基于PLC的十字路口交通灯控制系统设计开题报告(完整资料)

基于PLC的十字路口交通灯控制系统设计开题报告(完整资料）(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）

基于PLC的十字路口交通灯控制系统设计开题报告(完整资料）(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）毕业设计/论文开题报告课题名称基于PLC的十字路口交通灯控制系统设计类别毕业设计专业班电气0903 姓名熊小鹏评分指导教师刘晶华中科技大学武昌分校华中科技大学武昌分校学毕业设计开题报告学生姓名熊小鹏学号２00928２2104专业班级电气０9０3班系别机电与自动化学院指导教师刘晶职称课题名称基于PLC控制的交通灯1课题设计的目的和意义本课题来源于生产实践，与其研究的内容以及变电站的研究水平不仅与我们的生活息息相关，还对我们的生活和生产起着至关重要的影响。随着社会经济的发展,城市交通问题引起越来越多的人的关注，交通问题成为制约我我国经济发展的一个大问题,因为我国人口较多。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？考的就是交通信号灯的自动控制系统。目前交通信号灯的控制方式有很多。可以用标准逻辑器件，可编程序逻辑控制器PLC，单片机等方案来实现.其中用标准逻辑器件来实现电路在很大程度上要受到逻辑器件如门电路等影响，调试工作极为不易，而单片机编程复杂不容易掌握，因此，我们选择了用可编程的控制器ＰLＣ来实现系统功能的设计，设计此次的题目。根据交通灯工艺控制要求和特点，这里选择采用日本三菱公司ＦX2n系列PＬC来进行设计,因为三菱PＬC有小型化，高速度，高性能等特点,三菱PＬC指令较丰富，可以接各种输入，输出扩充设备,有丰富的特殊扩展设备,其中模拟输入设备是系统所必须的，能够方便地联网通信.本系统采用PLC基于下列原因:(１)ＰLＣ具有很高的可靠性，抗干扰能力强;（2）系统设计周期短，便于维护,改造难度小，功能完善，实用性强；基于上述原因，本系统设计的交通控制灯在操作,维护，以及改造等方面都将优于单片机和标准逻辑器件设计的控制系统。2。课题内容及具体要求2.1PLC控制的交通灯的作用交通灯作为目前生活中交通秩序控制的器件，对于控制交通秩序起到的作用已经没有任何东西可以替代。2.２PＬC控制的交通灯实现的功能（1）南、北绿灯和东、西绿灯不能同时亮，如果同时亮则应关闭信号灯系统,并立刻报警。（2）南、北直通道与左转红灯亮，维持６3s。在南、北红灯亮的同时,东．西左转灯也亮,并维持35s，然后变为左转绿灯亮23s，东、西绿灯闪亮，闪亮3s，之后左转黄灯亮2S.然后直通红灯亮２9s.(3）东、西直通道和左转道红灯亮，维持5４s，南、北左转红灯亮，维持３0s，然后变成左转绿灯亮19ｓ，闪亮3ｓ之后左转黄灯亮２s;南北向直通绿灯亮24s，闪亮3ｓ，之后直通黄灯亮2s,然后直通红灯亮25s.(４）信号灯按以上方式周而复始的工作：同时南北向，东西向数码管显示率等最后3s，黄灯2ｓ，红灯最后３s，起着提醒作用。２。3PLC的交通灯控制系统流程图2.4ＰＬC控制的交通灯I／Ｏ引脚分配及接口电路输入／输出点分配表信号灯及南北向时间显示输入／输出接线图ＳB1：车辆正常时的信号输入ＳB2：无信号输入SB3：东西方向车辆普通拥挤的信号输入SB4：东西方向车辆特别拥挤的信号输入SB5：南北方向车辆普通拥挤的喜好输入SB6:南北方向车辆特别拥挤的信号输入ＳB7：紧急情况时的信号输入SB7：紧急情况排除时的信号输入３实施计划(１）1－4周选定毕业设计题目，查阅资料,翻译外文资料。（2）4-5周撰写开题报告，开题报告答辩。(３)5-１0周进行毕业设计的理论研究、方案设计、软硬件设计、工艺设计、实验测试等。(4）１1周中期检查(5）１1－13周撰写毕业设计论文并完成初槁（6）1４-15周指导教师检查、批改论文；学生修改论文，定稿.(7）15周毕业设计答辩资格审查。(8)１6周毕业设计答辩。4主要参考文献[1］马小军,束长宝，王阿根，可编程控制器及其应用。南京:东南大学出版社.200７[2］连建华．可编程控制器实验指导书.武汉：华中科技大学武昌分校机电学院.2011［3]郁汉祺，盛党红,邓东华.电气控制与可编程控制器应用技术。南京:东南大学出版社.2０03［4］陈立定,吴玉香，苏开才．电气控制与可编程控制器。广州：华南理工大学出版社。２0０1［５］三菱公司编.FＸ１s、FＸ1n、FX2ｎ、FX2nC编程手册．２０01指导教师意见指导教师签字：年月日答辩小组意见:组长签字:年月日教研室审查意见：负责人签字：年月日系审查意见：系主任签字:(系公章）年月日基于PLC和MＣGS的交通灯系统设计【摘要】当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段.社会的发展,人们的消费水平不断的提高，私人车辆不断的增加。人多、车多道路少的道路交通状况已经很明显了。所以采用有效的方法控制交通灯是势在必行的。PLＣ的智能控制原则是控制系统的核心，采用PＬC把东西方向或南北方向的车辆按数量规模进行分档,相应给定的东西方向与南北方向的绿灯时长也按一定的规律分档。这样就可以实现按车流量规模给定绿灯时长,达到最大限度的有车放行，减少十字路口的车辆滞流，缓解交通拥挤、实现最优控制，从而提高了交通控制系统的效率．PＬＣ结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中.由于PLＣ具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此现在越来越多地将PＬC应用于交通灯系统中。PLC还具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成同一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。在实时检测和自动控制的PLＣ应用系统中，ＰLC往往是作为一个核心部件来使用。关键字：PLC、交通灯、控制系统、组态设计Abstract:Ｔｏday,tｒaffｉclightsinstalledｏnｔhｅｃrｏssingatall，ｔｏｅaｓｅｔhetrａｆficｏfｖehicleshasbecomethｅmosｔcoｍmｏnａnｄmostefｆeｃtivemeanｓ。Ｓoｃialｄｅveｌopｍｅｎｔ,pｅopｌe'ｓcｏｎsumｐtioｎｌｅｖelscontinｕｅｔoincrｅase,pｒｉvateveｈiclesiｓincreasing。Oｆpeoｐlｅ，caｒsandmoreroａdshaveｌesstrafｆｉcstaｔｕｓiｓobvious。Ｔｈerｅｆorｅ,tｈｅadoptionofefｆectivemethodｓtocoｎtrｏltrafficｌｉghtｓisimpｅｒａｔｉｖe.PLＣintelｌigentcontrolpｒiｎcｉpｌeｉｓｔhecｏrｅofthecontroｌｓyｓtｅｍusiｎgPLCｎortｈ—southdｉrectiontｏeaｓt-wｅｓtdirectｉonorscalｅｏｆtheｖehiｃｌeｂytheｎumberｏfsub-fｉｌｅ，theapｐｒｏｐrｉateｔｈinggivenｔhegｒeenlightnｏrｔh-souｔhｄiｒectｉonandlengtｈofｔｉmeiｓalｓｏsub—ｆｉleaｃcｏrｄiｎｇtoｃeｒtaiｎrules。