毕业设计基于PLC的智能交通灯监控系统设计

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基于plc智能交通灯控制系统设计毕业论文

基于plc智能交通灯控制系统设计毕业论文

基于plc智能交通灯控制系统设计毕业论文目录一、内容概述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状与发展趋势 (4)1.3 论文研究内容与方法 (5)二、智能交通灯控制系统概述 (7)2.1 智能交通灯控制系统的定义与功能 (8)2.2 智能交通灯控制系统的组成与工作原理 (9)2.3 智能交通灯控制系统的应用领域 (11)三、PLC在智能交通灯控制系统中的应用 (13)3.1 PLC的特点与优势 (14)3.2 PLC在智能交通灯控制系统中的实现方式 (15)3.3 PLC控制系统的设计原则与步骤 (17)四、智能交通灯控制系统的硬件设计 (18)4.1 硬件系统总体设计 (19)4.2 传感器模块设计 (21)4.3 执行器模块设计 (23)4.4 电源模块设计 (25)五、智能交通灯控制系统的软件设计 (27)5.1 软件系统总体设计 (28)5.2 控制算法设计 (29)5.3 数据处理与通信接口设计 (31)六、智能交通灯控制系统的系统集成与测试 (32)6.1 系统集成方案 (33)6.2 系统测试方法与步骤 (35)6.3 系统测试结果与分析 (36)七、结论与展望 (38)7.1 论文研究成果总结 (39)7.2 存在问题与不足分析 (40)7.3 未来发展趋势与展望 (41)一、内容概述随着城市交通问题的日益凸显,智能交通灯控制系统成为提高交通管理效率、缓解交通压力的关键技术之一。

本论文旨在设计一种基于的智能交通灯控制系统,以提高交通流量、优化交通运行、减少交通拥堵和事故风险。

本论文首先介绍了研究背景、目的与意义,阐述了在智能交通灯控制系统中的应用现状及发展趋势。

接着,对交通灯控制系统的基本原理和组成部分进行了详细阐述,为后续设计奠定基础。

在此基础上,论文重点阐述了基于的智能交通灯控制系统的设计思路与实现方法。

设计内容包括:系统总体架构设计、硬件选型与配置、软件编程与实现、系统调试与优化等。

毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计

毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计

毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计随着科技的快速发展,智能化已经成为了交通系统的重要发展方向。

在城市交通管理中,智能交通灯控制系统发挥着至关重要的作用。

本文将介绍一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的智能交通灯设计,旨在提高交通效率,确保交通安全,并改善交通环境。

一、设计背景与目的城市交通问题一直是困扰人们的难题,高峰期的拥堵和交通事故频发等问题给人们的生活带来了诸多不便。

传统的交通灯控制系统已无法满足现代交通的需求,因此需要一种更加智能化、高效的交通灯控制系统来解决这些问题。

本设计的目的是通过PLC技术,实现交通灯的智能化控制,提高道路通行效率,减少拥堵和交通事故的发生。

二、设计方案1、系统架构本设计采用PLC作为核心控制器,通过传感器采集道路交通信息,如车流量、车速、车道占有率等,根据采集到的信息对交通灯进行智能控制。

同时,系统还包括人机界面(HMI),以便工作人员对系统进行监控和调试。

2、硬件选型PLC选用具有强大计算能力和稳定性的西门子S7-1200系列,该系列PLC具有丰富的IO接口和通信端口,适合用于本设计的控制需求。

传感器选用海康威视的车流量检测器,能够实时监测道路车流量,为PLC提供控制依据。

HMI选用昆仑通态的触摸屏,能够直观地展示系统运行状态和交通信息。

3、软件设计软件部分包括PLC程序和HMI界面设计。

PLC程序主要实现道路交通信息的采集、处理和交通灯的控制逻辑。

HMI界面设计则要实现系统状态的监控、交通信息的展示和人工干预等功能。

软件设计采用模块化的思路,便于后续的维护和升级。

三、功能特点本设计的智能交通灯具有以下功能特点:1、实时监测:通过传感器实时监测道路车流量、车速和车道占有率等信息,为PLC提供控制依据。

2、智能控制:根据监测到的交通信息,PLC能够实现交通灯的智能控制,包括绿灯时间的动态调整、红灯时间的优化分配等,以提高道路通行效率。

3、安全保障:通过实时监测车流量和车速等信息,系统能够及时发现交通事故的风险,并采取相应的控制策略,保障交通安全。

基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计

基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计

基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计城市道路交错分布,交通灯是城市交通的重要指挥系统。

交通信号灯作为管制交通流量、提高道路通行能力的有效手段,对减少交通事故有明显效果。

可编程控制器PLC作为工业用的计算机,在工业自动化中的地位极为重要。

其具有小型化、价格低、可靠性高等特点,在各个行业也得到了广泛应用。

本文基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统,构成十字路口带倒计时显示交通信号灯的电气控制以及该系统软、硬件设计方法。

实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。

1、设计系统简介系统上电后,交通指挥信号控制系统由两个按钮控制。

启动按钮按下,交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作,按照如图1所示的工作时序周而复始、循环往复工作。

南北绿灯亮25s闪3s,黄灯亮2s后南北红灯亮30s。

东西方向与南北方向相同。

正常运行时,南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。

系统主要实现十字路口交通灯数码显示控制和显示时间智能调节两大功能。

图1十字路口交通灯正常工作时序2、硬件系统设计2.1、元器件选用FX系列PLC拥有无以企及的速度、高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点。

FX2N 系列是三菱PLC的FX家族中最先进的系列,具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点;FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案。

这里选用的是FX2N-80MR-D基本单元,带40点输入/40点继电器输出,选用额定电压12V、额定电流25mA(每段)高亮的共阴极两位25.4cm七段数码管;供电直接使用DC12V/25mA电源供电。

