。 1.2注重培养学生正确的设计思想，掌握课程设计的主要内容、步骤和方法。 1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。 1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。 2.要求 2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 2.2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。 2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。 2.4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。 2.5学会撰写课程设计总结报告。 2.6通过课程设计，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。 2.7在课程设计过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。 二、主要内容 共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题，学生根据自身情况自由选择其中之一。 1.移位寄存器型彩灯控制器 2.智力竞赛抢答器 3.电子拔河游戏机 4.交通信号灯控制器 5.数字电子钟 6.电子密码锁

实训-交通信号灯控制系统

交通信号灯控制系统 重点内容： ●LED显示的驱动电路设计和LED显示输出扫描程序 ●按键输入电路和按键扫描程序 ●时间中断的使用。 一、实例说明 有如图所示的街区十字路口，需要为十字路口设计一个交通灯控制系统，该系统的要求如下：东南西北每个方向各有一个红绿灯组，每个红绿灯组包含红黄绿三种颜色的信号灯。 ●每天的23：00~次日凌晨的6：00，由于车流量较小，为了节省电能各个方向的红绿 灯出于休息状态（只亮黄灯）。 ●每天的6：00~23：00，红绿灯出于工作状态，两个互相垂直方向的绿灯交替点亮来 控制交通。交通灯工作状态过程如后所示，在某一个时间段东南方向红灯亮，西北方向绿灯亮；经过一定的时间后，西北方向该为黄灯闪烁，此时东南方向保持红灯； 西北方向红灯闪烁5秒后转为红灯，此时东南方向变为绿灯。依此东南方向的红绿灯和西北方向的红绿灯循环往复。

交通信号灯控制系统提供了一个控制面板，交警可以通过该面板可以调整红灯和绿灯亮的时间间隔、控制交通信号灯控制系统的开关等，从而达到控制交通流量的目的。交通信号灯控制系统的控制面板如下图所示，该面板共有6个LED，每3个LED 为一组，用于显示交通信号灯的点亮时长（单位为秒）；面板上共有5个按键，用于控制交通灯控制系统的点亮时长和系统的开关。

二、硬件电路设计 1、LED输出电路 ●本案例中共有6个LED，为了充分利用ARM微处理器的IO资源，我们采用扫描的 方式。 ●LED的输出电路如上图所示，为了使电路比较清晰，这里只画出了其中两个LED。 每个七段码LED的a~g端口是并联，分别连接LPC2131的P1.19、P1.20、P1.21、P1.22、P1.23、P1.24和P1.25。而gnd端口各由一个管脚控制，6个七段码LED的gnd端分别连接LPC2131的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4和P0.5。当需要点亮其中某一个七段码LED时，将对应的gnd端口电平拉低，a~g端口根据需要显示的数字给不同的电平。这种连接方式在某一特定时刻只能点亮其中一个七段码LED，而其他的七段码LED处于熄灭状态。 ●为了让他们看上去是同时点亮并且能够显示不同的数值，我们利用人眼的视觉暂留 对他们进行扫描，在一个比较短的始终周期内（0.01s左右）轮流点亮6个七段码LED。 2、按键电路 ●本案例中的共有5个按键，如下图的控制面板所示，其中一个按键用来控制交通灯 控制系统的开关，而其他四个按键用来调整红灯和绿灯的持续时间 ●按键电路如下图所示，当没有任何按键被按下时，所有与按键连接的管脚为高电平；

