ppt-毕业设计冯廷松

1、下沙6号大街高峰期智能信号灯控制系统设计 电子通信系 专业：电子信息工程答辩人：冯廷松 导师：查丽斌主目录12345课题背景及内容现场数据采集方案设计系统设计模块功能分析课题背景及内容课题背景及内容第一部分课题背景研究意义研究方向设计要求研究思路 21世纪，杭州市乃至全国的机动车数量量呈高速增长趋势。随着交通流量的大幅增长，我市下沙区域的交通频繁拥堵，不能满足市民的出行需求。早晚高峰时段，下沙区域的6号大街主干道交通流量已经处于饱和或超饱和状态。所以，单点交叉口信号控制已经不足以解决实际问题。我们要根据干道的具体情况调整信号控制策略，设计尽可能宽的绿波带，使其方向行驶的车辆延误最小，进而缓解主

2、干道的交通拥堵。 交通大背景课题背景随着经济的发展，社会的进步，越来越多的人选择了汽车乃至私家车作为自己出行的主要交通工具，尤其是在北京、上海能发达城市的汽车保有量正逐年提高，随之而来的是给我们的城市交通带来了巨大的压力。全国现状地区现状杭州下沙六号大街在早晚高峰期一直是塞车“黑点”，西起3号大街、东至之江东路，全长约5公里，因位于大学城内，车流量非常大。课题背景Related research研究方向一：研究方向一：仅对下沙6号大街某一特别重要路段进行绿波控制研究方向研究方向我最终选择第二种局部绿波交通的实现及其效果。由于只考虑一个方向的协调控制，绿波带相对更宽，对实际情况的适应能力更强，因

3、而实施起来相对更容易。研究思路研究方向二：研究方向二：在双向道路上对某一主流方向进行绿波控制，而另一方向仍采用普通控制方式。优化交通方便出行节约时间养成良好交通习惯便于交通管理优化交通配置缓解交通压力减少停车次数减少尾气排放减少交通事故避免堵车减少时间延误减轻路面压力缓解高峰研究意义RESEARCH REVIEW要绿波的车流放在第一相位。要求基准时间、周期、相位要一致。1234设计要求时段方案要确立一套为绿波带专用，要设置为一致，所采用的配时方案也要一致。根据路段长度及平均车速，确定绝对相位差要把控制模式设定为线控或无电缆协调控制指定的线路上，规定的路段车速，要求信号控制机根据路段距离，把该车

4、流所经过的各路口绿灯起始时间，做相应的调整，以确保该车流到达每个路口时，正好遇到“绿灯”。现场数据采集第二部分设计路段简介路口的相位图绿波带带宽与带速PRESENT SITUATION设计路段简介本设计选取下沙6号大街为研究路段。西起1号大街、东至之江东路，全长约5.3公里的路，横穿8个信号灯.路口选取路口相位图相位差（时差）：各信号的绿灯或红灯的起点或中点相对于某一个标准信号绿灯或红灯的起始或中点的时间差。sovO：相位差S：路口间距V：车辆行驶速度绿波带带宽与带速所绘斜线所标定的时间范围称作是通过带，它的宽度就是通过带宽，简称带宽。它确定路段上交通流所能利用的通车时间，单位为秒(s)或周期

5、时长的百分数(%)。 斜线的斜率就是驾驶人沿路段连续通行的车速，即为通过带速度，简称带速。结论：由通过带可以计算得出带速约为40kms，带宽约为24s,即为周期时长的24%。 时间一距离图图解法确定信号时差方案设计第三部分单片机交通灯控制系统通行方案设计系统十字路口的相位的设计方案设计点设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如图所示：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状1，周而复始，即如图（图2-1）所示：直至状态6然后循环至状态1，通过具体的路口交通灯状态