选用直径200mm的圆形LED点阵,左边红、绿、黄灯额定电压DC12V,额定电流4.2A,额定功率50W,直接采用DC12V/4.2A电源供电。

各控制信号说明如表1所示。

SB2按下时,接点断开,停止工作。

按下SB3时,七段数码管显示“00”。

PLC智能交通灯控制系统设计

PLC智能交通灯控制系统设计

PLC智能交通灯控制系统设计一、引言交通是城市发展的命脉,而交通灯则是保障交通有序运行的关键设施。

随着城市交通流量的不断增加,传统的交通灯控制系统已经难以满足日益复杂的交通需求。

因此,设计一种高效、智能的交通灯控制系统具有重要的现实意义。

可编程逻辑控制器(PLC)作为一种可靠、灵活的工业控制设备,为智能交通灯控制系统的实现提供了有力的支持。

二、PLC 简介PLC 是一种专为工业环境应用而设计的数字运算操作电子系统。

它采用可编程序的存储器,用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。

PLC 具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、维护方便等优点,广泛应用于工业自动化控制领域。

在交通灯控制系统中,PLC 可以根据实时交通流量信息,灵活调整交通灯的时间分配,提高道路通行效率。

三、智能交通灯控制系统的需求分析(一)交通流量监测系统需要能够实时监测道路上的交通流量,包括车辆数量、行驶速度等信息。

(二)时间分配优化根据交通流量监测结果,智能调整交通灯的绿灯时间,以减少车辆等待时间,提高道路通行效率。

(三)特殊情况处理能够应对紧急车辆(如救护车、消防车)通行、交通事故等特殊情况,及时调整交通灯状态,保障道路畅通。

(四)人机交互界面提供直观、方便的人机交互界面,便于交通管理人员对系统进行监控和管理。

四、PLC 智能交通灯控制系统的硬件设计(一)传感器选择为了实现交通流量的监测,可以选择使用电感式传感器、超声波传感器或视频摄像头等设备。

电感式传感器安装在道路下方,通过检测车辆通过时产生的电感变化来统计车辆数量;超声波传感器通过发射和接收超声波来测量车辆与传感器之间的距离和速度;视频摄像头则可以通过图像识别技术获取更详细的交通信息,但成本相对较高。

(二)PLC 选型根据交通灯控制系统的输入输出点数、控制精度和复杂程度等要求,选择合适型号的 PLC。

精品毕业设计论文基于PLC的交通灯控制器设计与实现

精品毕业设计论文基于PLC的交通灯控制器设计与实现

精品毕业设计论文基于PLC的交通灯控制器设计与实现摘要:本篇论文以PLC作为核心技术,设计并实现了一种基于PLC的交通灯控制器。

该交通灯控制器具有高效、可靠、灵活的特点,能够满足不同交通场景的需求。

本设计通过对交通流量的检测与分析,实现了智能交通信号控制,提高了交通流的顺畅性和道路利用率。

通过对PLC编程,实现了交通信号的定时控制和优化,提高了信号灯的响应速度和精确度。

实验结果表明,该交通灯控制器在交通场景中具有良好的应用效果。

关键词:PLC;交通灯控制器;智能交通信号;定时控制1.引言随着城市的发展和人口的增加,交通问题成为城市发展中的重要问题。

如何优化交通流,提高交通效率,成为社会各界关注的焦点。

交通信号控制作为交通管理的重要手段之一,在城市交通中起着重要的作用。

目前,传统的交通信号控制主要依靠人工操作,存在着效率低、精度差、易出错等问题。

随着PLC技术的发展,基于PLC的交通灯控制器逐渐被广泛应用。

2.PLC的应用PLC(Programmable Logic Controller)是一种数字化的电气控制装置,具有计算力强、扩展性好、可编程性强等特点,适用于各种工业自动化和控制系统。

在交通灯控制中,PLC可以替代传统的交通信号控制器,实现灯光的定时控制和优化。

通过对PLC的编程,可以根据实时交通流量和道路状况,动态调整信号灯的时序,使交通流更加顺畅。

3.交通流量检测与分析4.交通信号时序控制交通信号时序控制是交通灯控制的核心部分。

本设计通过对PLC的编程,实现了交通信号灯的定时控制和优化。

通过对实时交通流量和道路状况的监测和分析,可以动态调整信号灯的时序,使交通流更加顺畅。

在设计中,考虑了不同交通场景下的信号控制策略,提高了信号灯的响应速度和精确度。

5.实验与结果分析本设计搭建了一套基于PLC的交通灯控制系统,并在实际交通场景中进行了实验。

实验结果表明,该交通灯控制器能够满足不同交通场景的需求,具有高效、可靠、灵活的特点。

PLC的智能交通灯控制系统设计..

PLC的智能交通灯控制系统设计..

PLC的智能交通灯控制系统设计--智能交通灯控制系统设计文档1-引言1-1 目的和范围本文档旨在设计一套基于PLC的智能交通灯控制系统,用于实现交通流畅和安全管理。

1-2 定义●PLC:可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一种可编程数字运算控制器。

●智能交通灯:根据实时交通信息和需求,自动调整交通灯的信号显示。

●交通流畅:指通过合理的交通信号控制,减少交通拥堵和延误,提高交通效率。

●安全管理:通过合理的交通信号控制,确保道路交通的安全性和可靠性。

2-系统架构设计2-1 系统组成部分●PLC控制器●交通灯信号灯●交通检测传感器●人行横道信号灯●数据通信模块2-2 系统工作原理智能交通灯控制系统通过交通检测传感器获取实时交通信息,根据预设的控制算法,向信号灯发送指令来调整信号显示。

