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基于Proteus的智能交通灯设计与仿真实现论文
交通灯有两种，给机动车看的叫机动车灯，通常指由红、黄、绿（绿为蓝绿）三种颜色灯组成用来指挥交通通行的信号灯。给行人看的叫人行横道灯，通常指由红、绿（绿为蓝绿）二种颜色灯组成用来指挥交通通行的信号灯，红灯停，绿灯行。下面是我为你带来的 基于Proteus的智能交通灯设计与仿真实现论文，欢迎阅读。
摘要：针对现实中越来越严重的城市交通拥堵现象，文章介绍了一种十字路口交通信号灯智能控制系统。该系统实现了正常时段交通信号灯的轮换，解决了十字路口车辆的正常行驶；并可通过外部中断或手动设置解决一些紧急事件或由于某方向车道车流量不均衡所造成的十字路口交通资源浪费或堵塞问题。通过在Proteus V7.8仿真平台中运行，系统具有较强的可靠性。
关键词：Proteus；智能交通灯；仿真实验
随着现代化社会经济的快速发展，城市车辆大幅度增加，交通拥挤、道路阻塞、车辆通行缓慢等问题受到了人们极大的关注，特别是早晚交通高峰时的十字路口，因此智能交通控制就显得尤为重要。传统的交通灯控制，是根据一定时间段的各车道车流量的调查而分配出的相对合理的固定周期换灯的控制方式，不管是车流高峰还是低谷；也有一些交通灯能根据简单划分的时间段来调整时间，但控制起来不是很灵活，这使得城市车流的调节不能达到最优，经常出现通行时间与车流量不相适应的'情况，特别是特定时间的十字路口，会出现某一方向车辆早已通行完，而另一方向车辆排队等绿灯的情况[1]。本文介绍的是一种采用8086 CPU和8259中断控制器配以7段数码管设计实现的十字路口智能交通灯控制系统，其能根据实时车流量对路口的绿灯时间进行动态调节，大大加强了其灵活性和实时性，并通过Proteus仿真软件平台实现了仿真。
一、总体设计方案
本文以十字路口单行车辆通行为研究对象，东南西北四个方向对应路口都设绿、红、黄三色圆灯信号（东西为一向，南北为一向），正常工作状态见表1，具体控制思想如下：（1）车辆流量的采集；（2）分析计算停止车辆排队长度，计算车流量比值，以1为基值判断双方车流量大小；（3）车辆输出量确认，根据各个方向车辆排队长度给定每个路口的红、绿灯时间值；（4）根据比值，增减另一方向车辆红、绿灯时长；（5）以3秒钟为单位，最大变化不超过18秒；（6）检测采用每周期循环一次，从而实现对整个信号灯的智能控制。
按照此思想，系统主要包括6个模块，如图1所示。以8086 CPU为主控制器，控制其他模块协调工作。其中信号灯模块显示各车道的通行情况；数码管倒计时模块显示信号灯燃亮时间；闯红灯报警模块实时监测车辆违规行为；紧急通行模块用于处理非正常通行，以外部中断方式控制[2]；时间手动设置模块以通过键盘进行手动设置，增加人为的可控性，用于在紧急状态下，通过设置所有灯变为红灯以避免自动故障和意外发生。
二、Proteus仿真设计
1.Proteus仿真平台简介。Proteus是英国Labcenter electronics公司研发的多功能EDA软件，其由ISIS原理图编辑与仿真软件包和ARES布线编辑软件包组成，是目前世界上唯一将电路仿真、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。Proteus V7.5 SP3以上的版本中增加了对8086 CPU及相关接口芯片的仿真功能。另外，Proteus还提供有示波器、逻辑分析仪、信号发生器、交直流电压/电流表、数字图案发生器、定时器/计数器、逻辑探头、虚拟终端等很多虚拟仪器，是一个全开放性的仿真实验平台，相当于一个设备齐全的综合性实验室。本文介绍所使用的为Proteus V7.8软件。Proteus本身未提供8086编译器，而是通过添加外部代码编译器，将编写好的源程序加入工程，编译并生成可执行程序。本文介绍的采用EMU8086提供的编译环境进行程序的编写和汇编。EMU8086是一可在Windows环境下运行的8086 CPU汇编真软件，其集成了文本编辑器、编译器、反编译器、真调试、虚拟设备和驱动器为一体。Proteus仅支持8086最小模式，8086模型可直接加载BIN、COM和EXE格式的文件到内部RAM中，不需要DOS，而且允许对Microsoft（Codeview）和Borland格式中包含了调试通过的程序可以进行源程序或反汇编后的调试，因此源码汇编和链接过程的参数相当重要[3]。