智能交通信号灯控制系统设计

编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日

德州学院毕业论文（设计）中期检查表

目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。

交通信号灯设计

太阳能交通信号灯系统设计 2011-12-30 21:46:59 来源:21IC 关键字：太阳能交通信号灯系统设计 传统的交通灯有以下几个缺点：反光碗的存在导致了假显示效果的出现，假显示效果会引起严重的交通事故；寿命短、维护费用高；耗能高。针对传统交通灯的缺点，采用LED发光源设计的交通灯，具有可视性强、功耗低、节能、使用寿命长、安全、工作稳定可靠等特点，所以这种交通灯在国内外得到了越来越广泛的使用。 传统交通信号灯一般采用市电直接供电，安装时要挖沟敷设电缆，给交通指挥的安装增加了成本。太阳能供电系统无需架线,资源丰富，太阳能电池转换效率逐渐提高，价格逐渐降低，有利于降低成本，所以得到了越来越广泛的应用。 采用单片机控制，提高了系统的可靠性，方便安装，对保证行车安全有着重要的意义。 1 工作原理 太阳能LED交通信号灯由光伏极板、充放电控制器、蓄电池、LED交通信号灯系统构成。系统框图如图1所示。 图1 系统框图 其中，光伏极板是用来将太阳能转换成电能，为系统供电。 充放电控制器是将太阳能产生的电存储到蓄电池中，同时将蓄电池中的电能供给LED交通信号灯系统，并对蓄电池的过流、过充等起到保护作用。 LED交通信号灯系统是由中央控制器、RS 485通信模块、LED信号灯模块、信号灯模块控制系统等组成。 2 LED交通信号灯模块 LED连接电路有三种连接方式：全串联方式、全并联方式、串并混联方式。三种方式的优缺点比较如下： (1)全串联方式，如图2(a)所示。优点：电路简单，流经所有LED的电流相同。通过使用恒流源，可使LED亮度一致。缺点：如果有一颗损坏，所有的LED将不能工作，需要变压器产生高电压和制作恒流源，实现成本高。 (2)全并联方式，如图2(b)所示。优点：电路简单，一颗LED损坏，不会影响其他LED。缺点：由于LED发光源本身存在差异性，电压有浮动，导致并联的LED显色不均匀。另外，电流太大，增加成本，给电源设计也带来困难，需要性能比较高，输出电流非常大的稳压源。 (3)串并混联方式，如图2(c)所示。蓄电池可以提供12 V直流电压，可以驱动4～6颗LED，将LED分成若干串，每串串联，然后将几串并联，这样每一串的电压相同，每一串内电流相同，电源输出的抖动被每一串内LED平分，这样可以稳定单个LED的电压，同时单个LED的损坏只能影响到同一串联的LED，其他串LED仍然正常工作。本文采用串并混联方式。 图2 LED电路连接方式 3 LED交通信号灯控制器模块 3．1 控制结构 控制部分是LED交通信号灯系统的核心部分，由中央控制器、RS 485串行通信总线、从控制器三部分组成。LED交通信号系统的主从控制器都采用单片机A T89S51，中央控制器起到控制和协调作用，四个路口由从控制器接收中央控制器的命令，然后按照命令确定各自路*通信号灯的状态。主从控制器之间由串口来实现信号的传输。控制器结构框图如图3所示。

交通信号灯施工方案

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第一章项目简介 一、工程概况 1、本项名称：*****交通信号灯安装项目 2、工程地址： 3、合同工期。 二、工程范围： 交通信号灯安装、信号灯电缆敷设、信号灯控制系统安装。 三、项目管理目标 交通信号灯采购及安装工程项目管理目标

第二章施工组织方案与部署 第一节部署原则 1、集中力量保质量、保工期，在人力、物资、机具给该工程以充分保障，各工序管理工作应相互协助，指导好现场的施工工作，搞好各工种的协调配合。 2、组织各工种配合施工，穿插作业，重点部位重点赶工。以达到土建、安装及其它各工种之间互创施工条件，以确保工程总体进度。 第二节施工管理措施 为顺利实现质量目标，我们采取的主要管理措施有： 1、将该工程列为我公司2013年的重点建设工程，由公司总经理直接领导，并组成强有力的施工现场管理机构和公司基地设备、材料、人员、后勤保障组织机构，发挥公司的优势，在各施工生产要素的配臵上对该工程实行重点政策，确保工顺利完成。 2、组建精干、高效强有力的项目经理部，选配高素质的项目经理和管理人员，实行项目管理负责制，全权组织技术、质检、材料、安全、劳资、财务等部门对工程施工进行全员、全面、全过程的系统动态管理，并对工程质量、施工进度、安全生产、文明施工、成本核算及经济效益等进行全方位的目标责任管理与控制。 3、使用技术熟练，纪律严明，经过大型工程锤炼的能打硬仗的高素质的施工作业队伍在该工程上进行施工，发挥我公司管理上的优势，强化职能，统筹协调，综合管理，确保工程总体目标的实现。 第三节施工阶段管理方案 1、进场阶段

交通信号灯控制器课程设计

燕山大学 课程设计说明书题目：交通信号灯控制器 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 11级检测一班 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：

燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 年月日

摘要 日常交通对于人们的生活有极大的影响，因此对交通的控制也有很高的要求。交通信号灯已不仅仅被看成一种用来指挥交通的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它功能。高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代交通信号灯发展的趋势。本课题设计正是基于这个方向设计一个符合指标要求的模拟交通信号灯控制器。 单片机特别是51系列的单片机，由于其使用方便、价格低廉等优势，在电子产品中的应用越来越广泛，在市场上占有很大的份额。AT89C51就是51系列中的一个比较成熟的型号，它完全兼容51单片机的指令。 本课题设计是基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89S51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计出的一个模拟交通信号灯控制系统。该控制系统包括了。设计以硬件和软件相结合为指导思想，通过软件编程实现系统大部分功能，电路简单明了，系统稳定性高。主要硬件有：AT89C51单片机、八段数码管、LED和按键等。软件采用C语言编写实现，并依据程序应用Keil、Protues进行了调试，对出现的问题进行分析和反复修改，最终得到正确并符合设计要求的结果。 设计完成的模拟交通信号灯控制器能够准确指挥交通，控制精确、体积小、功耗低，具有很强的实用性。

目录 第一章、课题简介 ..............................错误！未定义书签。 1.1引言 (1) 1.2课设内容 (1) 第二章、AT89C51单片机简介 (2) 2.1单片机引脚介绍 (2) 2.2定时器介绍 (3) 2.3定时器初值的计算 (4) 第三章、硬件总体结构设计 (5) 3.1单片机最小系统 (5) 3.2LED灯显示原理 ............................... 错误！未定义书签。 3.3数码管显示原理 (7) 3.4芯片介绍..................................... 错误！未定义书签。 第四章、软件设计 (10) 4.1单片机程序开发流程 (10) 4.2程序流程图 (11) 4.仿真电路 (12) 4.5电路仿真结果 (14) 总结 (15) 参考文献 (16) 附录源程序 (17)

交通信号灯的设计方法

交通信号灯控制电路 一、设计任务与要求 1．设计一个十字路口的交通信号灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车交替运行。 2．要求黄灯先亮5秒，才能变换行车道。 3．黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。 二、实验设备 1．数字双踪示波器 2．74LS00、74LS20、74LS74、74LS153、74LS163、74LS138、NE555、发光二极管、电阻、电容 三、实验原理与实验电路 1．实验原理简介 实验电路主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。 下面简要介绍个控制信号的意义： TL：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔是25秒，即两车道正常通行的时间间隔。 定时器时间到，TL=1，否则，TL=0。 TY：表示黄灯亮的时间间隔是5秒，定时时间到，TY=1.，否则，TY=0。 ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由他控制定时器开始下个工作状态的定时。 AG=1：表示甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮； AY=1：表示甲车道黄灯亮；BG=1：乙车道黄灯亮； AR=1：表示甲车道红灯亮；BR=1：乙车道红灯亮； 假设交通信号灯由四种状态组成： 第一种状态：甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道的车辆允许通行，乙车道的车辆禁止通行。绿灯亮足够时间间隔TL时，控制器发出状态信号ST，转到下一个工作状态。 二种状态：甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上为过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，乙车道禁止通行。黄灯亮足够的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一个工作状态。 三种状态：甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道的车辆可以通过。绿灯亮足够规定时间间隔时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。 四种状态：甲车道红灯来亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第一种工作状态。 通信号灯以上四种工作状态是由控制器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、

十字路口交通灯方案设计

《数字电子技术基础》课程设计课题：交通信号灯控制逻辑电路设计 学号：101263、101259、101258 姓名：曾剑、刘红艳、刘倩 班级：10计控 指导老师：康震群 设计日期：2012/1/8