同时,通过数据通信模块与其他交通管理设备进行通信,实现跨路口协调控制。

3-系统硬件设计3-1 PLC控制器选型选择适宜的PLC控制器,满足系统的输入输出要求和性能需求。

3-2 交通灯信号灯设计根据道路交通需求和交通管理规范,设计合适的交通灯信号灯,包括信号显示颜色和亮度。

3-3 交通检测传感器选型选择适宜的交通检测传感器,可根据车辆和行人的实时情况,提供准确的交通流量数据。

3-4 人行横道信号灯设计根据行人需求和交通管理规范,设计合适的人行横道信号灯,保证行人安全过马路。

3-5 数据通信模块选型选择适宜的数据通信模块,实现系统与其他交通管理设备的数据交互和远程控制。

4-系统软件设计4-1 PLC编程使用PLC编程软件进行控制算法的编写,实现交通灯信号的动态调整。

4-2 信号灯控制算法设计设计合理的控制算法,根据实时交通信息和需求,动态调整交通灯信号显示。

4-3 数据通信协议设计设计系统与其他交通管理设备之间的数据通信协议,实现数据交互和远程控制。

5-系统测试与验证5-1 硬件测试对系统硬件进行功能测试,确保各部件正常工作。

基于plc的交通灯控制系统设计毕业论文

基于plc的交通灯控制系统设计毕业论文

基于plc的交通灯控制系统设计毕业论文目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景和意义 (2)1.1.1 交通灯控制系统的重要性 (3)1.1.2 PLC在交通灯控制系统中的应用 (4)1.2 研究目的和任务 (6)1.2.1 论文研究目的 (7)1.2.2 论文研究任务 (8)二、交通灯控制系统概述 (8)2.1 交通灯控制系统的定义 (10)2.2 交通灯控制系统的组成 (10)2.2.1 硬件设备 (11)2.2.2 软件系统 (12)2.3 交通灯控制系统的分类 (13)2.3.1 传统交通灯控制系统 (15)2.3.2 基于PLC的交通灯控制系统 (16)三、PLC技术基础 (17)四、基于PLC的交通灯控制系统设计 (19)4.1 设计原则和设计要求 (20)4.1.1 设计原则 (21)4.1.2 设计要求 (22)4.2 系统架构设计 (23)4.2.1 总体架构设计 (26)4.2.2 控制器设计 (27)4.2.3 传感器设计 (28)4.3 系统功能实现 (29)4.3.1 交通灯控制功能实现 (30)4.3.2 系统监控功能实现 (32)4.3.3 故障诊断与报警功能实现 (33)五、系统测试与性能分析 (35)一、内容概括本文主要针对基于PLC的交通灯控制系统进行了深入研究和设计。

对交通灯控制系统的基本原理和功能进行了详细阐述,包括红绿灯的切换、行人过街按钮的响应以及故障检测与报警等功能。

对PLC 在交通灯控制系统中的应用进行了分析,重点介绍了PLC的硬件组成、编程语言以及编程方法等方面的内容。

在此基础上,设计了一套完整的基于PLC的交通灯控制系统,并通过实际应用验证了其可行性和稳定性。

对整个系统进行了总结和展望,为今后类似项目的开展提供了有益的参考。

1.1 研究背景和意义随着城市化进程的加快,智能交通系统在现代城市建设中扮演着越来越重要的角色。

交通灯作为道路交通管理的重要组成部分,其控制系统的先进性和稳定性直接关系到道路通行效率和交通安全。

PLC的智能交通灯控制系统设计

PLC的智能交通灯控制系统设计

PLC的智能交通灯控制系统设计智能交通灯控制系统设计是一种基于PLC技术的智能化交通管理系统,通过对交通信号灯控制进行智能化优化,实现交通流量的合理分配和交通管控的智能化管理,在提高道路通行效率的同时确保交通安全。

本文将介绍智能交通灯控制系统的设计理念、系统架构、功能模块、硬件设备和软件编程等方面。

一、设计理念智能交通灯控制系统的设计理念是通过PLC技术实现对交通信号灯的智能控制,根据车辆流量和道路情况实时调整信号灯的变化,合理分配绿灯时间,优化交通信号配时方案,提高道路通行效率和交通安全性。

系统应具有智能化、自适应性和实时响应性,能够有效应对不同交通情况,提供个性化的交通管控解决方案。

二、系统架构智能交通灯控制系统的架构主要包括传感器模块、PLC控制器、交通信号灯、通信模块和监控终端等部分。

传感器模块用于感知道路上的车辆流量和行驶方向等信息,将数据传输给PLC控制器;PLC控制器根据传感器数据实时调整信号灯控制策略;交通信号灯根据PLC控制器的指令变化显示不同颜色信号;通信模块用于系统与监控终端之间的数据通信,监控终端用于监控系统运行状态和实时操作。

三、功能模块智能交通灯控制系统的功能模块包括车辆检测模块、信号灯控制模块、通信模块和监控模块等。

车辆检测模块通过车辆检测器实时感知道路上的车辆流量和行驶方向等信息;信号灯控制模块根据车辆检测模块的数据智能调整信号灯配时,实现绿灯优先和拥堵车辆识别等功能;通信模块提供系统与监控终端之间的数据传输通道,实现数据交换和远程监控;监控模块实时监测系统运行状态和信号灯显示情况,可对系统进行远程操作和管理。

四、硬件设备智能交通灯控制系统的硬件设备主要包括传感器、PLC控制器、交通信号灯、通信模块和监控终端等部分。

传感器用于感知车辆流量和行驶方向等信息;PLC控制器用于处理传感器数据,实现信号灯的智能控制;交通信号灯显示不同颜色信号,指示不同车辆通行状态;通信模块提供系统与监控终端之间的数据传输通道;监控终端用于监控系统运行状态和实时操作。

plc智能交通灯控制系统设计毕业论文

plc智能交通灯控制系统设计毕业论文

PLC智能交通灯控制系统设计作者:[作者姓名]日期:[日期]摘要本文介绍了基于PLC的智能交通灯控制系统的设计和实现。

通过使用PLC控制器作为系统的核心,结合交通检测技术和信号控制算法,实现了交通灯的智能控制,提高了交通流量的效率和道路安全性。

1. 引言智能交通灯控制系统是现代城市交通管理的重要组成部分。

传统的交通灯控制系统在道路流量变化较大或特定时段出现交通事故时,常常出现流量分配不均、交通拥堵或道路交通事故发生率升高的问题。

因此,设计一种基于PLC的智能交通灯控制系统,能够根据实时交通流量和道路情况,动态调整交通灯的信号控制策略,以提高交通流量的效率和道路的安全性,具有重要的实际意义。