2.信号灯电路设计。信号灯组由红、黄、绿三色灯组成，4组共12盏灯，其亮灭及闪烁方式与十字路口的红、黄、绿灯同步，由8255A芯片的A口通过方式0控制6个开关量（12盏灯）；七段数码管采用共阴极接法，由8255A芯片的B口通过方式0输出控制，其中低四位控制个位显示，高四位控制十位显示。8259中断控制器的IR0接8253的OUT2，实现对于紧急情况的外部中断处理。譬如控制红绿信号灯，实现相应车道通行、另一车道禁行，同时熄灭所有的数码管；或者遇有某方向路段忙时，信号灯的燃亮时间可根据车流量情况设置时间。
3.软件设计。程序主要包括“jjsj”和“zcsj”两个子程序。系统正常运行都在执行“zcsj”子程序，初始化十字路口的交通信号灯状态及燃亮时间，启动8253定时器数码管开始倒计时。在倒计时期间，当遇有某方向车辆特别多或遇忙等其他紧急情况时，通过外部中断请求执行“jjsj”子程序模块。绿灯倒计时完毕后，转换黄色信号灯，持续到规定时间后，东西和南北方向路口信号灯互换，如此一直循环运行[4]。程序设计流程如图2所示。
三、Proteus仿真实现
1.8255A初始化。从图3所示的硬件原理图得知，8255A芯片的片选端连接在74HC154译码器的输出端，74HC154的4个引脚D、C、B、A分别与锁存器74LS273输出的A12、A11、A10、A9相连，当A12、A11、A10、A9=0001时8255A有效，所以8255A的4个端口地址分别为0200H、0202H、0204H、0206H；初始化方式选择控制字为89H（A、B口方式0输出，C口方式0输入）。
2.实际问题处理。①定时时间的动态调整。定时时间设计为倒计时，用两位七段数码管显示，倒计时小于等于5秒时黄灯每0.5秒亮和灭切换一次，倒计时显示0秒时两个方向的红色灯和绿色灯切换。定时时间可以通过软件设计实现动态调整。方法为：将8253A计数器0工作在方式2，CLK0接2MHZ的时钟频率，设一计数初值（假设为2000），OUT0接CLK1，8253计数器1工作在方式0，设一计数初值（假设为500），则OUT1的输出频率为：2MHZ/2000/500=2HZ脉冲，相应周期为0.5秒。根据实际路况，通过改变计数初值可调整倒计时间。②时间差异。Proteus中利用8253A表示的时间和真实时间有差异，设定的时间比实际时间要长很多。所以，在仿真实验中为了看到与实际相符的交通灯变化，本应是0.5秒的时间需在源程序中将延时时间设置为0.25秒，这样运行起来更贴近实际[5，6]。
3.仿真效果。如图4所示为东西路口绿灯燃亮，南北路口红灯燃亮倒计时运行在18秒时的仿真结果图。
本系统以8086 CPU为核心，程序调试阶段采用EMU86进行在线编程及修改，设计的交通灯可控制十字路口的车辆及行人的交通管理，采用3个7段数码管，可以直观地显示红绿灯的开放和关闭时间。实际交通中的每个路口不完全一样，所以交通灯显示也没有固定规则，通常会根据具体情况设置相应的程序。由于Proteus没有提供箭头标志，本系统按单行道设计，指示灯不是专门的箭头指向灯，只是红、黄、绿三色圆灯信号灯，所以系统只考虑并实现了简单的十字路口交通行驶，即红灯亮时不能直行也不能左转，但可以右转；绿灯亮时，直行、左转、右转都可以，当遇有某方向车辆多或其他紧急情况时，通过中断可加以灵活性控制[7]。另外，系统在实现了十字路口基本的交通灯控制基础上，还引用了外部中断技术和时间手动设置，这可避免因无序和抢行等无控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪情况发生。Proteus从V8版本开始支持ARM/Cortex-M3，这样，将会给交通灯系统增添更多现代化功能。
参考文献：
[1]李萍.基于AT89S51的智能交通灯控制系统设计与仿真[J].电子设计工程，2014，22（01）：190-193.