一、设计目的 为了确保十字路口的车辆顺利地通过, 往往采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮,表示该条道路禁止通行；黄灯(Y) 亮表示准备停车或通行；绿灯(G)亮表示允许通行。 二、设计任务和要求 设计一个十字路口交通信号灯控制器,其要求如下: 1、设南北向的红、黄、绿灯分别为NSR 、NSY 、NSG, 东西向的红、黄、绿灯分别 为EWR、EWY、EWG 。红灯时间为30S，绿灯时间为25S，黄灯时间为5S。 2、两个方向的工作时序: 东西向亮红灯时间应等于南北向亮黄、绿灯时间之和，南北向亮红灯时间应等于东西向亮黄、绿灯时间之和。 3、十字路口要有数字显示, 作为时间提示,以便人们更直观地把握时间。具体为：当 某方向绿灯亮时,置显示器为某值,然后以每秒减 1 计数方式工作, 直至减到数为“0”, 十字路口红、绿灯交换,一次工作循环结束,再进入下一步某方向的工作循环。 例如：当南北向从红灯转换成绿灯时,置南北向数字显示为“30”, 并使数显计数器开始减“1”计数, 当减到绿灯灭而黄灯亮(闪耀)时, 数显的值应为5, 当减到“0”时,此时黄灯灭,而南北向的红灯亮；同时,使得东西向的绿灯亮,并置东西向的数显为“30”。 4、在完成上述任务后,可以对电路进行以下几方面的电路改进或扩展。 （1）、可以手动切换为夜间工作方式：红、绿灯灭，黄灯闪烁。 （2）、设某一方向(如南北)为十字路口主干道,另一方向(如东西)为次干道；主干道由于车辆、行人多,而次干道的车辆、行人少, 所以主干道绿灯亮的时间,可选定为次干道绿灯亮时间的2倍。 三、设计报告 1、方案设计 （1）、控制流程图（状态图）

道路交通信号灯控制系统设计说明书

安徽科技学院数理与信息工程学院 《单片机原理与应用设计》课程设计 设计说明书 题目: 道路交通信号灯控制系统 专业: 电气工程及其自动化 班级: 12级1班 指导教师： 2014 年12 月 9 日

目录 一、概述 (3) 1、设计背景 (3) 2、设计要求 (3) 二、整体设计原理 (3) 1、设计原理 (3) 2、硬件电路分析 (4) 三、硬件电路 (5) 1、晶振电路 (5) 2、硬件电路 (5) 四、软件设计 (6) 1、主程序设计 (6) 2、程序代码分析 (7) 3、元件清单 (9) 五、测试 (10) 1、仿真调试 (10) 六、心得体会 (13) 七、附录 (14) 1、参考文献 (14) 2、完整程序代码 (14)

一、概述 1、设计背景 根据规定本学期13、14周为本专业课程设计，要求同班同学五人一组利用单片机相关知识和proteus仿真软件实现所选课题相关功能。 由于我们组在大二数、模电课程设计中做过交通灯相关课题，因此本次课程设计在组织好团队后，经讨论我们一致决定选择道路交通信号灯控制系统作为本组课程设计内容。 2、设计要求 （1）设计目的 随着单片机应用的日益广泛，在校学生加强对单片机动手实践能力的培养，已经是非常重要的一项锻炼。课程设计就是为加强实践机会、培养学生动手能力的一个重要环节，将理论知识与实际联系起来的一个关键机会。 （2）设计任务 ①设计四组十字路口的红、绿、兰三色交通灯，并模拟交通灯的现场情形，控制交通灯的亮灭。 ②设计四组 LED 显示器，分别倒计时显示十字路口每个方向的红灯或绿灯的剩余时间。 ③可适当根据实际需要增加扩展功能。 ④利用 PROTEUS 软件画出电路图，根据以上功能编写软件，并在硬件电路上成功运行或仿真。 二、整体设计原理 1、设计原理 实际交通灯的变化规律实际交通灯分为东南西北四个方向以及左转右转，本次课程设计我们涉及的是简易交通灯，不包含左转右转，只包括东西直行和南北直行，原理较为简单，下图是十字楼口的模拟图。

课程设计交通信号灯汇总

课程设计说明书（2012 /2013 学年第 2 学期） 课程名称： 题目：交通信号灯 专业班级：电气一班 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数：两周 设计成绩： 2013年7 月3 日 1、课程设计目的 (3)

2、课程设计软件部分 (3) 2.1设计内容及要求 (3) 2.1.1课程设计内容 (3) 2.1.2课程设计要求 (4) 2.2系统分析 (4) 2.3系统设计 (4) 3、课程设计硬件部分 (5) 3.1方案设计 (5) 3.2单元电路设计 (5) 3.2.1秒脉冲发生器 (5) 3.2.2计数电路的设计 (6) 3.2.3控制电路的设计 (7) 3.2.4显示电路的设计 (7) 3.2.5数码管显示的设计 (8) 3.2.6设计总原理图 (9) 3.3系统调试 (10) 4、课程设计总结 (10) 5、参考文献 (11) 1、课程设计目的