2. 系统设计2.1 硬件设计本系统的硬件设计主要包括:PLC控制器、交通检测器、信号灯和电源。

在本设计中,我们选择使用PLC控制器作为系统的核心控制单元。

PLC具有高可靠性、多功能和易于编程的特点,非常适合交通灯控制系统的设计。

交通检测器用于实时检测交通流量信息,通过传感器等设备将检测数据传输给PLC控制器。

信号灯则根据PLC控制器的输出信号进行控制。

电源用于为整个系统提供稳定的电能。

2.2 软件设计本系统的软件设计主要包括:编程环境选择、PLC程序设计和信号控制算法设计。

在本设计中,我们选择使用适合PLC编程的开发环境进行程序设计。

根据系统功能和要求,我们设计了相应的PLC控制程序,包括交通流量检测、信号灯控制和交通流量调整等功能。

同时,我们还设计了一套合理的信号控制算法,根据实时的交通流量信息和道路情况,动态调整交通灯的信号灯时序和绿灯时间,以达到提高交通流量效率和道路安全性的目的。

3. 系统实现3.1 硬件连接在实现过程中,我们按照系统设计的硬件设计部分,进行了相应的硬件连接。

将交通检测器与PLC控制器连接,将PLC控制器与信号灯连接,并为整个系统接通电源,以提供所需的电能。

3.2 软件编程根据系统设计的软件设计部分,我们使用相应的编程环境进行PLC程序的编程。

毕业设计基于PLC的智能交通灯监控系统设计范本

毕业设计基于PLC的智能交通灯监控系统设计范本

毕业设计基于PLC 的智能交通灯监控系统设计北京工业职业技术学院机电系毕业论文基于PLC的智能交通灯监控系统设计摘要当前,中国许多大中城市的交通压力都非常大。

部分交通路口的信号灯工作时间不合理,交通违章或肇事记录不确切。

因此,改进与提高现有的交通系统工作效率,加强交通路口的信号灯控制和安全状况的监控是非常重要的。

本设计主要设计利用PLC来实现十字路口交通灯的控制与监控。

经过交通中心的主机根据具体城市各路口的需要控制各个十字路口的PLC,从而控制十字路口交通灯的变化,以及对各个路口的安全状况进行监控,监控机动车是否违章、是否肇事,并把记录的结果存储、上传和处理。

本设计的上位机采用PC机,使用VB高级语言做监控界面。

经过安装在十字路口的监控设备以及移动电子监控设备,对各个十字路口的安全状况进行监控。

下位机采用德国西门子的S7-200系列的CPU226做主机,配以扩展模块EM222。

设计中采用S7-200编程软件STEP 7 - Micro/WIN3.2进行编程。

采用顺序功能图与梯形图相结合的方法设计程序。

实现对城市十字路口的合理控制与监控。

关键词:PLC控制系统;梯形图;交通灯目录绪论 (4)第1章交通灯的发展现状 (5)1.1 交通灯监控系统的设计意义 (5)1.2 PLC控制设计内容及任务 (6)第2章交通灯系统总体方案论证 (6)2.1单片机系统控制 (6)2.2可编程序控制器控制 (9)2.3 继电器接触控制 (13)第 3 章系统硬件设计 (13)3.1项目描述 (14)3.2输入和输出点的分配表 (14)3.3 PLC接线图及梯形图 (15)3.4交通信号灯程序介绍 (16)第4章设计总结 (18)引言可变程序控制器(PLC)是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。

自60年代问世以来,PLC得到了突飞猛进的发展,特别在数据处理、网络通信及与DCS等集散系统融合方面有了很大的进展,可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具,得到了广泛的普及和推广应用。

智能交通灯PLC控制系统的设计

智能交通灯PLC控制系统的设计

智能交通灯PLC控制系统的设计一、本文概述随着城市化的快速发展,交通拥堵和交通事故的问题日益严重,智能交通系统因此应运而生。

作为智能交通系统的重要组成部分,智能交通灯控制系统在提高道路通行效率、保障交通安全方面发挥着至关重要的作用。

本文将对基于PLC(可编程逻辑控制器)的智能交通灯控制系统设计进行深入探讨,旨在通过技术创新提高交通管理效率,优化城市交通环境。

本文将首先介绍智能交通灯PLC控制系统的基本概念和原理,阐述其相较于传统交通灯控制系统的优势。

接着,将详细论述系统的设计过程,包括硬件选型、软件编程、系统架构搭建等关键环节。

还将探讨该系统的实际应用效果,分析其对交通流量、交通安全等方面的影响。

通过本文的研究,期望能够为智能交通灯PLC控制系统的设计提供有益的参考和借鉴,推动城市交通管理向更加智能化、高效化的方向发展。

也希望本文的研究能够为相关领域的技术创新和应用提供有益的启示和思路。

二、PLC基础知识介绍可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC)是一种专为工业环境设计的数字运算电子系统,用于实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字或模拟的输入/输出控制各种类型的机械设备或生产过程。

自20世纪60年代诞生以来,PLC以其高可靠性、强大的功能、灵活的配置和易于编程的特点,在工业控制领域得到了广泛应用。

PLC的基本结构主要包括中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)接口、电源以及通信接口等部分。

其中,CPU是PLC的核心,负责执行用户程序、处理数据、控制I/O接口等任务;存储器用于存储系统程序、用户程序及工作数据;I/O接口用于与外部的输入/输出设备连接,实现与外部世界的交互;电源为PLC提供稳定的工作电压;通信接口则用于PLC与其他设备或系统的数据交换和通信。

PLC的编程语言主要有梯形图(Ladder Diagram)、指令表(Instruction List)、功能块图(Function Block Diagram)等,这些语言直观、易学,方便工程师进行编程和调试。

基于plc的交通灯控制系统设计毕业论文

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基于PLC的交通灯控制系统设计摘要本文旨在设计一种基于可编程逻辑控制器(PLC)的交通灯控制系统,以提高交通流量的效率和安全性。