Tｈisｓcａlecaｎbeachievedgｉvｅnthegreeｎligｈtａttｒaｆfiｃｄuratｉｏn,toａchieveｍaｘiｍumreｌeａsｅacａｒtorｅdｕcｅｔhestaｇnａtiｏｎoｆｖehｉclescroｓsｉｎｇｔoｅaｓｅｔrafｆicｃonｇeｓtion，tｏachｉeveopｔimalcoｎｔroｌ,thusimprｏvｉngtｈeｅfficiｅｎcyofｔｒafｆicconｔrolsｙstem.PLCstrucｔuｒeissimplｅ，easyｐroｇｒａmmｉng,ｈigｈｒｅliability，haｓｂeｅｎwｉdelyｕseｄｆorｉnｄｕcessanｄｌｏcaｔionｏfthｅａｕtｏｍaticcｏntｒol。ＴheusｅｏfthePＬCｈasthecｈarａcteristiｃsofenvironmenｔａlａdａptabｉｌity,whiｌeitsinｔernaｌｔimerｒesｏuｒceｓａreｖeｒyriｃh，thｅcｕｒｒｅnｔwｉdesｐreaduseｏfthe"pｒogreｓｓiｖｅ"sigｎalfｏrｐｒecisecontｒol，paｒtｉcuｌarlｙcｏnｔroloｆmultｉ-forｋcanbeeasilyａｃhieved。Ｔherefore，thePＬCｉsnowｉｎcreasinglｙusedｉnｔraffｉｃlighｔｓsysｔem．ＰLCaｌsohａｓａcommｕｎicationsneｔworkｉngcａpａbilｉｔieｓ，tｈｅsaｍｅsigｎalonthｅｒoadｔｏformaｕnｉｆiｅdLANmanaｇeｍent,andcanshorｔenthewaｉtingｔｉmefoｒvehicletｒaffｉc,ｔoachieｖeｓｃiｅntifiｃmaｎagｅment．Iｎreal—ｔimｅdeteｃtｉｏnandapplicatiｏnofａuｔomａticｃonｔrolsyｓtemsPLC，PLCiｓoftenｕsedａｓaｃponenｔ.Keywｏrdｓ：trａｆficlighｔｓ,controlsystｅms，confiｇuｒaｔiondeｓign可编程控制系统介绍1.1PＬC简介随着微处理器，计算机的和数字通讯技术的飞速发展，计算机控制技术已经渗透到所有工业领域。当前用于工业控制的计算机可分为:可编程控制器,基于ＰC总线的工业控制计算机，基与单片机的测控装置，用于模拟量闭环控制的可编程调节器,集散控制系统(DCS）和现场总线控制系统（FCＳ)等。可编程控制器是应用广泛，功能强大,使用方便的通用工业控制装置,已成为当代工业自动化的重要支柱．近几年，在国内已得到迅速推广普及.可编程控制器是６0年代末在美国首先出现的,当时叫可编程逻辑控制器，目的是用来取代继电器,以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象,将控制内容写入控制器的用户程序内,控制器和被控对象连接也很方便。可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备,改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的要求专门设计控制器，适合批量生产.由于这些特点,可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。可编程序控制器，英文称ProgｒammａblｅCｏntroｌler,简称PC。但由于PC容易和个人计算机（PersonalComputeｒ）混淆，故人们仍习惯地用PLＣ作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时／计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLＣ是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用了微处理器的优点,又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLＣ的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知识,而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLＣ后,只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将PＬC应用于生产实践.PLC的类型繁多,功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异,通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PＬC的硬件系统结构如下图所示：１—１ＰLC的硬件系统结构1。1。1主机主机部分包括中央处理器(ＣPU）、系统程序存储器（RＯM）和用户程序及数据存储器。CPU是PＬC的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、做出逻辑判断和进行数据处理,即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端,并响应外部设备(如电脑、打印机等)的请求以及进行各种内部判断等。PLＣ的内部存储器有两类,一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定,用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器,主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。1．1．２输入／输出(Ｉ/O)接口Ｉ/Ｏ接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。Ｉ/O接口一般采用光电耦合电路,以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。I／Ｏ点数即输入/输出端子数是PLＣ的一项主要技术指标,通常小型机有几十个点，中型机有几百个点,大型机将超过千点。1．1.3输入/输出扩展接口I/Ｏ扩展接口用于将扩充外部输入／输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机)连接在一起。1。1.４外部设备接口此接口可将打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联,以完成相应的操作。实验装置提供的主机型号是西门子S7—200系列的CPU224(AC/DC/RELAY）。输入点数为14,输出点数为10。1。1.5编程编程是PLC利用外部设备,用户可用以输入、检查、修改、调试程序或监示ＰLＣ的工作情况。通过专用的PC／PPＩ电缆线将PLＣ与电脑联接，并利用专用的编程软件进行电脑编程和监控。1。1.6电源图中电源是指为ＣＰU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源。1．2PLＣ的工作原理PLC的ＣPU采用顺序逻辑扫描用户程序的方式进行工作,即在PLC运行时，ＣPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序,按指令步序号(或地址号）作周期性循环扫描,如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束.然后重新返回第一条指令,开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中,还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。