[2]王维松，等.十字路口智能交通灯控制系统的FPGA实现[J].电子科技，2012，25（9）：37-39，44.
[3]顾晖，陈越，梁惺彦，等.微机原理与接口技术-基于8086和Proteus仿真[M].北京：电子工业出版社，2011：110-135
[4]周灵彬，任开杰.基于Proteus的电路与PCB设计[M].北京：电子工业出版社，2013：1-38.
[5]温志达，梁桂荣.基于车流量的智能交通灯控制系统[J].自动化技术与应用，2009，28（6）：115-118.
[6]张晓荣，李永红.智能交通灯的设计及其FPGA的实现[D].传感器世界，2013，（12）：27-30.
[7]赵金亮.自适应交通路口控制系统设计与实现[J].太原理工大学学报，2013，44（4）：531-535.
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用PLC实现智能交通控制 1 引言 据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况)，这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。 智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑，我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，并用PLC计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低。 2 车辆的存在与通过的检测 (1) 感应线圈(电感式传感器) 电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线(特别适合新铺道路，可用混凝土直接预埋，老路则需开挖再埋)。当有高频电流通过电感时，公路面上就会形成如图1(a)中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时，该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅(本论文所涉及的检测工作方式)和相位发生变化，因此，在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器，就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分，则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。 电感式传感器的高频电流频率为60kHz，尺寸为 2×3m，电感约为100μH.这种传感器可检测的电感变化率在0.3％以上[1，2]。 电感式传感器安装在公路下面，从交通安全和美观考虑, 它是理想的传感器。传感器最好选用防潮性能好的原材料。 (2) 电路 检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的检测器, 并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成:信号源部分、检测部分、比较鉴别部分。原理框图如图2所示, 输出脉冲波形见图1(b)。 (3) 传感器的铺设 车辆计数是智能控制的关键，为防止车辆出现漏检的现象，环状绝缘电线在地下的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地(停车线处)以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的传感器，方案如图3(以典型的十子路口为例)，同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时所允许的最长停车车龙为好。 3用PLC实现智能交通灯控制 3.1 控制系统的组成 车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器(PLC)来实现。当然，也可选用其他种类的计算机作为控制器。本例选用PLC作为控制器件是因为可编程控制器核心是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有高可靠性丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力;它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程;它采用模块化结构，编程简单，安装简单，维修方便[3]。 利用PLC，可使上述描叙的各传感器以及各道口的信号灯与之直接相连，非常方便可靠。 