通过对交通流量进行实时监测和分析,本系统能够智能地调整交通灯的信号,以减少交通堵塞并提高道路行驶的流畅性。

本文详细介绍了设计思路、系统组成和实施细节,并通过仿真实验评估了系统的性能。

引言随着城市交通的快速发展和车辆数量的不断增加,交通拥堵问题日益严重。

在城市交通网络中,交通灯控制是一项重要的任务,直接影响道路交通的效率和安全性。

传统的固定时序交通灯控制方法难以适应实际交通流量的变化,无法灵活地调整信号时长,导致交通堵塞和延误。

为了解决这些问题,本文提出一种基于PLC的交通灯控制系统。

PLC是一种具有高可靠性和稳定性的工业控制设备,能够实时监测和控制多种设备,广泛应用于工业自动化领域。

通过将PLC应用于交通灯控制系统,我们可以实现实时监测和智能调整信号时长的目标。

系统设计硬件组成本系统的硬件组成主要包括传感器模块、PLC控制器和执行机构三个部分。

传感器模块传感器模块用于实时监测交通流量和车辆状况。

常用的传感器包括车辆检测器和红外线传感器。

车辆检测器安装在道路上,通过检测车辆经过的时间和数量,来判断交通流量的大小。

红外线传感器则可以检测车辆的距离和速度,辅助系统判断车辆状况。

PLC控制器PLC控制器是系统的核心部分,负责实时监测传感器数据并控制交通灯的信号。

它具有高速的数据处理能力和可编程的逻辑控制功能,可以根据用户设定的算法进行智能决策,并实时调整交通灯的信号时长。

执行机构执行机构用于实际控制交通灯的信号。

常见的执行机构包括信号灯、声音报警器和红绿灯控制器。

根据PLC控制器的指令,执行机构能够准确地显示交通信号,并为行驶车辆提供指示和警示。

系统实施数据采集与处理系统通过传感器模块实时采集交通流量和车辆状况的数据,并将其传输给PLC控制器。

PLC控制器对接收到的数据进行处理和分析,根据预设的算法和逻辑进行决策,输出控制信号。

基于plc的智能交通灯控制系统设计毕业论文plc交通灯控制系统的设计

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基于plc的智能交通灯控制系统设计毕业论文plc交通灯控制系统的设计毕业论文(设计)论文题目智能交通灯设计 (英文) the design of intelligent traffic lights 学院:专业:车辆工程姓名:学号:指导教师: 20XX 年月日摘要 PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。

它具有结构简单、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。

据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。

专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。

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。

同时,PLC本身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成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。

关键字:交通灯 PLC 通讯科学管理渐进式交通灯梯形图Abstract The programmable preface in PLC controlleris a kind of new industry controls the device,it regard microprocessor as the foundation, synthesizing the calculator technique, automatic control technique to develop with the munication technique .It has the construction simple, the plait distance is convenient,high etc. in dependable advantage, already extensive used for the industry process with the automatic control ofthe position inside.According to the covariance, the programmable controller is a kind of equipments that industry automate to equip the inside the application at most.The expert thinks, the programmable controller will bee the main means that aftertime industry control withthe one of the important foundation equipmentses, the PLC, robot, CAD/ CAM will bee three major of pillar that industry produce.Because the PLC has to the strong characteristic in adaptability in environment in usage,its inner part settles at the same time the machine resources is abundant very, can to current widespreadusage of“ enter the type gradually“ the signal beacon proceeds the precision controls, special the oscular control in a many branch roads can realizesexpediently.So that is applied the PLC more and more nowin transportation light system inside.At the same time, PLC still ha ve the munication inter function,constitute the same of the signal beacon on the road athe bureau area proceeds to unify to adjust a management, can shorten the vehicle go through waiting time,realizing scientific management. Keywords: The transportation light, PLC , munication,scientific management,enter the type gradually 目录第一章绪论···························································1 1.1 引言································································1 1.2 智能交通灯国内外发展状况·········································1 1.3 本课题的主要研究内容···························..................2 第二章 PLC的功能介绍..............................................4 2.1 PLC的基本概念和基本结构.........................................4 2.2 PLC的特点和应用领域..............................................6 2.3 PLC的工作原理.. (7)2.4PLC的性能指标和软体统········································ 9 第三章基于PLC的智能交通灯控制系统设计·················123.1 PLC型号的选定以及可行性分析····································12 3.2 光电计数器与选型·················································12 3.3光电计数器的铺设·················································13 3.4设计思路...........................................................14 3.5 I/O地址的分配....................................................17 3.6交通灯各种情况的时序分析........................................18 3.7主程序的设计 (19)3.8运行与调试························································30 第四章总结与展望··················································31 参考文献································································32 致谢······································································33 第一章绪论 1.1引言目前,我国许多大中城市的交通压力都非常大。

《基于PLC的十路口智能交通灯监控系统设计》

《基于PLC的十路口智能交通灯监控系统设计》

《基于PLC的十路口智能交通灯监控系统设计》一、系统设计概述本系统针对一个十路口的交通信号控制进行设计,通过PLC(可编程逻辑控制器)来实现信号灯的智能控制。

系统分为信号灯控制模块、车辆检测模块和人行检测模块三大部分。

信号灯控制模块负责根据实时交通情况控制信号灯的亮灭,确保交通的顺畅和安全。

车辆检测模块通过传感器检测车辆的行驶情况,以便及时调整信号灯的状态。

人行检测模块则用于检测行人的穿越情况,避免行人与车辆的冲突。

二、系统硬件设计本系统的硬件主要包括PLC、交通信号灯、车辆检测器和人行检测器。

PLC作为系统的核心控制器,负责整个系统的逻辑控制。

交通信号灯通过PLC控制输出端口的电气信号来实现红绿灯的控制。

车辆检测器和人行检测器分别通过传感器检测车辆和行人的情况,并将检测到的信息传输给PLC,供其决定信号灯的状态。

三、系统软件设计系统的软件通过PLC编程来实现。

主要包括交通信号控制逻辑、车辆检测逻辑和人行检测逻辑。

交通信号控制逻辑根据系统的运行状态和检测到的车辆、行人信息,来决定各个路口的信号灯状态。

例如,在检测到有车辆等待时,会尽快将红灯变为绿灯。

车辆检测逻辑主要负责检测车辆行驶情况,包括车辆的数量和行驶方向。

人行检测逻辑则检测行人的穿越情况,以避免交通事故的发生。

四、系统功能实现本系统可以实现以下功能:1.根据交通流量实时调节信号灯的时间,以提高交通效率;2.实时检测车辆和行人的情况,确保行人和车辆的安全通行;3.支持手动操作模式,用于特殊情况下的灯光控制;4.支持故障检测和报警功能,提高系统的稳定性和可靠性。