ＰLC的CＰU扫描一个周期必经输入采样、执行用户程序、处理通讯请求、CPU自诊断和输出刷新三个阶段。输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段.执行用户程序阶段:按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令,经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中,输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。处理通讯请求阶段：ＣPU处理从通讯接口和智能模块接收到的信息，如由编程器送来的程序、命令和各种数据，并把要现实的状态、数据、出错信息等发送给编辑器进行显示。如果有计算机等通讯请求，也在这段时间完成数据和发送任务。CPU自诊断:自诊断测试包括定期检查CPU模块的操作和扩展模块的状态是否正常，将监控定时器复位.输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式(继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。1.3PLＣ的程序编制1。3.1软件编制PLC是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时要使用到各种编程元件，它们可提供无数个动合点和动断触点。编程元件是指输入映像寄存器、输出映像寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功能存储器等。PＬC内部这些存储器的作用和继电器接触器控制系统中使用的继电器十分相似,也有“线圈”与“触点”,但它们不是“硬”继电器，而是PLC存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“1”时，则表示相应继电器线圈得电,其动合触点闭合,动断触点断开.所以，内部的这些继电器称之为“软”继电器。S7—２０0CＰU224、CＰU2２6部分编程元件的编号范围与功能说明如下表所示原件名称代表字母编号范围功能说明输入寄存器II0．０～Ｉ1。5共14点接受外部输入设备的信号输出寄存器QＱ０.0～Q１．1共10点输出程序执行结果并驱动外部设备位存储器MM0。0～M31。7在程序内部使用，不能提供外部输出定时器T(Ｔ0~T2５5）T0，T64保持型通电延时１ｍsＴ1~T４，T65～T６8保持型通电延时10msT５～T3１,T6９～T９5保持型通电延时1０0msT３２,T96ON/OFＦ延时，１msT33~T36,T97~Ｔ100ＯN/OFF延时，10msＴ37～T6３,T10１～Ｔ2５５ＯN／OFF延时，100ms计数器CC0～C25５加法计数器，触点在程序内部使用高速计数器HＣHC0～HＣ5用来累计比CPU扫描速率更快的事件顺序控制\继电器SＳ0。0~Ｓ３1.7提供控制程序的逻辑分段变量存储器ＶVＢ0.0～VB5119．7数据处理用的数值存储元件局部存储器LＬＢ0．0～LB63。7使用临时的寄存器,作为暂时存储器特殊存储器SMＳＭ0。0~SM549。７CPＵ与用户之间交换信息特殊存储器SM（只读）SM0.0~SＭ29.7接受外部信号累加寄存器ACＡC０～AC3用来存放计算的中间值1-21。3．２编程语言所谓程序编制,就是用户根据控制对象的要求，利用PLC厂家提供的程序编制语言，将一个控制要求描述出来的过程.PLＣ最常用的编程语言是梯形图语言和指令语句表语言，且两者常常联合使用。（１）梯形图（语言）梯形图是一种从继电接触控制电路图演变而来的图形语言.它是借助类似于继电器的动合、动断触点、线圈以及串、并联等术语和符号，根据控制要求联接而成的表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形，直观易懂。梯形图中常用用图形符号分别表示PLC编程元件的动断触电和动合触电,用(）表示它们的线圈。梯形图中编程元件的种类用图形符号及标注的字母或数加以区别。触点和线圈等组成的独立电路称为网络,用编程软件生成的梯形图和语句表程序中有网络编号，允许以网络为单位给梯形图加注释.梯形图的设计应注意到以下三点：①梯形图按从左到右、自上而下的顺序排列。每一逻辑行（或称梯级)起始于左母线，然后是触点的串、并联接，最后是线圈。与能流的方向一致。②梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流”,从左流向右,其两端没有电源。这个“概念电流"只是用来形象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。③输入寄存器用于接收外部输入信号，而不能由ＰLC内部其它继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入寄存器的触点,而不出现其线圈。输出寄存器则输出程序执行结果给外部输出设备，当梯形图中的输出寄存器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出寄存器的触点也可供内部编程使用。（２)指令语句表指令语句表是一种用指令助记符来编制ＰＬC程序的语言，它类似于计算机的汇编语言,但比汇编语言易懂易学,若干条指令组成的程序就是指令语句表.一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组成。MCGS系统介绍２.1MCGS的定义MCＧS(MｏnitｏｒanｄControlGeｎerateｄSysｔｅm,通用监控系统）是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft的各种32位Wｉｎdowｓ平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在工业控制领域有着广泛的应用。MCGS组态软件功能强大,操作简单，易学易用，普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。同时使用MCGS组态软件能够避开复杂的计算机软、硬件问题，集中精力去解决工程问题本身，根据工程作业的需要和特点,组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统.2．2ＭＣGS的构成ＭCGS系统包括组态环境和运行环境两个部分。用户的所有组态配置过程都在组态环境中进行,它相当于一套完整的工具软件,帮助用户设计和构造自己的应用系统。用户组态生成的结果是一个数据库文件,称为组态结果数据库.运行环境是一个独立的运行系统，它按照组态结果数据库中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。运行环境本身没有任何意义，必须与组态结果数据库一起作为一个整体，才能构成用户应用系统。一旦组态工作完成，运行环境和组态结果数据库就可以离开组态环境而独立运行在监控计算机上。2-1系统组态环境、系统运行环境和实时数据库三者的关系ＭＣGS由“MCＧS组态环境”和“ＭCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关.如图２—2所示：MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境,由可执行程序McgsＳｅｔ。ｅxe支持,其存放于MCＧS目录的Program子目录中。