本设计例中,PLC选用FX2N-64，其输入端接收来自各个路口的车辆探测器测得的输出标准电脉冲，输出接十字路口的红绿信号交通灯。信号灯的选择:在本例中选用红、黄、绿发光二极管作为信号灯(箭头方向型)。 3.2 车流量的计量 车流量的计量有多种方式: (1) 每股行车道的车流量通过PLC分别统计。当车辆进入路口经过第一个传感器1(见图3)时，使统计数加1，经过第二个传感器2出路口时，使统计数减1，其差值为该股车道上车辆的滞留量(动态值)，可以与其他道的值进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (2) 先统计每股车道上车辆的滞留量，然后按大方向原则累加统计。如，将东西向的(见图3)左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加，再与其它的3个方向的车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (3) 统计每股车道上车辆的滞留量后按通行最大化原则(不影响行车安全的多道相向行驶)累加统计。如，东、西相向的2个左行、直行、右行道上的车辆的滞留量全部相加，再与南北向的总车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据(下面的例子就是按此种方式)。 以上计算判别全部由PLC完成。可以把以上不同计量判别方式编成不同的子程序，方便调用。 3.3 程序流程图 本例就上述所描述的车流量统计方式,就图3中的十字路口给出一例PLC自动调整红绿灯时长的程序流程图如图5所示，其行车顺序与现实生活中执行的一样[4]，只是时间长短不一样。 (1) 当各路口的车辆滞留量达一定值溢满时(相当于比较严重的堵车)，红绿灯切换采用现有的常规定时控制方式; (2) 当东、西向路口的车辆滞留量比南、北向路口的大时(反之亦然)，该方向的通行时间=最小通行定时时间＋自适应滞环比较增加的延时时间(是变化的)，但不大于允许的最大通行时间。其中最小定时时间是为了避免红绿灯切换过快之弊;最大通行时间是为了保障公平性，不能让其它的车或行人过分久等。进一步的说明在后面的注释中。 (3) 自适应滞环比较(本例的核心控制规律)增加的时间的确定若东、西向车辆滞留量≥南、北向一个偏差量σ(如30辆车或其它值)时，先让东、西向的左转弯车左行15s(定时控制，值可改)，再让直行车直行30s(直行时间的最小值，值可改)后再加一段延时保持，直至东、西向的车辆滞留量比南、北向的车辆滞留量还要少一个偏差量σ，才结束该方向的通行，切换到其它路上，否则一直延时继续通行下去，直至到达最大通行时间而强制切换。滞环特性如图6所示。实际应用时σ的值需整定，过小则导致红绿灯切换过频，过大又不能实现适时控制。 3.4 流程图注释 (1) 流程图中的15s、30s、75s等时间分别为交管部门定的车辆左转弯时间、直行最小时间、允许的最大通行时间;σ为车流量的偏差量。以上值及其4个路口车流量的满溢值均可在程序初始化中任意更改。 (2) 车辆左转弯是造成交通堵塞很重要的一个方面，应加以适当限制，故车辆左转弯始终采用最小定时控制，以减小系统的复杂程度，提高可靠性。 (3) 车辆通行的时间中包含绿、黄灯闪烁的时间，红、黄、绿各灯的切换与现用的方式相同，不再赘述。 (4) 人行道的红绿灯接线与现用的方式相同，其绿灯点亮的时刻与该方向车辆直行绿灯点亮的时刻同步一致，但要较车辆直行绿灯提前熄灭，采用定时控制，如绿灯定时亮18s。其目的是不让右转弯车辆过分受人行道灯的限制。若人车分流，右转弯车辆不受限制。较简单，流程图中略。 (5) 车流量的计量是不间断的，与控制呈并行关系，该系统属多任务处理，编程尤其应注意。 4 结束语 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低，特别适合繁忙的、未立交的交通路口，更适合于四个以上的路口，也可方便连网。 参考文献 [1] 黄继昌等. 传感器工作原理及应用实例[M]. 北京:人民邮电出版社,1998. [2 ]张万忠. 可编程控制器应用技术[M]. 北京:化学工业出版社,2001. [3] 英R.J.索尔特. 道路交通分析与设计[M]. 张佐周等译. 北京:中国建筑工业出版社,1982. 不是很完整，您可以拿去做借鉴， 希望对您有帮助。
内容简介： 毕业设计（论文） PLC交通灯电气控制设计，共17页，6857字 [摘 要]: 针对近年来城市交通的拥挤现象,特别是驾驶员违章严重、交通事故频发、车辆尾气污染等问题,介绍丁集计算机、信息、电子及通讯等众多高新技术手段于一体的智能交通指挥中心控制系统.该系统的安装及使用,大大缓解了城市道路堵塞现象、提高了道路的通行能力.减少了驾驶员违章的次数,抑制了交通事故的发生,同时对减轻车辆尾气排放,从而降低环境污染都起到了不可低估的作用. 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。 [关键词]: 交通控制 交通灯 PLC控制机下载地址