五、系统优势及应用本系统的优势在于能够实现智能化的信号灯控制,根据实时情况灵活调整信号灯的状态,提高交通的顺畅性和安全性。

此外,本系统采用PLC 作为控制器,具有较高的稳定性和可靠性,适合用于繁忙的十路口交通管理。

六、总结本文介绍了一种基于PLC的十路口智能交通灯监控系统设计。

通过PLC控制器和各类传感器的配合,实现了信号灯的智能控制、车辆和行人的实时检测,并提高了交通的安全和效率。

基于PLC控制的交通灯系统设计

基于PLC控制的交通灯系统设计

基于PLC控制的交通灯系统设计一、本文概述随着城市化进程的加速和科技的不断进步,交通拥堵和交通安全问题日益突出,对交通管理提出了更高的要求。

在这样的背景下,基于PLC(可编程逻辑控制器)控制的交通灯系统设计成为了解决这一问题的有效手段。

本文旨在探讨基于PLC控制的交通灯系统的设计方案,包括系统的硬件组成、软件编程、控制逻辑以及实际应用效果等方面。

通过深入研究和实践,本文旨在为读者提供一个全面、系统的交通灯系统设计思路,以期在缓解交通压力、提高交通效率、保障交通安全等方面发挥积极作用。

本文将首先介绍交通灯系统的基本概念和作用,然后重点阐述PLC在交通灯系统中的应用优势。

接着,将详细介绍基于PLC的交通灯系统设计方案,包括硬件选型、软件编程、控制逻辑设置等关键步骤。

在此基础上,本文将通过实际案例分析,探讨该设计方案的实施效果及存在的问题,并提出相应的改进措施。

将对基于PLC控制的交通灯系统的发展前景进行展望,以期为未来交通管理领域的技术创新提供参考和借鉴。

二、PLC基础知识PLC,即可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一种专为工业环境设计,用于数字运算操作的电子系统。

它采用了可编程的存储器,用于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的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。

PLC的基本结构包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出接口、电源和编程器等部分。

其中,CPU是PLC的核心,负责执行用户程序,完成各种控制功能;存储器用于存储系统程序、用户程序和数据;输入输出接口则负责实现PLC与外部设备的连接,完成数据的输入和输出;电源则为PLC提供稳定的工作电压;编程器则是用户用来编写、修改和调试用户程序的工具。

PLC的主要特点包括可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、易于实现、适应性强、灵活性好、体积小、能耗低、维护方便等。

基于PLC的交通信号灯智能控制系统设计

基于PLC的交通信号灯智能控制系统设计

基于PLC的交通信号灯智能控制系统设计随着城市化进程的加速和交通需求的增长,交通信号灯在城市交通管理中的地位日益重要。

传统的交通信号灯控制系统往往采用定时控制方式,无法适应实时变化的交通流状况,容易导致交通拥堵和安全隐患。

为了解决这一问题,本文将介绍一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的交通信号灯智能控制系统设计。

一、系统概述基于PLC的交通信号灯智能控制系统主要由PLC、传感器、信号灯和通信模块组成。

PLC作为核心控制器,负责处理传感器采集的交通流数据,根据预设的控制策略调整信号灯的亮灭时间,实现交通信号灯的智能控制。

二、硬件设计1、PLC选型PLC作为控制系统的核心,需要具备处理速度快、输入输出接口丰富、稳定可靠等特性。

本文选用某品牌的高性能PLC,具有16个输入接口和8个输出接口,运行速度可达纳秒级。

2、传感器选型传感器主要用于采集交通流的实时数据,如车流量、车速等。

本文选用微波雷达传感器,可实时监测车流量和车速,具有测量精度高、抗干扰能力强等优点。

3、信号灯设计信号灯是交通信号控制系统的执行机构,本文选用LED信号灯,具有亮度高、寿命长、能耗低等优点。

每盏信号灯均配备独立的驱动电路,由PLC通过输出接口进行控制。

4、通信模块设计通信模块负责将PLC采集的数据传输至上级管理系统,同时接收上级管理系统的控制指令。

本文选用GPRS通信模块,具有传输速度快、稳定性高等优点。

三、软件设计1、控制策略设计本文采用模糊控制算法作为交通信号灯的控制策略。

模糊控制算法通过对车流量和车速进行模糊化处理,将它们转化为PLC可以处理的模糊变量,再根据预设的模糊规则进行调整,实现信号灯的智能控制。

2、数据处理流程设计数据处理流程包括数据采集、数据处理和数据传输三个环节。

传感器采集车流量和车速数据;然后,PLC根据控制策略对数据进行处理;通过通信模块将处理后的数据上传至上级管理系统。

同时,PLC还会接收上级管理系统的控制指令,根据指令调整信号灯的亮灭时间。

基于PLC交通灯控制系统毕业设计(论文)

基于PLC交通灯控制系统毕业设计(论文)

毕业论文基于PLC与组态王的交通灯监控设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

基于PLC的自适应交通灯智能控制系统设计

基于PLC的自适应交通灯智能控制系统设计

基于PLC的自适应交通灯智能控制系统设计一、概述随着城市化进程的加速和机动车数量的不断增加,交通拥堵和交通事故频发成为影响城市发展和市民生活质量的重要问题。

交通灯作为城市交通管理的重要设施,其控制策略的合理性和智能化程度直接关系到交通流的顺畅与安全。

传统的交通灯控制系统往往采用固定的配时方案,难以适应不同时间段和交通流量的变化,导致交通资源的浪费和交通拥堵的加剧。

开发一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的自适应交通灯智能控制系统,实现对交通流量的实时感知和智能调控,具有重要的现实意义和应用价值。