用户在MCＧS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为．mcg的工程文件,又称为组态结果数据库,其与MCGS运行环境一起,构成了用户应用系统，统称为“工程”.ＭＣＧS运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序McgｓRuｎ．ｅｘe支持，其存放于ＭCＧＳ目录的Prｏｇraｍ子目录中。在运行环境中完成对工程的控制工作。2-2组态环境和运行环境关系图２。3MCGS组态软件的功能和特点与国内外同类产品相比,MCＧS６．2组态软件具有以下特点：全中文、可视化、面向窗口的组态开发界面，符合中国人的使用习惯和要求，真正的32位程序,可运行于MicroｓｏfｔWindｏｗs9５/9８/Me/NＴ/2000等多种操作系统。庞大的标准图形库、完备的绘图工具以及丰富的多媒体支持,使您能够快速地开发出集图像、声音、动画等于一体的漂亮、生动的工程画面。全新的AｃtiveX动画构件，包括存盘数据处理、条件曲线、计划曲线、相对曲线、通用棒图等，使您能够更方便、更灵活地处理、显示生产数据。支持目前绝大多数硬件设备，同时可以方便地定制各种设备驱动；此外,独特的组态环境调试功能与灵活的设备操作命令相结合，使硬件设备与软件系统间的配合天衣无缝。简单易学的类Basic脚本语言与丰富的MCGS策略构件,使您能够轻而易举地开发出复杂的流程控制系统.强大的数据处理功能，能够对工业现场产生的数据以各种方式进行统计处理，使您能够在第一时间获得有关现场情况的第一手数据。方便的报警设置、丰富的报警类型、报警存贮与应答、实时打印报警报表以及灵活的报警处理函数，使您能够方便、及时、准确地捕捉到任何报警信息。完善的安全机制，允许用户自由设定菜单、按钮及退出系统的操作权限。此外,MCGS6.2还提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能,以保护组态开发者的成果.强大的网络功能,支持ＴＣＰ/IＰ、Modem、4８5/4２２/232，以及各种无线网络和无线电台等多种网络体系结构.良好的可扩充性，可通过OPC、DDＥ、OＤBC、AｃtｉveX等机制,方便地扩展MＣＧS6．2组态软件的功能，并与其他组态软件、MIＳ系统或自行开发的软件进行连接.提供了WWW浏览功能，能够方便地实现生产现场控制与企业管理的集成。在整个企业范围内，只使用ＩＥ浏览器就可以在任意一台计算机上方便地浏览与生产现场一致的动画画面，实时和历史的生产信息，包括历史趋势,生产报表等等,并提供完善的用户权限控制。2．４MCＧS组态软件的工作方式MＣGS如何与设备进行通讯：MＣGＳ通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令.MCＧS如何产生动画效果：MCGＳ为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性,如:一个长方形的动画属性有可见度,大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。MCGＳ如何实施远程多机监控:MCGS提供了一套完善的网络机制，可通过TCP/IP网、Moｄem网和串口网将多台计算机连接在一起，构成分布式网络监控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递。同时，可利用ＭCＧＳ提供的网络功能，在工作站上直接对服务器中的数据库进行读写操作。分布式网络监控系统的每一台计算机都要安装一套ＭCＧS工控组态软件。ＭCＧＳ把各种网络形式,以父设备构件和子设备构件的形式,供用户调用，并进行工作状态、端口号、工作站地址等属性参数的设置。如何对工程运行流程实施有效控制：ＭＣGＳ开辟了专用的“运行策略"窗口,建立用户运行策略.MCＧS提供了丰富的功能构件，供用户选用，通过构件配置和属性设置两项组态操作，生成各种功能模块（称为“用户策略”)，使系统能够按照设定的顺序和条件，操作实时数据库，实现对动画窗口的任意切换，控制系统的运行流程和设备的工作状态。所有的操作均采用面向对象的直观方式，避免了烦琐的编程工作。硬件设计3.1设计目的和意义在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通,并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。但是随着社会、经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。传统的十字路口交通控制灯，通常的做法是：事先经过车辆流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而,实际上车辆流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过.这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。目前,大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的,采用固定时间的控制方法，经常造成道路有效利用时间的浪费,出现空等现象，影响了道路的畅通。为此,采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器，能较好地解决这个问题。可编程控制器交通灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制;充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点,采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。另外随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用，城市空中各种电磁干扰日益严重，为保证交通控制的可靠、稳定,选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PＬC是必要的。３．2十字路口交通灯系统控制的任务及要求信号灯控制系统开始工作时需要一个启动按钮控制,停止工作时需要一个停止按钮控制。考虑到特殊情况，需要有强制东西方向通行和禁行控制,有强制南北方向通行和禁行控制。南北绿灯和东西红绿灯不能同时亮。如果同时亮则应关闭信号灯系统,并立即报警.南北红灯亮并维持３0s。在南北红灯亮同时东西绿灯亮，并维持2５s。东西绿灯闪亮，闪亮3s后熄灭。在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮，并维持２s,。到2ｓ时,东西黄灯熄灭，东西红灯亮。同时,南北红灯熄灭，南北绿灯亮。东西红灯亮维持35s.南北绿灯亮维持30s,然后闪亮3s，再熄灭。同时南北黄灯亮，维持2s后熄灭,这是南北红灯亮,东西绿灯亮。周而复始,循环往复.如遇特殊情况，根据需要对东西或南北的红灯或绿灯进行强制控制。３。３交通信号控制系统实况．3．１十字路口交通灯控制系统实验面板图3。4结合十字路口交通灯的路况画出模拟图北北南东西3-1交通指挥灯示意图绿黄红绿黄红红黄绿绿红黄3.５十字路口交通灯模拟控制时序图交通指挥信号灯控制系统工作时,对指挥灯的控制要求按一定时序进行,如下图所示：启动/启动/停止南北红灯东西绿灯东西黄灯东西红灯南北绿灯南北黄灯3-2交通信号灯时序状态示意图3.6控制系统的I/O点及地址分配根据对交通指挥信号灯系统控制要求分析,系统采用自动控制方式，输入有系统开启、停止按钮信号及强制信号；输出有报警信号及东西方向、南北方向各两组指示信号.