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用PLC实现智能交通控制 1 引言 据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况)，这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。 智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑，我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，并用PLC计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低。 2 车辆的存在与通过的检测 (1) 感应线圈(电感式传感器) 电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线(特别适合新铺道路，可用混凝土直接预埋，老路则需开挖再埋)。当有高频电流通过电感时，公路面上就会形成如图1(a)中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时，该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅(本论文所涉及的检测工作方式)和相位发生变化，因此，在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器，就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分，则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。 电感式传感器的高频电流频率为60kHz，尺寸为 2×3m，电感约为100μH.这种传感器可检测的电感变化率在0.3％以上[1，2]。 电感式传感器安装在公路下面，从交通安全和美观考虑, 它是理想的传感器。传感器最好选用防潮性能好的原材料。 (2) 电路 检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的检测器, 并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成:信号源部分、检测部分、比较鉴别部分。原理框图如图2所示, 输出脉冲波形见图1(b)。 (3) 传感器的铺设 车辆计数是智能控制的关键，为防止车辆出现漏检的现象，环状绝缘电线在地下的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地(停车线处)以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的传感器，方案如图3(以典型的十子路口为例)，同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时所允许的最长停车车龙为好。 3用PLC实现智能交通灯控制 3.1 控制系统的组成 车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器(PLC)来实现。当然，也可选用其他种类的计算机作为控制器。本例选用PLC作为控制器件是因为可编程控制器核心是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有高可靠性丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力;它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程;它采用模块化结构，编程简单，安装简单，维修方便[3]。 利用PLC，可使上述描叙的各传感器以及各道口的信号灯与之直接相连，非常方便可靠。 本设计例中,PLC选用FX2N-64，其输入端接收来自各个路口的车辆探测器测得的输出标准电脉冲，输出接十字路口的红绿信号交通灯。信号灯的选择:在本例中选用红、黄、绿发光二极管作为信号灯(箭头方向型)。 3.2 车流量的计量 车流量的计量有多种方式: (1) 每股行车道的车流量通过PLC分别统计。