6、的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下：第一相位东西直行第二相位东西左拐第三相位南北直行第四相位南北左拐本系统十字路口的相位及步伐设置为四相位：第一相位为东西向直行，禁止左转及南北直行；第二相位为东西左转，禁止直行及南北左转；第三相位是南北直行，禁止左转及东西直行；第四相位是南北左转，禁止直行及东西左转。而在这四个相位运行中，右转是不被禁止的，可以随时通过的。 相位设计系统设计第四部分总体设计硬件设计总体设计本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，和按键设置模块等产生输入，信号灯状态模块，LED倒计时模块和接受输出。系统的总体框图如上所示。硬件设计DBTITLE单片机选型：AT89S51

7、芯片：74LS273介绍多位数码管：LED时钟电路设计复位电路设计。 74LS273是8位数据/地址锁存器，如图2-2所示，它是一种带清除功能的8D触发器，下面介绍一下它的管脚图功能资料。 1脚是复位CLR,低电平有效,当1脚是低电平时,输出脚2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部输出0,即全部复位。ED显示器由七段发光二极管组成，排列成8字形状，因此也称为七段LED显示器。为了显示数字或符号，要为LED显示器提供代码，即字形代码。硬件设计CS-51单片机芯片内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，脚XTAL1XTAL2分

8、别是此放大器的输入端和输出端。当使用内部振荡电路，XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体和微调电容，如图所示，图中C2、C3大小一般为30pF。还加了复位/备用电源引脚的接线方法。AT89C51的复位是由外部的复位电路实现的。复位电路通常采用上电复位和按钮复位两种方式。在此次设计中，我使用了上电复位方式。上电复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。硬件设计模块功能分析第五部分时间显示模块最小系统模块控制按钮模块信号灯模块 。当接通4.5v电源后，按下电源开关，南北方向数码管显示“25”。数码管开始倒计时，到5秒的时候，黄灯跟蜂鸣器鸣响5下，将切换红绿黄灯。按键1运行、按键2黄灯常亮（深夜模式

9、）、按键3 红灯常亮（紧急模式）、按键4复位、按键5东西通行、按键6南北通行、按键7时间加、按键8时间减、按键9停止。模块功能分析 。1234K4qiehuan1234K5add1234K6dec1234K2dx1234K3nb1234K1stop1234K7ok本系统要求的按键控制不多，且I0口足够，可直接采用独立式。按键可以设置系统的运行状态，禁行状态为数码管均显示“00”，红灯全亮；复位按键可以将整个系统复位；东西通行是东西方向的绿灯亮，南北方向上的红灯亮；南北通行为南北方向上的绿灯亮，东西方向上的红灯亮；时间加减可以设置通行和等待通行的时间；切换按键可以切换加减的方向时间。通过安检模块

10、的控制，使得整个系统具有灵活性，实用性。控制按钮模块时间显示模块显示模块分别是码管显示和LED显示，数码管倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯颜色发生改变的时间、在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。驾驶员和行人普遍都愿意选择有倒计时显示的信号控制方式，并且认为有倒计时显示的路口更安全。倒计时显示是用来减少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做出复杂判断的一种方法，它可以提醒驾驶员灯色发生改变的时间，帮助驾驶员在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择 。通过两种显示结合，是本设计更合理可靠。单片机芯片内还有一项主要内容就是并行I/O口。STC89C51共有4个8位的并行I/O口，分别记作P0、P1、

11、P2、P3。每个口都包含一个锁存器、一个输出驱动器和输入缓冲器。STC89C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。在单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振），就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。最小系统模块对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可

12、来控制6个信号灯。通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。通过延时时间送显，可以在原有的交通信号灯系统的基础上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。信号灯模块AT89S51系列单片机主要引脚实物图硬件电路1王为青，邱文勋. 51单片机开发案例精选J.人民邮电出版社，2001，(5)：45-47.2张鑫，华臻，陈书谦. 单片机原理及应用J.电子工业出版社，2008(5).3张鑫，华臻，陈书谦. 单片机原理及应用J.电子工业出版社，2008(5).4蒋辉平，周国雄. 基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例M.机械工业出版社，2009.5张毅坤. 单片微型计算机原理及应用，M西安电子科技大学出版社 1998 6余锡存 曹国华.单片机原理及接口技术M.陕西:西安电子科技大学出版社,2000.7123456参考文献参考文献THANKS!