该系统所需的输入点数为７,输出点数为７，全部是开关量，则可将Ｉ／Ｏ分配用下表表示。输入地址编号及作用输出及作用地址编号作用地址编号作用I0.0启动系统运行Q0.0报警指示I０。1停止系统运行Q０．1南北红灯亮I0.2强制南北红灯亮Ｑ０.2东西绿灯亮Ｉ０．３强制南北绿灯亮Ｑ0．３东西黄灯亮I0。4强制东西红灯亮Ｑ0．4东西红灯亮I0。5强制东西绿灯亮Q０.5南北绿灯亮I0．６正常/强制选择Q０.６南北黄灯亮3-３I/O分配3.7ＰLC系统选型通过对系统控制要求的分析可知，系统共有开关量输入点7点,开关量输出点7点，所以选用CPU2２4(14DＩ/10ＤＯ）可以满足要求.3.8控制系统原理图此控制系统主要以ＰLC为主控制器,附加简单的外围器件组成.控制原理如图所示:1LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.32LQ0.4Q0.5Q0.6=NL11LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.32LQ0.4Q0.5Q0.6=NL11MI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6=AC220VACCPU224AC/DC/RelayDC24V+3-4控制系统原理图AC4软件设计４。1系统控制程序设计本控制系统的控制程序按功能分为三部分，即主程序（包括报警），正常循环控制程序(子程序０），强制控制程序(子程序１).系统程序如下图所示主程序(b）子程序0(c）子程序1报警指示.当东西和南北同时绿灯亮时，进入报警状态，同时断开东西和南北同时绿灯，报警指示时间设置为5s.4．2工作过程分析循环工作过程。按启动按钮I0。0接通，Ｍ０。0得电自锁同时进入子程序0,子程序０（自动循环控制）。I0．０接通，Ｍ1。0，M1.１得电自锁同时T3７得电,Ｍ1.０控制南北红灯，M1。1控制东西绿灯，此时南北红灯和东西绿灯同时亮。T37延时25s后,东西绿灯闪3s后熄灭（通过SＭ０．5s脉冲发生器和C0配合完成）,接着东西黄灯亮2s后熄灭(通过T３８完成）,南北红灯同时熄灭。T３８触点启动M2．0和M２。1得电自锁同时T３９得电，M2。0控制东西红灯熄灭（通过SM0．５s脉冲发生器和C１配合完成），同时南北黄灯亮２s后熄灭（通过T4０完成），东西红灯同时熄灭。T40触点控制M2。4启动下一次循环,按停止按钮I0．1停止。强制工作过程。I0。6接通进入强制控制程序(子程序1）。I0。2接通，M0。3接通控制南北红灯。Ｉ0。3接通，M0.5接通控制南北绿灯。I0。４接通,M0.４接通控制东西红灯.Ｉ0。5接通，M0．6接通控制东西绿灯。十字路口交通灯的组态控制过程绘制交通信号灯人机界面MCGS组态软件安装在计算机中,双击桌面“组态环境”图标，进入MＣGS组态环境,如5—1图所示.单击“用户窗口",“新建窗口"后，在“用户窗口"中新建一个“窗口0”，选中窗口0,点击“窗口属性”按钮,进入窗口属性设置界面。将窗口名称和窗口标题选项中的内容改为“交通信号灯”，按“确认"按钮确认。按“动画组态”按钮，进入画面编辑窗口，如5-２图所示，在此窗口中利用工具箱中的绘图工具,完成交通信号灯画面设计，效果图如５-3图所示。图5-1ＭＣGＳ组态环境5—25—25-3５。2交通信号灯画面中构件的属性设置交通信号灯画面中构件比较简单,只有红灯，绿灯和黄灯。首先定义数据变量,根据控制要求，监控界面中对西方向和南北方向红灯,绿灯和黄灯进行定义，均为开关量和颜色填充。在“实时数据库”选项卡中,通过使用“新增对象”和“对象属性”按钮,对数据变量进行定义，如5－4图所示5-4变量定义窗口交通信号灯画面中构件的属性设置如图5—5所示，这里仅对南北红灯属性设置进行说明，其他等的属性设置与南北红灯属性设置的区别为表达式和填充颜色连接项的内容不同。5-55。３设备窗口属性设置在组态工作台界面中，用鼠标单击“设备窗口"选项,出现设备窗口图标并双击进入设备组态窗口;在此窗口中通过设备工具箱，完成设备组态,如图5-6所示。设备组态完成后，双击“通用串口父设备０"，进入通用串口父设备属性编辑界面,根据设备通讯要求和连接情况，完成通用串口父设备属性编辑界面中相关的参数设置,具体设置如5—7所示,按“确认"完成设置。5-6设备组态窗口5－7通用串口父设备属性编辑窗口返回设备组态窗口，双击“设备0-［西门子S7－2０0PＰＩ]”进入设备属性设置窗口，在此窗口中有“基本属性”，“通道连接”，“设备调试”，“数据处理”选项卡.在液体自动混合控制中，不涉及“数据处理”。其余三项设置如图5－8~图5－1０所示。在设备调试窗口中，如果“通讯状态标志”栏中，显示“0"则表示通讯正常,若显示“-1”则表示通讯不正常。通过设备调试,使ＭＣGＳ与PLC通讯正常，即设备调试窗口中“通讯状态标志"显示为“0”,按确认即可.５-8设备属性编辑窗口5-9通道连接窗口5—10设备调试窗口回到工作台界面，选择主控窗口并单击界面右侧的“系统属性按钮",弹出“主控窗口属性设置”对话框,在此窗口中选择“内存属性”选项卡，在用户窗口列表中选中“交通信号灯”,按“增加”按钮，则“交通信号灯”移入“装入内存窗口”，如图5－11所示，按“确认”键即可。单击主菜单中的“进入运行环境”钮,即可进入监控运行界面，实时监控系统的工作情况,如图5－12所示。5－１1“主控窗口属性设置"对话框5－1２系统监控运行界面结束语在这次PLＣ课程设计中,我用所掌握的知识结合课本、网络、报纸等资源,尽心尽力,按时完成了任务。在组态软件的制作中，我较好的掌握了PＬC及ＭCGS软件的应用.在MCＧS软件中最重要的是建立好实时数据库,数据库是实现各种变量的采集、表达、控制的关键元件,数据库控制着整个系统的输入、输出和运行.MCGS软件实现了对现场设备运行信号的采集，运行控制和运行监视。在组态文件的制作过程中，除了系统提供一些元件和背景，还可以自己制作自己需要的元件.在调试系统的制作中，我需要的元件在元件库里没有，在上网搜索了资料后，知道元件可以自己通过系统提供的工具自己制作。于是我通过工具箱，自己画出了所需元件的形状，然后自己设定看颜色,再通过属性设置了元件的动作值，填充颜色和动作表达式。通过运行达到了预计的要求。组态软件的运行调试，实际上就是数据库的设定，只要设定好输入、输出的变量和运行的条件,就可以实现预定的动作。通过这次PLC课程设计，我掌握了通过PＬC实现现场信息采集、控制.掌握了系统设计、梯形图设计、组态设计和现场调试一整套ＰLC设计过程。本次课程设计设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决.谢词在本次课程设计中，我成功完成了课程设计课题—-基于PLC和MCGS的交通灯系统设计.从一开始的课题认知、资料的查找,材料的整理，在各组员的协力合作下,在老师的指导下，我认真学习、仔细分析,遇到问题及时商量查找资料，当查找资料后还有不明白的地方及时请教老师,咨询同学。通过近两周的学习研究终于完成了该设计,在设计中，由于本人知识的局限性,设计选择了一些相对肤浅的设计理论,设计略显不足，望老师多多批评指导。感谢和我一起努力奋斗的同学们，因为你们，我的学习和生活过得精彩而又充实！再一次感谢刘荣荣刘老师和张芬张老师两学期的辛勤教导，让我学会了PLC和MＣＧS组态软件的相关知识，使我能够顺利完成该课程设计最后，感谢所有关心我、帮助过我的老师、同学和朋友.文献[1］:王芹．可编程控制器技术及应用.天津大学出版社：杨欢，2008.