当车辆进入路口经过第一个传感器1(见图3)时，使统计数加1，经过第二个传感器2出路口时，使统计数减1，其差值为该股车道上车辆的滞留量(动态值)，可以与其他道的值进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (2) 先统计每股车道上车辆的滞留量，然后按大方向原则累加统计。如，将东西向的(见图3)左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加，再与其它的3个方向的车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (3) 统计每股车道上车辆的滞留量后按通行最大化原则(不影响行车安全的多道相向行驶)累加统计。如，东、西相向的2个左行、直行、右行道上的车辆的滞留量全部相加，再与南北向的总车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据(下面的例子就是按此种方式)。 以上计算判别全部由PLC完成。可以把以上不同计量判别方式编成不同的子程序，方便调用。 3.3 程序流程图 本例就上述所描述的车流量统计方式,就图3中的十字路口给出一例PLC自动调整红绿灯时长的程序流程图如图5所示，其行车顺序与现实生活中执行的一样[4]，只是时间长短不一样。 (1) 当各路口的车辆滞留量达一定值溢满时(相当于比较严重的堵车)，红绿灯切换采用现有的常规定时控制方式; (2) 当东、西向路口的车辆滞留量比南、北向路口的大时(反之亦然)，该方向的通行时间=最小通行定时时间＋自适应滞环比较增加的延时时间(是变化的)，但不大于允许的最大通行时间。其中最小定时时间是为了避免红绿灯切换过快之弊;最大通行时间是为了保障公平性，不能让其它的车或行人过分久等。进一步的说明在后面的注释中。 (3) 自适应滞环比较(本例的核心控制规律)增加的时间的确定若东、西向车辆滞留量≥南、北向一个偏差量σ(如30辆车或其它值)时，先让东、西向的左转弯车左行15s(定时控制，值可改)，再让直行车直行30s(直行时间的最小值，值可改)后再加一段延时保持，直至东、西向的车辆滞留量比南、北向的车辆滞留量还要少一个偏差量σ，才结束该方向的通行，切换到其它路上，否则一直延时继续通行下去，直至到达最大通行时间而强制切换。滞环特性如图6所示。实际应用时σ的值需整定，过小则导致红绿灯切换过频，过大又不能实现适时控制。 3.4 流程图注释 (1) 流程图中的15s、30s、75s等时间分别为交管部门定的车辆左转弯时间、直行最小时间、允许的最大通行时间;σ为车流量的偏差量。以上值及其4个路口车流量的满溢值均可在程序初始化中任意更改。 (2) 车辆左转弯是造成交通堵塞很重要的一个方面，应加以适当限制，故车辆左转弯始终采用最小定时控制，以减小系统的复杂程度，提高可靠性。 (3) 车辆通行的时间中包含绿、黄灯闪烁的时间，红、黄、绿各灯的切换与现用的方式相同，不再赘述。 (4) 人行道的红绿灯接线与现用的方式相同，其绿灯点亮的时刻与该方向车辆直行绿灯点亮的时刻同步一致，但要较车辆直行绿灯提前熄灭，采用定时控制，如绿灯定时亮18s。其目的是不让右转弯车辆过分受人行道灯的限制。若人车分流，右转弯车辆不受限制。较简单，流程图中略。 (5) 车流量的计量是不间断的，与控制呈并行关系，该系统属多任务处理，编程尤其应注意。 4 结束语 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低，特别适合繁忙的、未立交的交通路口，更适合于四个以上的路口，也可方便连网。 参考文献 [1] 黄继昌等. 传感器工作原理及应用实例[M]. 北京:人民邮电出版社,1998. [2 ]张万忠. 可编程控制器应用技术[M]. 北京:化学工业出版社,2001. [3] 英R.J.索尔特. 道路交通分析与设计[M]. 张佐周等译. 北京:中国建筑工业出版社,1982. 不是很完整，您可以拿去做借鉴， 希望对您有帮助。
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西门子PLC交通灯毕业设计论文编号:ZD033 字数:11073,页数:32 包括源程序摘 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。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此，笔者进行了深入的研究，本文就城乡交通灯模拟控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。实现路口交通灯系统的控制方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程序控制器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的影响，调试工作极为不易，而笔者对单片机运用来进行系统的设计开发也不是很熟悉，因此，最终笔者选择了用可编程的控制器PLC来实现系统功能的设计，完成本次设计的题目。