基于LabVIEW的交通灯设计

1、 PAGE PAGE 1虚拟仪器课程设计-基于 LabVIEW 的交通灯设计专业： 姓名： 学号：一、课题研究背景和意义近年来，在快速城市化进程和经济发展的影响下,机动车辆已成为普遍的代步工具,交通负荷越来越重，交通问题成为困扰许多大城市发展的通病，已成为日趋严峻的国际性问题。其中，十字路口则是造成交通堵塞的主要”瓶颈”.交通信号灯成为了维护交通秩序的必备工具。交通信号灯的使用有效减小了交通拥堵维护交通顺畅。规则，增强了加强交通安全的意识，其次运用已学知识设计信号灯便于更好的掌labview 软件的使用,培养综合应用所学知识来指导实践的能力。二、程序设计思路通过采用基于虚拟仪器的交通灯系统设计

2、，自动控制十字路口四组红、黄、绿交通灯和四组人行道暗、绿状态的转变，指挥着行人和车辆的安全运行，实现十字路口的自动指挥和改善交通管理。绿灯亮时，允许车辆和行人通行。红灯亮时，禁止车辆和行人通行，为交通安全提供保障。同时会有时间的显示。程序采用条件结构，做五个分支，分别对应五种运行模式：正常运行:在正常运行模式中，再用时钟信号做选择条件做四个分支，实现交通信号的循环变换，控制逻辑顺序如下：（1)南北红和东西绿（30 秒)；(2)南北红和东西黄(05 秒）; PAGE PAGE 2(3）南北绿和东西红（30 秒);（4）南北绿和东西黄（05 秒；东西禁行：东西方向亮红灯禁止通行,南北方向亮绿灯允许

3、通行。南北禁行:东西方向亮绿灯允许通行,南北方向亮红灯禁止通行。两向禁行：东西南北方向全亮红灯禁止通行。检修：把信号灯全部熄灭。在各运行模式中，每个条件结构里的程序基本相同：用需要点亮的灯与布尔真常量连接，不需要点亮的与布尔假常量连接，而两方向灯的时间显示器则用一定的值减去输入的时间量，以实现倒计时的功能。2。1 前面板的设计20 盏灯、4 个时间显示器、1 个菜单下拉列表、1 个停止按键即可.12 4 12 盏，在控件选板中选择指示灯，将它放在前面板合适的位置，单击鼠标右键，更改指示灯的属性,每组都包含红黄绿三种颜色的灯，再用框将每组灯框起来，做成一个交通灯。在每组交通灯合适的位置放置一个数

4、值显示控件作为交通灯的计时器，同样的方法8 盏绿灯灯.并在前面板合适的位置放置一个控制窗口，用于选择交通灯的运行模式及控制其开始与停止，然后设置窗口大小。这样交通灯系统的前1 所示.图 1 交通灯前面板示意图2。2 单位时间信号的产生,10 毫秒记反馈节点加,100,为单位的时间信号。图 2 单位时间信号时间信号的分段将所得的时间信号除以每个循环所用的时间 70s，取其余数，得到的余数 x的范围为 0=x70.当运行模式选择为正常运行时，执行条件结构里为序号 0 的程序。=x30 ,执行程序框图中第一个条件结构里面的程序，东30=x35 时，条件成立,执行框图中第二个条件结构里的程序，东西35

5、=x65 70 黄灯。时间分段的程序框图如下图所示。图 3 条件为真的各时间分段程序这里用到了判定范围并强制转换控件，应用这个控件可以判定输入的数是否在上限和下限之间。它的图标和作用如下图 4 “？接口会有一个信号，该信号恰可以输入到条件结构中作为该分支选择器信 号。程序中所用的结构2.4。1 循环结构图 4 规定范围并强制转换控件LabVIEW while for 循环实现。这两种循环结构、.for while 退出循环的条件。本次课程设计中不能预先确定循环的次数,while 循环.while LabVIEW 最基本的结构之一，和C 语言中的while dowhile 类似。While 循环

6、可以从程序框图中的【结构】子选板中创建，while 循环包括两个端口：1、条件端口 2、重复端口，如下图 5 所示。本次课程设计中用停止按钮连接条件端口，当按下按钮时循环停止。重复端口条件端口重复端口i 为当前循环的次数图5whlie 循环结 收到的布尔值并判断是否继续执行 PAGE PAGE 42。4。2 条件结构条件结构也是 LabVIEW 最基本的结构之一，类似于基于文本编程语言的switch ifthenelse 语句.6 所示。图 6 条件结构switch 于“表达式n候其端口会判断送来的控制条件，指引选择结构去执行相应框架里的内容。在本程序中的控制条件为运行模式序号及从规定范围并强

7、制转换的“范围内？”端口输出的判断值。用分支的个数。,类型一样,颜色也会变为红色.的程序基本相同。用需要点亮的灯与布尔真常量连接，不需要点亮的与布尔假常量连接，而两方向灯的时间显示器则用一定的值减去输入的时间量，以实现倒计时的功能，各结构里的程序略有不同。 PAGE PAGE 6三、各种运行模式的程序正常运行模式的程序程序用时钟信号做选择条件做四个分支，从左到右依次执行四个条件结构 ,实现交通信号的循环变换,正常运行模式的程序如下： 各段时间信号程序：第一阶段:0 30s 1 条件满足,东西绿灯点亮,人行道南北方方绿灯亮.东西灯时间显示为离绿灯熄灭的时间（从30s 1s，北灯时间显示为离红灯熄

8、灭的时间35s 6s。程序框图如图所示第二阶段:30 35 间,2 ,十字路口南北红灯和东西黄,人行道南北方绿灯亮。东灯时间显示为离黄灯熄灭的时间（从5s 北灯时间继续显示为离红灯熄灭的时间（5s 1s）.程序框图如右所示第三阶段：余数在 3565s 时，条件结构 4 的条件满足，十字路口南北绿灯和东西红灯点亮，人行道东西方绿灯亮.东西灯时间显示为离红灯熄灭的时间（35s 6s，南北灯时间显示为离绿灯熄灭的时间（从30s 1s)如右所示65 70s 4 条件满足,东西红灯点亮,人行道东西方绿灯亮。东灯时间显示为离红灯熄灭的时间（从 1s)北灯时间显示为离黄灯熄灭的时间（5s 1s。程序框图如右所示东西禁行模式的程序量连接，其余灯的与布尔假常量连接,而两方向灯的时间显示器则输入零值。东西禁行模式的程序：南北禁行模式的程序用东西绿灯及南北红灯与布尔真常量连接,人行道东西方向绿灯与布尔真常量连接，其余灯的与布尔假常量连接，而两方向灯的时间显示器则输入零值南北禁行模式的程序：两向禁行模式的程序量连接，其余灯的与布尔假常量连接，而两方向灯的时间显示器则输入零值。两向禁行模式