**大学课程设计说明书题目：智能仪器仪表课程设计姓名:***院（系)：电气信息工程学院专业班级：自动化０９-2班学号：５409０1010204指导教师：李银华毋媛媛成绩：时间:２013年1月２日至2013年1月1８日说明1、课程设计进行期间，学生应按教学计划，将每天的学习情况(包括学习内容、遇到问题及解决办法、心得体会等)如实进行记录。2、结束时，根据课程设计内容和学习记录书写报告。3、指导教师应综合考虑学生的学习态度、报告内容和实际操作情况等，给出评语和成绩。课程设计报告撰写格式1、课程设计说明书用纸一律采用1６开幅面，有条件最好打印。打印正文用宋体小四号字；版面页边距：上2.５cm，下２.５cm,左3cm，右2cｍ；页码用小五号字底端居中；左边装订。２、课程设计报告一般由以下几部分组成:A.任务书;B.目录；C．正文;D．参考文献;E。附录。3、报告正文撰写的题序层次格式:第一种第二种第一章（居中、小二号黑体字)1．(居中、小二号黑体字、）第一节（顶格、小三号黑体字)1．1(顶格、小三号黑体字)一(顶格、四号黑体字）1．1.1（顶格、四号黑体字）（一）（顶格、小四号黑体字)＊*大学课程设计任务书题目交通信号灯控制系统专业、班级自动化09-2班学号04姓名*＊＊主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：设计内容参见附件基本要求：明确课程设计任务，复习与查阅有关资料。按要求对设计进行简要说明，总体设计方案,设计电路，使用计算机绘图,画出详细的电路接线图，列出元器件清单。电路图要求工整、清楚、正确，并标明管脚.软件编程必须有流程图，程序必须加注释，各程序段的开始要注明该段功能和作用.写出体会和总结。要求使用B5打印稿或１6开纸手写，不少于500０字.格式遵照学校规定。主要参考资料:“单片机与控制技术”杨宁主编,北京航空航天大学出版社。“单片机应用程序设计技术”(修订版)周航慈主编，北京航空航天大学出版社。“电子技术应用"、“电子设计应用”、“单片机与嵌入式系统应用"等期刊wwｗ。zlgｍ（单片机和元器件资料）ｗwｗ.ＩCBASE．com（元器件资料)wｗw．ｅｄw.ｃｏｍ。cn(电子产品世界）完成期限:２012年１月6日指导教师签名：课程负责人签名:2０11年12月1６日基于MSＰ32０单片机的交通信号灯控制器设计摘要一个好的交通灯控制系统,将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新.随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展,是现代科技发展的主流方向。基于ＭSP430单片机的交通控制系统以MＳP43０F１49单片机为路口控制核心、LED作为显示、驱动电路与部分模拟器件构成的一种电子产品.MSP４30F1４９单片机为控制核心,能实时的进行控制；由于LED有高节能、安全性高、寿命长、快速响应、运行成本低等优点，所以用作显示很合理;74HC５73驱动电路用于对LEＤ的驱动;此系统可以长时间稳定的运行,可用于各种十字路口，进行自动的交通控制，由于留有其它接口,可以很方便的进行升级扩展。在本设计中充分利用了单片机内部资源，涉及到了键盘控制、数码管显示、中断系统、定时／计数器、串口通信等。关键字交通灯MSP430单片机数码管目录TＯＣ\o＂1—3"\h\uHYＰERLINＫ\l"_Toc3４6１１1905”摘要ＰＡＧEＲEF＿Ｔoc３46111９05\ｈ4HYＰＥRLＩNK\l”_Tｏc３46111906"1。系统设计PＡGEREF_Toc346111９０6＼h61．1硬件系统框图PAGEＲEＦ_Toc346１1190７＼h6ＨＹPERＬINK\l”_Toc3４61119０８"１．2软件系统设计PAGＥREF_Toc346111９０8\ｈ6１。2。１软件系统主流程PＡＧEREF＿Toc34611１９０9\h6HYＰＥＲＬINＫ\l”_Toc34611１910”1．2．2程序设计PAGＥRＥF_Toc３４61119１0\h7HYPＥＲLINK\l"_Toc34６111９11”2．硬件系统单元电路设计ＰAＧEREF_Toｃ3４６1１1911\h8HYPERＬＩNK\l"_Toc3４611１912"２．1MSP430最小系统PAGEＲＥF_Toｃ3461１１912＼ｈ8HYＰＥＲLINK\l”_Tｏc34６１１1９１3”２．2电源电路PＡGEＲEF_Tｏｃ３４61１1９13\h９HＹPＥRLINK\l＂_Toc3４６111914"2.3数码管显示电路PＡＧEREＦ_Toc3461119１4\h92.4ＬＥD显示电路PAGＥＲEＦ＿Tｏc346111９15\h1０HYPERＬIＮK\l”＿Ｔoc346１1１916"３.软件系统单元设计PAGEREＦ＿Toc346１11916\ｈ10ＨYPＥＲLINK\l"_Ｔoc３461119１7"3.１protｅl9９概述PAGＥRＥF_Toc346１11917＼ｈ１0HYPＥRLＩNＫ\l＂_Tｏc3４6１1191８”3．２IAＲFOR430简介ＰAGＥRＥF＿Tｏｃ3４6111918\h1１３。3子任务流程PAGＥREF＿Ｔoc34611191９＼h11HＹPERLINK\l”＿Ｔoｃ34611１920＂4．系统测试PＡGERＥF_Ｔｏc３46１11920\h１25．结论ＰAGＥREF_Toc3４6１11921＼h1２HYPERLINK\l＂＿Toｃ34６111922”参考文献ＰAGEREF＿Ｔoｃ3461１1９２２\h14附录ＰAGERＥF_Toｃ346１1１92３\h1５１．系统设计１。1硬件系统框图该系统由MSP430单片机最小系统、电源电路、按键电路、数码管显示电路、红绿灯显示电路组成.强大的处理能力MSP430系列单片机是一个１6位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式(7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址）、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储都可以参加多种运算；还有高效的查表处理指令；有较高的处理速度，在8MHZ晶体驱动下指令周期为125ｎs.这些特点保证了可编制出高效率的源程序，完全可以满足本系统的需要;与其他控制方法相比，所用器件可以说是比较简单经济的。电源电路主要负责对整个系统进行供电，让系统能够正常运行.按键电路实现对一些时间和工作模式的转换，很好的实现了人机交互的功能。数码管显示电路实现对倒计时间的显示功能，红绿灯显示电路实现十字路口红黄绿之间的转换。系统框图如图１所示,复位电路复位电路时钟电路MSP430单片机红绿灯显示电路2位LED数码管显示电路电源电路按键输入电路图1硬件系统框图1．2软件系统设计1.2。１软件系统主流程如图２所示为软件系统主流程图:开始初始化调用LED显示子程序开始初始化调用LED显示子程序开中断返回调用时间显示子程序1。2．2程序设计道口交通控制系统程序主要分为以下几个模块:初始化程序、主程序、键盘显示和延时.（1）初始化程序初始化程序主要完成的是对显示初值以及定时器初值。（2）主程序主程序要负责总体程序管理功能，实现人机交换设定.由于采用动态扫描方式显示时间，因此主程序大部分时间要调用扫描显示程序。键盘也加在主程序中了。(3)延时服务程序主要是在整个电路中,在动态显示时间得用延时来保证数码管亮足够的时间。（4）显示主要是对数码管的显示，让人们能更准确的看清时间,可以什么时间通过。在整个程序流程图中,提高了系统的灵活性中断任务主要进行紧急情况处理,并保护当前的现场,以便于恢复。2．硬件系统单元电路设计２。1ＭSP4３0最小系统图3MSＰ43０单片机最小系统如图３所示，MSP４30最小系统由复位电路、晶振电路、JTAG等组成.ＭSＰ4３０单片机的64个引脚大致可分为４类：电源、时钟、控制和I/O引脚。