在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，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。 2、课程设计软件部分 2.1设计内容及要求 2.1.1课程设计内容 A满足顺序工作流程：南北绿灯亮、东西红灯亮，占20S，南北黄灯亮、东西红灯亮，占4S，南北红灯亮、东西绿灯亮，占20S，南北红灯亮、东西黄灯亮，占4S。 B他们的工作方式，有些必须是并行进行的。南北绿，东西红。 南北黄，东西红。南北红，东西绿。南北红，东西黄。 C十字路口要有数字显示，作为事件提示，一边人们直接的把握事件。 D可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀。 E满足两个方向的工作时序：既东西方向亮红灯事件应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。 F倒计时的方法，数字显示当前信号的剩余时间，提醒行人和司机。 G信号灯的时间分别可调，以适应不同路口，不同路段交通流量的需求 2.1.2课程设计要求 A单电源5V供电 B南北、东西干道轮流通行由L E D显示，计时又数码管控制 C实现功能所用的器件的成本低，数量少为最佳

交通信号灯控制器设计方案

课程设计任务书

设计（论文）说明书用纸N O.1 沈阳大学

沈阳大学

沈阳大学

图1 基本工作原理图 2.2设计电路采用的软件介绍 Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。 Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增 沈阳大学

加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 2.3设计电路采用的方案 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。这次任务采用MSC-51系列单片机AT89C51来设计交通灯控制器，从而实现通过P2口设置红、绿灯亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯亮以警示作用。此设计方案实用性强、操作简单、扩展功能强。 2.4 AT89C51及部分端口介绍 如图2为AT89C51 。 图2 AT89C51 沈阳大学

交通信号灯控制系统

交通信号灯控制系统(红绿灯系统) 1、概述 近年来，随着经济发展，营运车辆拥有量的增加使道路市场必须规有序，交通安全管理必须上一新台阶。按照“高起点规划，高标准建设，高效能管理”的思路，坚持把城市化作为城市经济的一大战略来抓，积极建设城区交通基础设施工程，建立交通安全管理网络。严格抓好交通管理，以加强交通队伍建设和行业文明建设。 对****信号控制系统进行升级改造，在*****新建设一套信号控制系统 2、设计依据 ?《道路交通信号控制机》（GB25280-2010） ?《道路交通信号灯》（GB14887-2011） ?《道路交通信号灯设置与安装规》（GB14886-2006） ?《道路交通信号倒计时显示器》（GA/T508-2004） ?《道路交通安全行为图像取证技术规》（GA/T832-2009） ?《交通信号机技术要求与测试方法》（GA/T47-93） ?《道路交通信号机标准》（GA47-2002） ?《道路交通信号灯安装规》（GB14866-94） 3、设计原则 本期工程按“国领先、国际先进”的原则设计方案，提供完整、最新而成熟的产品，并保证各项技术和设备的先进性、实用性和扩展性。提高交通道路口的车辆通行速度，保证道路畅通。因此该系统是建设畅通工程中的重要措施之一。 信号控制系统的设置应充分结合本路段的工程自身特点，在达到适时、适量地提供交通信息，确保行车安全目的的同时，尽可能与道路的整体效果相结合。 1）设计思路 以有效地管理道路交通，达到安全、经济、合理、美观为目的，严格按照国家有关规定设置信号灯等交通设施。