本文旨在设计一种基于PLC的自适应交通灯智能控制系统,通过对交通流量的实时监测和分析,动态调整交通灯的配时方案,以提高交通流的顺畅性和安全性。

该系统利用PLC作为核心控制器,通过编程实现交通灯控制逻辑的灵活配置和快速响应。

同时,结合传感器技术和通信技术,实现对交通流量的实时数据采集和传输,为智能控制提供数据支持。

本文首先介绍了交通灯控制系统的发展历程和现状,分析了传统交通灯控制系统的不足和改进需求。

详细阐述了基于PLC的自适应交通灯智能控制系统的总体架构和主要功能,包括交通流量监测、数据处理与分析、智能控制策略等。

接着,对系统的硬件组成和软件设计进行了详细说明,包括PLC的选型与配置、传感器的选择与布置、通信协议的选择与实现等。

通过实际应用案例的分析和比较,验证了该系统的有效性和优越性。

本文的研究成果将为城市交通管理提供一种新的智能化解决方案,有助于缓解交通拥堵、提高交通效率、减少交通事故,为城市可持续发展和市民出行提供有力支持。

同时,也为PLC在智能交通领域的应用提供了有益的参考和借鉴。

1. 交通灯控制系统的重要性和现状目前,交通灯控制系统主要依赖于预设的时序方案,这些方案往往无法根据实际情况做出灵活调整,容易造成交通拥堵和安全隐患。

现有的控制系统缺乏与其他交通管理系统的协同能力,无法实现信息共享和优化调度。

基于PLC的交通信号灯智能控制系统设计

基于PLC的交通信号灯智能控制系统设计

基于PLC的交通信号灯智能控制系统设计基于PLC的交通信号灯智能控制系统设计随着城市化进程的加速和交通流量的增长,交通信号灯在道路交通中的作用日益重要。

为了提高交通效率,减少交通拥堵,设计一种基于可编程逻辑控制器(PLC)的智能交通信号灯控制系统显得至关重要。

可编程逻辑控制器(PLC)是一种专为工业环境设计的数字运算操作系统,它具有高可靠性、高抗干扰能力、编程简单等特点,已被广泛应用于工业控制领域。

利用PLC来实现交通信号灯的智能控制,不仅可以提高信号灯的工作稳定性,还能实现更加灵活和智能的交通管理。

设计基于PLC的交通信号灯智能控制系统,主要需要考虑以下几个方面:1、系统架构:系统应分为硬件和软件两个部分。

硬件部分包括PLC、交通信号灯、传感器、通信设备等;软件部分则包括控制算法、人机界面等。

2、控制算法:根据实时交通状况和用户设定,系统需要设计相应的控制算法来动态调整信号灯的配时,以实现最优的交通流控制。

3、人机界面:为了方便用户操作和监控系统状态,系统应设计一个友好、直观的人机界面。

4、通信:系统应具备强大的通信能力,能够实时收集各个信号灯的工作状态,并下发控制指令。

5、故障检测与恢复:为了保障系统的稳定运行,系统应具备故障检测与恢复能力,能在发生故障时自动切换到备份设备,并及时通知维护人员。

通过以上设计,基于PLC的交通信号灯智能控制系统可以实现对交通信号灯的精准控制,有效提高道路通行效率,降低交通拥堵。

该系统还具有强大的可扩展性和灵活性,可以方便地与其他交通管理设备进行集成,以实现更加全面和智能的交通管理。

总的来说,基于PLC的交通信号灯智能控制系统是一种集成了自动化控制、通信、等技术的先进解决方案,它可以显著提升交通管理的效率和智能化水平,为城市的可持续发展提供有力支持。

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北京工业职业技术学院机电系毕业论文基于PLC的智能交通灯监控系统设计摘要目前,我国许多大中城市的交通压力都非常大。

部分交通路口的信号灯工作时间不合理,交通违章或肇事记录不确切。

所以,改善与提高现有的交通系统工作效率,加强交通路口的信号灯控制和安全状况的监控是非常重要的。

本设计主要设计利用PLC来实现十字路口交通灯的控制与监控。

通过交通中心的主机根据具体城市各路口的需要控制各个十字路口的PLC,从而控制十字路口交通灯的变化,以及对各个路口的安全状况进行监控,监控机动车是否违章、是否肇事,并把记录的结果存储、上传和处理。

本设计的上位机采用PC机,使用VB高级语言做监控界面。

通过安装在十字路口的监控设备以及移动电子监控设备,对各个十字路口的安全状况进行监控。

下位机采用德国西门子的S7-200系列的CPU226做主机,配以扩展模块EM222。

设计中采用S7-200编程软件STEP 7 - Micro/WIN3.2进行编程。

采用顺序功能图与梯形图相结合的方法设计程序。

实现对城市十字路口的合理控制与监控。

关键词:PLC控制系统;梯形图;交通灯目录绪论............................................................................. (4)第1章交通灯的发展现状 (5)1.1 交通灯监控系统的设计意义 (5)1.2 PLC控制设计内容及任务 (6)第2章交通灯系统总体方案论证 (6)2.1单片机系统控制 (6)2.2可编程序控制器控制 (9)2.3 继电器接触控制 (1)3第 3 章系统硬件设计 (13)3.1项目描述............................................................................. .. (14)3.2输入和输出点的分配表 (14)3.3 PLC接线图及梯形图 (15)3.4交通信号灯程序介绍 (16)第4章设计总结........................................................................... (18)引言可变程序控制器(PLC)是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。

自60年代问世以来,PLC得到了突飞猛进的发展,尤其在数据处理、网络通信及与DCS 等集散系统融合方面有了很大的进展,可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具,得到了广泛的普及和推广应用。

交通信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。

为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化。

用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。

分析了现代城市交通控制与管理问题的现状,结合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PLC设计方案。

可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要,广泛的应用于各个行业。

随着科技的发展,可编程控制器的功能日益完善,加上小型化、价格低、可靠性高,在现代工业中的作用更加突出。

第一章交通灯的发展现状近年来,随着我国经济的发展,城市的交通拥挤问题日趋严重,因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。

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,有多种对十字路口交通灯的改良设计,有一种用PLC对道路十字路口交通灯作自适应模糊控制的方法,较好地解决了车辆流量不均衡、不稳定的问题。

因此,十字路口交通灯控制的设计还存在非常广阔的前景。

1.1交通灯监控系统的设计意义交通信号灯智能控制系统为改善城市交通拥堵,提高道路的交通运输能力发挥了积极作用。

本系统设计实现了十字路口信号灯自动化、智能化、人性化实时控制。

通过系统功能扩展,系统亦可应用于其他控制领域,应用前景广阔。

当前,在世界范围内,一个以微电子技术,计算机和通信技术为先导的,以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。