MSP430系列单片机的中断源较多,并且可以任意嵌套,使用时灵活方便.当系统处于省电的备用状态时,用中断请求讲它唤醒只有6ｕs。超低功耗MＳP43０单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。首先，ＭSP4３０系列单片机的电源电压采用的是1。８～3.6V电压。因而可使其在１MHz的时钟条件下运行时，芯片的电流会在20０～４00uA左右，时钟关断模式的最低功耗只有0。1uＡ。其次,独特的时钟系统设计,在MSP4３0系列中有两个不同的系统时钟系统：基本时钟系统和锁频(FＬL和FLＬ+)时钟系统或ＤCＯ数字振荡器时钟系统。有的使用一个晶体振荡器（３2768Hｚ)，有的使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生CPU和各功能所需的时钟，并且这些时钟可以在指令的控制下,打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。2.2电源电路图４电源电路接入电路时(如图５），P１为DC5Ｖ输入接头,D1二极管防止电源接反，对电路具有保护作用,ASM1117-3.３电源管理芯片输出稳定的+３.3V电压。Ｃ６、Ｃ3、C5为滤波电容,实现高频和低频滤波。D２的发光二极管是电源指示灯。２。3数码管显示电路图5数码管显示电路采用７4HＣ57３数据锁存器，对数码管进行驱动，同时还具有数据所存作用，方便程序设计。采用两个独立的共阳极数码管实现倒计时间的显示。两PＮＰ三极管实习对数码管的为控制还具有驱动功能.C9和C１0两个电容实现对电源高频和低频的滤波作用，保证锁存器的电源稳定。２。４LED显示电路图6红绿灯显示电路由于LEＤ有高节能、安全性高、寿命长、快速响应、运行成本低等优点,所以用作显示很合理，特别是室外运作，LED更有优势。采用灌电流的输出方式，提高了了电流驱动能力，保证了LED灯的亮度。3．软件系统单元设计3.1ｐｒoteｌ９９概述（１）将电原理图编辑(ＳcｈemａticＥdit)、印制电路板设计(PCB）、可编程逻辑器件ＰLD设计、自动布线(Roｕte)、电路模拟/仿真（Sｉm）等功能有机地结合在一起，是真正意义上的EDA软件，智能化、自动化程度高.（２)支持由上到下或由下到上的层次电路设计,使Proｔｅl98能够完成大型、复杂的电路设计.(３）当电原理图中的元件来自仿真元件库时，可以直接对电原理图中的电路进行仿真测试。（4)提供ＥRC（电气法则检查)和DRC（设计规则检查）,最大限度地减少设计差错．（5）库元件的管理、编辑功能完善,操作非常方便.通过基本的作图工具，即可完成原理图用元件电气图形符号以及ＰＣB用元件封装图形的编辑、制作。(6)全面兼容ＴANGO及ProteｌforDＯＳ,即在Proｔｅｌ9８中可以使用、编辑TＡNGＯ或低版本Ｐroｔeｌ建立的文件，并提供了与OrＣAＤ格式文件转换功能。（７）Ｓｃhｅｍatｉｃ和PＣB之间具有动态链接功能，保证了原理图与印制板的一致性,以便相互检查、校验。(8)具有连续操作功能，可以快速地放置同类型元件、连线等。３。2IARFOＲ４3０简介IARSystemｓ是全球领先的嵌入式系统开发工具和服务的供应商.公司成立于19８3年，迄今已有2７年,提供的产品和服务涉及到嵌入式系统的设计、开发和测试的每一个阶段，包括：带有C/Ｃ++编译器和调试器的集成开发环境、实时操作系统和中间件、开发套件、硬件仿真器以及状态机建模工具。国内普及的ＭＳP430开发软件种类不多，主要有IAR公司的EmbeｄdｅｄWorkｂenchfoｒMSP４３0(简称EW43０）和AQ430。目前IAR的用户居多。ＩAREW４3０软件提供了工程管理，程序编辑,代码下载，调试等所有功能，并且软件界面和操作方法与IARＥWfoｒARM等开发软件一致,因此，学会了ＩＡREW430,就可以很顺利的过度到另一种新处理器的开发工作。3．3子任务流程在本设计中有两个任务和一个中断，任务0创建了两个任务，任务１用于对红绿灯的驱动控制与计时；任务２用于LED显示驱动器。两个任务同时进行，相互渗透；任务1计时改变当前的倒计时Time,而任务2进行当前Ｔime的显示;同时还进行中断控制，提高了系统的灵活性，在本系统中，中断与两个任务实时进行，并行执行。中断任务主要进行紧急情况处理，并保护当前的现场，以便于恢复。在处理紧急情况时,所有方向的红灯都亮10Ｓ。处理结束时,恢复到处理之前的状态，并继续执行交通控制。任务1初始化任务1初始化模式0南北绿灯，东西红灯模式0南北绿灯，东西红灯南北黄灯闪烁，东西红灯模式1南北黄灯闪烁，东西红灯模式1南北红灯，东西绿灯模式2南北红灯，东西绿灯模式2南北红灯，东西黄灯闪烁模式3南北红灯，东西黄灯闪烁模式3中断进入恢复现场模式4模式4图７任务１流程任务1用于对红绿灯的驱动控制与计时，改变当前的倒计时Ｔiｍe(如图７）。任务2主要进行LEＤ显示，通过动态扫描的方法进行2位LED显示.4．系统测试基于MＳP43０单片机的交通控制系统测试,实现了:（1)南北绿灯时，东西红灯(30S）;(2）南北黄灯闪烁（3Ｓ)，东西红灯;（3）南北红灯,东西绿灯(３0S）;(4）南北红灯,东西黄灯闪烁（3S);倒计时显示用２位LED显示；有紧急情况处理机制，当紧急情况触发时，所有方向亮红灯（10S);紧急情况处理后,可以恢复到紧急情况处理这前的状态,即现场保护。在整个测试中，运行正常无异常.５．结论经过几个月的努力，我终于完成了这次的毕业设计《基于MSP4３０单片机的交通信号灯控制系统》。从接受到这个课题到逐步的完成，每一步的完成对我来说都有着新的体会。在大学期间,这是给我的最大的一个挑战。从拿到这个题目开始，到收集这方面的资料，一步一步的逐步完善自己的方案设计,在这个过程中可以说自己收获了很多,同时也发现了自身知识的不足，我们必须具备一定的专业基础知识，才能成功的设计出一件合格的东西.当然最重要的是学到了关于基本MSP430的一些基本应用,同时也加深了对一些常用电路的了解及设计方法。但是其中遇到的问题也不少,因为我们之前学的都是51单片机，现在着手做MＳP4３０的芯片,这是一个很有难度和挑战性的设计，所以很多的内容都是需要自己去自学的，比如有些MSP43０的芯片和引脚问题不懂的时候就可以试着去参考5１单片机的,两者相比较一下，一些问题就能迎刃而解,这也是一种很好的学习方法。通过这一阶段的毕业设计,我受益匪浅，不仅锻炼了良好的逻辑思维能力，而且培养了弃而不舍的求学精神和严谨作风。回顾此次毕业设计，是大学三年所学知识很好的总结.参考文献［1］姜志海.单片机原理及应用[M］。北京:电子工业出版社，2005．7。2７-７１[2］龙脉工作室．５1单片机C语言应用开发技术大全[Ｍ]。北京：人民邮政出版社，20０8．9.240-500[3]彭为黄科雷道仲．单片机典型系统设计[M].北京:电子工业出版社,2０06．５.246－273[４]谢维成.单片机原理及应用[M］。北京：清华大学出版社,200９.２。1１-2６附录部分程序源码＊**＊*＊＊＊＊*＊＊*＊*＊*＊＊＊＊＊＊*＊*＊＊**＊**＊*＊＊＊＊****＊*＊*＊*＊＊*＊＊＊**＊＊＊＊＊*＊＊＊＊*＊＊＊设计者：*＊*——-—-—-—--－-－———－-—-—-－-———－—-—－—设计时间：2０１3年１月７日*＊*＊＊＊*＊*＊＊＊＊＊***＊**＊＊＊*＊*********＊＊**＊**＊**＊＊＊／typedefｕnsiｇnedｃｈarｕchar；tｙpｅdｅｆunsignｅdintｕｉnt；/／宏定义＃defineDUAＮ_ＯFFＰ5ＯUT｜=ＢIT2＃deｆiｎeDUＡＮ＿ＯＮＰ5ＯUＴ＆＝～BIT2＃ｄｅfiｎeSHI_OFFP5OＵT|=BIT0#defiｎeSHI_OＮP5ＯUT＆=~BＩＴ0＃ｄefｉneGE＿ＯFFＰ5OＵT｜=BＩT1＃defｉneGＥ_OＮP５ＯUＴ＆=～BＩT1#defｉnekeyin（P１ＩN&0x0f)#inｃlude〈ｍsp430x14x.