交通拥挤情况主要发生在车流人流相对集中的主要繁华城区路口和路段，根据现有主要交通干道路面宽度划分车道，基本可以满足城区车辆通行的需要。 2）预期实现目标 完善城区交通安全设施布局，规行车和行人秩序，减少交通事故，一定程度上改善城市形象。 4、交通信号控制系统功能 （1）图形与界面 系统界面中文化、图形化、菜单化。命令操作方式灵活多样，并对错误操作发出警告或禁止执行。 能多用户、多窗口显示，显示窗口可缩放、移动。 具有图形编辑工具，可以对图形的区域背景、路口背景等进行用户化编辑。 背景地图可按管理区域和路口进行缩放和漫游显示。 能够实时显示路口设备、路口设备工作状态及信号控制模式等信息。 系统可动态、实时地显示路口信号灯的运行状况，并可对某一路口的信号灯变化进行实时显示；还可以根据需要直接对信号机进行手动操作功能。 能够用图表显示交通流量、占有率等统计分析数据。 （2）用户管理 系统能够支持至少50个用户的使用和管理，对用户的名称、密码和访问角色等相关容进行设置。 能够设立访问角色，能够定义相应的访问权限，每个用户可以对应多个角色。 组管理：每个组可以有多个用户，所有用户不能重名，不同的组可以管理不同的路口设备。 记录用户登录和退出系统的时间及用户使用过的操作命令，显示用户是否在线。 禁止多用户对同一对象同时进行控制操作，并给出提示信息。 （3）日志管理 操作员记录：操作员登录/退出时间、部分重要操作命令记录。 记录保存时间：系统至少保留最近12个月的综合日志记录。

交通信号灯设计报告

单片机应用技术报告 题目：交通灯应用系统 班级：10电子信息 小组：第九组

目录 1.摘要 2.51单片机的功能与简介 3.交通灯方案 4.主程序流程图 5.原理图及说明 6.调试过程及流程图 7.总结 摘要：分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的

城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。 1、51单片机的功能与简介 51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash ROM 技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL 公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种，对初学者来说是比较适合的学习单片机的。 2、交通信号灯方案： （1）、南北直行绿灯亮，东西直行红灯亮，延时。 （2）、南北直行绿灯闪烁几次转黄灯，南北左转（固定绿灯）亮，南北直行红灯亮，东西直行仍然红灯亮，延时。 （3）、南北左转灯闪几次转黄灯，东西直行绿灯亮，南北直行仍然红灯，延时。

（4）、东西直行绿灯闪烁几次转黄灯，东西左转灯亮，东西直行红灯亮，南北直行仍然红灯，延时。 （5）、循环至1，继续。（这里左转时绿灯亮，不转时灭） （6）、倒计时部分。（南北、东西方向时间独立） 3、引脚分配及元件清单 5、主程序流程图：

交通信号灯工程施工方案

目录 一、项目总体概况 二、施工进度计划和各阶段进度的保证措施 三、施工组织总体设想、方案针对性及施工段划分 四、施工组织机构及其主要职责范围 五、关键施工技术、工艺及工程项目实施的重点、难点和解决方案 六、各分部分项工程的施工方案及质量保证措施 七、雨季施工、已有设施、管道的加固、保护等特殊气候条件下的施工措施 八、质量保证体系 九、安全保证体系 十、交通保畅措施及预案 十一、安全文明施工及环境保护措施 十二、其它应说明的事项 附表1：项目管理人员配备、素质及管理经验 附表2：项目管理机构及劳动力投入计划 附表3：机械设备投入计划 附表4：施工现场总平面布置图 附表5：本工程主要的材料试验、测量、质检仪器投入计划 附表6：施工工艺框图 附表7：施工进度计划表

一、项目总体概况

二、施工进度计划和各阶段进度的保证措施

三、施工组织总体设想、方案针对性及施工段划分 1、参加交通信号灯施工的施工的人员、设备分批进驻施工现场。首批人员和设备在合同协议书签署后，根据合同要求于开工前几天进驻工地，主要从事项目经理部的组建和前期准备工作。 2、前期的准备工作，其主要内容包括：技术准备和施工现场准备两大方面。技术方面有：熟悉、核对设计文件、图纸及有关资料，补充现场调查，编制实施性施工组织设计和施工预算，组织队伍及机具进场。施工现场准备内容有： （1）平整场地，做好施工放样。 （2）修筑便道、便桥等临时工程，修建临时房屋，预制厂、工地仓库等现场设施。 （3）布置料场，安排供水、供电设备等。 （4）组织材料、物资采购，加工运输、供应与储备。 （5）建立工地试验室，进行各种建筑材料的试验。 （6）施工机构设置并组织进场职工思想和安全技术教育。 3、第二批人员和设备将在正式开工之日进驻工地，并做好各项目开工准备工作。 4、工程的施工机械目前主要分布在盐都区，绝大部分机械可以直接开至施工现场。