而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题,也是当今计算机应用中空前活跃的领域。

本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理,用以控制过往车辆的正常运作PLC控制设计内容及任务:(1)根据设计任务书,进行工艺分析,并确定控制方案,它是设计的依据.(2)选择输入设备(如按钮,开关,传感器等)和输出设备(如继电器,接触器,指示灯等执行机构).(3)选定PLC的型号(包括机型,容量,I/O模块和电源等).(4)分配PLC的I/O点,绘制PLC的I/O硬件接线图.(5)编写程序并调试.(6)设计控制系统的操作台,电气控制柜等以及安装接线图.(7)编写设计说明书和使用说明书.1.2交通信号机的功能及特点:(1) 具有多种信号控制模式:主控模式、无电缆控制模式、单点控制模式、多时段控制模式、手动控制模式和黄闪控制模式等。

(2) 功能参数设定:可进行日期、时间设定、多时段日时设定、感应参数设定、特殊日设定、周期时间、绿信比和相位差设定。

(3) 自检测功能:可进行系统自检、绿冲突检测、灯故障检测、继电器故障检测。

如果发生故障,将显示在信号机控制面板上以提醒用户。

(4) 强大的输入/ 输出功能:具有多输出通道和多输入通道,可实现对十字、三叉和多叉路口的灯控输出和检测功能。

(5) 友好的人机界面:具有画面信息大等特点,用户可通过手动开关和键盘对信号机进行设定和控制。

第二章交通灯系统总体方案论证2.1单片机系统控制单片机最突出的特点是面向控制,能有针对性地解决各类工业控制问题,特别适用于较高速和较复杂的实时控制应用。

单片机控制技术是关于单片机与控制系统方面的综合技术,是单片机、控制、电子技术、网络通信等多学科内容的集成。

单片机控制系统由单片机系统和工业对象组成,单片机系统由硬件和软件两部分组成。

硬件是指单片机本身以及外围设备实体,包括单片机、过程I/O通道及接口,人机联系设备及借口、外部存储器等。

工业对象包括被控对象、测量变送、执行机构和电气开关等装置。

软件是指管理单片机的程序以及过程控制的应用程序。

单片机是单片机控制系统的核心,完成巡回检测、数据处理、控制逻辑判断等工作。

过程I/O输出通道及接口分为模拟量和数字量两种。

数字量包括开关量、脉冲量和数据数码,它们负责单片机与工业对象的信息传递和变换。

过程输入通道及接口将工业对象的参数转换成单片机可接受的数字量。

过程输出设备及借口包括显示操作台、屏幕显示器或数字显示器、键盘、打印机、记录仪等,他们是操作人员和单片机系统进行联系的工具。

单片机控制系统的设计:CPU采用8031芯片8031芯片內部具有128字节数据存储器RAM,地址为佳00H—7FH,用作工作寄存器。

堆栈,软件标志和数据缓冲器,CPU对内部RAM有较为有效的操作指令。

另加有128字节的特殊功能寄存器,地址为80H---7FH。

是用于对片内各功能模块进行管理,控制,监视等。

8031芯片内部虽然没有程序存储器,只有128字节ROM,在组成该系统时RAM不够用。

现外接一片6264芯片来扩展8031的RAM存储器。

8031是一个无ROM的CPU。

单片的8031不能满足设计要求,不能够成完整的计算机。

外接两片2764,一片作为系统存储器,一片作为加工程序存储器。

8031的输入、输出(I/O)口线不多,不能满足设计要求,现外接两片8155芯片以扩展I/O口。

8031芯片的P0和P2接口用来传送外部存储器的地址和数据。

P0口传送高8位地址,P2口传送低8位地址和数据,故要采用74LS373地址锁存器,锁存底8位。

ALE作为选通信号,当ALE为高电平,锁存器的输入和输出`透明,既输入的低8位存储器地址在输出端出现。

此时不需锁存。

当ALE从高电平变为低电平,出现下降沿时,低8位地址存入地址锁存器重中,74LS373的输出不再随输入变化,即地质被锁存。

这样P0口就可以传送读写的树据。

8031芯片的P2口和74LS373送出的P2口共同组成它的地址,2764和6264芯片都是8kb,需要13根地址线。

A0—A7低8接74LS373芯片的输出,A8—A12接8031芯片的P2.0—P2.4,系统采用全地译码,两片2764芯片片选信号CE分别接74LS138译码器的Y0和Y1,系统复位以后从0000H开始执行。

6264芯片的片选信号CE接74LS132的Y2。

单片机扩展系统允许程序存储器和数据存储器独立编址(即地址重叠)。

在本次设计并没有地址重叠。

8031芯片的控制信号PSEN 接2764的OE引脚,作为外部程序存储器的选通信号。

读写控制信号WR和RD 分部接6264芯片的WE和OE。

以实现对外部数据存储器的读写。

由于8031芯片内部无ROM,故要选外部程序存储器,且其EA必须接地。

XTAL1为芯片内部振荡电路的输入端,XTAL0为芯片内部振荡电路的输出端,系统采用内部时钟电路。

在XTAL1、XTAL2引脚上接定时元件,内部振荡电路产生自激振荡,定时电路一般用石英晶体和电容组成的并联电路。

晶振可以在1.2—12MHZ之间任选。

现选晶振的频率为6MHZ。

电容在5—30PF之间。

现取30PF 电容。

电容对振荡频率有微小的影响。

RESET为复位控制。

当RESET出现高电平时,8031被初始化复位。

只要输入端保持高电平则将循环复位。

在复位有效期间ALE、PSEN口输出高电平。

当RESET 输入端返回底电平后,CPU从而地址执行程序。

设计中采用上电复位和开关复位两种电路。

8155采用开关复位方式。

由于采用外部程序存储器,所以EA/LPP接地。

I/O接口电路由于分别只有P1口和P2口部分能提供用户作为I/O口使用。

不能满足输入输出的需要,因而系统必须扩展输入输出接口电路。

本系统扩展了两片8155接口芯片,8155的片选信号CE接口分别接74LS138的Y3和Y4端。

74LS138译码器有三个输入口A、B、C,分别接到8031的P2.5、P2.6、P2.7端,输出Y0—Y7 八个信号,底电平有效。

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