ｈ〉//数码管7位段码：０—－ｆuｃhaｒscandａｔa[16］=｛0x3f，０ｘ06，０x5b,0ｘ4f，0ｘ66，0x６ｄ，0x7ｄ，0ｘ07,0x7f，0x6f，0x77，0x7c,0x39,0x５e，０ｘ79，０ｘ7１｝；/＊＊****＊***＊＊＊＊**＊＊＊＊设置全局变量＊＊＊***＊*＊＊＊***＊＊*＊**/uｃhaｒnum，nuｍx，sｈｉ，ｇe,ｓｔａte；/*＊***＊＊＊＊＊**＊＊＊＊＊***子函数声明*＊＊＊**＊＊＊*＊＊***＊＊***/voiddiｓｐlay_shu（ucharｓhi,ucｈaｒge);voiｄdｉsｐlａy_ｌｅd()；ｖoiｄｄeｌaymｓ(uintxｍs);/＊＊＊＊＊*＊**＊**＊*＊＊＊＊**主函数＊＊＊*＊＊*****＊**＊＊＊＊*＊/vｏidｍａｉｎ(voiｄ)｛WDＴＣTL=WDＴ＿ＡＤLＹ_1００0;／／设置内部看门狗工作在定时器模式，1s中断一次IE1|=WDＴIE;／/使能看门狗中断TACCR0=５０000；／／设置定时器初值，设定黄灯闪烁频率为2HzTＢCＣR０=５00００;TACTL=ＴＡＳSＥL_２+MC_1；//设置定时器时钟为SMCLK，递增方式为连续方式TBCTL=TＢSSＥL_2+MC_１;P1IEＳ=0x01;//设置P１．０为下降沿中断P1IE＝0ｘ0f；／/打开PI口外部中断使能P2DIR=0xｆf；//设置Ｐ2、P４、P3、P5的IＯ方向为输出Ｐ3DIR=０xff；P4DIR=０xfｆ；P5ＤＩＲ=0xff；P2OUＴ=0xｆf；//设置P4,Ｐ５的输出初值,关闭数码管和交通灯P3ＯUＴ＝0xff；P4OUT＝0ｘff;Ｐ5ＯUT=０xff;＿EINT（）;//打开全局中断ｗhile(1）／/循环{disｐlａy_ｓhｕ(shi,ｇe）；display＿led()；}}／＊**＊＊*＊＊＊*＊*＊＊***＊＊＊＊**＊*＊**＊＊**＊＊***＊＊***＊函数名称:dispｌay_sｈu功能：让数码管显示倒计时间参数:ｓhi，gｅ返回值：无*＊*＊＊＊****＊＊**＊*＊*＊＊*＊***＊**＊*＊*＊＊***＊＊*＊*＊*／voiddisplａy＿shu(ucｈarsｈi,ｕchargｅ)｛DUAN_ＯＮ；／/打开锁存器，送入十位段选信号P5ＯUT＝ｓcanｄata［sｈｉ］；GE_ＯFＦ；/／关闭个位数据，显示十位数据ＳHＩ_ON;ｄｅｌaｙms（5）；/／延时DUAＮ_ＯN；//打开锁存器，送入个位段选信号P5OUT=ｓcａnｄata［gｅ];DUAＮ_OＦＦ；SHI＿ＯＦF;／／关闭十位数据,显示个位数据ＧＥ＿ON；delayｍs（５);/／延时}/*＊*＊***＊＊＊*＊＊＊＊*＊＊**＊*＊＊＊***＊*＊*＊＊＊＊＊***＊＊＊函数名称:ｄisplａy＿led功能：让数码管显示倒计时间参数：无返回值:无*＊*＊＊＊**＊＊*＊＊*＊＊＊＊**＊**＊****＊＊＊*＊**＊＊***＊＊＊＊/voiｄｄispａy_led（)｛if（num＝=0＆＆ｓｔate==0）｛P2OＵＴ＆=～(BIT4＋BIT5+BIＴ6+BＩT7)；／／东西方向绿灯,南北方向红灯P２ＯUT|=BIT0+ＢIT1+BIT2+BIＴ3；staｔe＋+；｝iｆ(num==5＆&ｓｔate=＝1）｛P2OUT&=~（BIT4＋ＢIT５）；/／东西方向黄灯,南北方向红灯P2OＵＴ｜=BIT0+BIT１+ＢＩT2＋BIＴ3＋BＩT6+BＩT7；TACCTL0=CＣＩＥ；//打开定时器A中断,东西方向黄灯闪烁stａtｅ+＋；｝iｆ（ｎｕｍ==0＆&state==2)｛Ｐ2OUT＆=～（ＢIT0+BIT1+BIT2+BIＴ3)；/／东西方向红灯,南北方向绿灯P2ＯＵT|=BIT４+ＢIT5+ＢIT6+BＩT7;sｔatｅ++；}if(nuｍ＝=5＆&state=＝３)｛P２OUT＆=～(BIT0+BIT1)；/／东西方向红灯，南北方向黄灯P2OＵＴ|=BＩT2+BIＴ3+BIT４+ＢIT5+BIT６+BIＴ７；ＴBCCTＬ0＝CＣIE；//打开定时器B中断，南北方向黄灯闪烁sｔate＝0;｝｝/***＊＊＊＊＊*＊*＊＊＊*＊＊＊＊**＊＊*＊****＊＊＊*＊*******＊*函数名称：delayｍs功能：实现毫秒延时参数:xms返回值:无＊*＊＊***＊＊＊＊＊＊＊＊**＊*＊＊＊＊*＊*＊＊＊＊＊**＊＊＊＊＊＊＊＊＊*＊／voｉddeｌayms（uｉntxms)｛uiｎｔtmp；for（tmp=１０00＊ｘmｓ;tmp〉０；tｍp－-)；}/**＊****＊＊＊*＊*＊***＊＊＊***＊＊＊**＊**＊******＊＊＊＊＊函数名称：wａtｃhdog＿tｉｍer功能：看门狗中断服务函数,设置显示时间和位数参数:无返回值：无＊＊＊*＊*＊*＊＊＊**＊*＊*＊＊＊＊＊＊＊***＊＊＊＊＊＊＊＊*＊＊＊＊＊***/#pｒaｇmａvecｔｏｒ=WDT_VECTOR_＿interrｕptｖoidwaｔchｄoｇ＿timｅｒ（vｏｉd）｛nuｍ－-；if(num==０）num=nuｍｘ；ｓhｉ＝nuｍ/10；ｇe=ｎum％１0;｝/*＊＊***＊＊***＊＊＊＊*＊＊＊＊**＊＊*＊＊******＊＊*＊**＊**＊函数名称：TIMERA０_VECＴOR功能：定时器A中断服务函数，实现东西方向黄灯闪烁参数：无返回值:无*＊＊*＊＊＊＊*＊＊＊＊＊＊＊＊**＊＊＊＊***＊***＊**＊＊＊*＊**＊**＊/＃ｐraｇmavectoｒ=TIＭERA０_VECTOR＿_interｒuｐtvoiｄTｉmer_A（vｏiｄ）｛Ｐ3ＯUT^=ＢIＴ０＋ＢIT1；//东西方向黄灯闪烁｝/**＊**＊*＊＊＊***＊*＊＊＊＊*＊***＊＊*＊＊＊＊＊＊***＊*＊＊＊＊＊函数名称：TIMＥＲＢ0_VECＴOＲ功能:定时器B中断服务函数，实现南北方向黄灯闪烁参数：无返回值：无***＊＊＊***＊＊＊*＊*＊＊*＊＊＊*＊*＊＊*＊＊＊**＊＊＊＊＊*＊*＊*＊*／#ｐragｍavectoｒ=TIMＥＲB0_ＶEＣTＯR＿_interruｐtvｏｉdTimeｒ_Ｂ(ｖｏｉd）｛Ｐ3OＵT^=BIT２＋BIT3；／/南北方向黄灯闪烁｝/＊＊＊＊＊*＊＊**＊*＊＊＊＊＊＊＊*＊*＊＊＊*＊＊＊**＊**＊****＊***函数名称：PＯRT1＿ISＲ功能：P1端口的中断服务函数参数：无返回值:无＊***＊＊＊*＊*****＊*＊*＊*＊＊＊**＊*＊*＊＊*＊＊＊*＊＊*＊＊＊＊＊/#pragmavｅctoｒ=PＯRT1_VECTOR＿_interruptｖoiｄPOＲＴ1＿ＩSR（vｏid）{P4OUT=０xff;/／关闭数码管时间显示。if（keｙin==0x0f)／/如果有按键被按下｛dｅｌayms(２）；//延时去抖动if(keｙin==0ｘ0f）{ｗhilｅ（keyin！=0ｘ0f）;//等待按键放开ｉf（keｙｉｎ＝＝０x０e)/／如果是增加按键按下,增加时间数，但不超过６０秒{numx++；if（ｎumx==6１)nｕmｘ=６0；}if（keyｉn＝=0x0７)／/如果是减少键按下，减少时间数，但不低于20秒｛numx—-;ｉf(ｎｕmx＝=１9)nｕmx=2０；｝iｆ（kｅyin==0x0d)//如果是自动键按下，退出中断，转向自动模式{P１IFG=0;｝｝｝｝*＊＊＊＊*＊*＊＊*＊＊＊**＊**＊＊*＊＊＊＊**＊＊＊＊＊*＊＊*＊*＊***＊＊＊＊＊＊＊＊*＊*＊*＊*＊＊*＊*＊＊*＊＊*＊*课程设计