关键字：PLC 交通灯 程序 报告 设计 任务要求:1. 交通红绿灯控制系统1.1启停控制.信号灯受一个启动开关控制,当启动开关接通时,交通信号灯系统,行人信号灯系统,电子警察记录违章闯红灯系统开始工作,且先南北交通红灯亮,东西交通绿灯亮;东西行人交通红灯亮,南北行人交通绿灯亮;按规律循环控制.当启动开关断开时,交通信号系统,行人信号灯系统,电子警察记录违章闯红灯系统停止工作.1.2 南北向交通红灯亮维持60秒,东西向交通红灯亮60秒.进入下一个循环.1.3 在南北向交通红灯亮的同时,东西向交通绿灯亮25秒,熄灭.然后东西向交通黄灯闪烁5秒后熄灭.随后东西向交通红灯亮,同时南北向转向绿灯高25秒,闪烁5秒后熄灭.进入下一个循环.1.4 在东西向交通红灯亮的同时,南北向交通绿灯亮25秒,熄灭;然后南北向交通黄灯闪烁5秒后熄灭.随后南北向交通红灯亮,同时东西向转向绿灯亮25秒,闪烁5秒后熄灭.进入下一个循环.2. 行人红绿灯控制2.1与交通红绿灯系统同时控制,南北向交通红灯持续亮时,东西向行人绿灯启动,南北向行人经灯亮维持60秒,东西向行人红灯亮30秒.进入下一个循环.2.2 在东西向行人红灯亮的同时,南北向行人绿灯亮25秒,然后闪烁5秒后熄灭,提醒行人赶快通过马路.进入下一个循环.2.3 在南北向行人红灯亮的同时,东西向行人绿灯亮25秒, 然后闪烁5秒后熄灭,提醒人赶快通过马路.进入下一个循环.3. 电子警察记录违章闯红灯系统控制3.1在南北向交通红灯亮的同时,如果有车辆违章闯红灯(南北向各用开关或用光栅来模拟),蜂鸣器响;绿灯时接通开关不起作用.3.2在东西向交通红灯亮的同时,如果有车辆违章闯红灯(南北向各用开关或用光栅来模拟), 蜂鸣器响;绿灯时接通开关不起作用. 目录摘要 2ABSTRACT 3第1章 绪论 51.1交通信号灯的作用与研究意义 51.2 PLC发展的现状: 51.3可编程序控制器的特点及应用 81.4概述 9第2章 系统的方案设计 112．1任务要求: 112．2控制方案 122.3 PLC的选择 132.3.1扩展模块的选用 132.3.2、PLC的网络设计 132.3.3、软件编制 132.3.4确定所选PLC 132.4程序设计 132.4.1流程图(见下图) 132.4.2时序图 142.4.3程序 152.5实验仿真 222.6 原件清单 24设计小结 25致谢 27参考文献 28附录:完整语句表 29以上回答来自:
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经过一个月的努力，终于完成了基于PLC的交通灯设计的论文。回想当初选择这个课题，很是茫然，不知如何着手。最后在指导老师的提点下，先上网采集资料，再结合以前学过的知识，进行实际考察后设计出方案，最终完成了论文。
查找资料也是一件繁琐的事情，虽说网上有资料但要找到一些真正有用的资料也不是一件容易的事，需要耐心查找。
在调试中，想一次性把程序完成是非常难的，出现了不少的错误。刚开始的时候把程序写进去然后运行却发现有些灯亮不起来，检查梯形图又却看不出什么问题出。只好一条一条地检查指令。最后，经过一次一次的调试，终于看到了想要的试验结果。虽然找错误是一个枯燥无味的事，但只要耐心的去做的话，肯定能从中学到有用的东西。
我趁着做设计的同时也对课本知识有了巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，所以在这次设计中，我有了解了很多元件的功能，并对其在电路中的使用有了更多的认识。
通过这次设计使我懂得了理论与实际的结合是很重要！只有理论知识是远远不够的，只有把理论知识与实践相结合，从理论中的出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己实际动手和独立思考的能力
一次又一次的学习，一次又一次的探索，我慢慢地在体会，研究和感悟，终于开始领会到将近成功的那一份喜悦，从写初稿，查找资料，程序设计，到调试仿真，我们学会了细心和耐心，也品尝到了失败与成功，从而更加肯定了自己。兴趣是自发形成的，而默契是慢慢培养出来的。当前的社会，科技迅速发展，知识更新速度大大加快，只要我们怀着求知的欲望去探索，用自己的双手挖掘，一定会打造出一片属于我们自己的新领域。
利用plc制作交通灯100 双击自动滚屏 文章来源：一流设计吧 发布者：16sheji8 发布时间：2009-1-14 10:49:40 阅读：152次 利用PLC实现十字路口交通灯的控制 摘要：介绍如何用PLC实现十字路口交通灯的控制，说明其设计方法，解释了程序的工作原理。关键词：PLC；交通灯；状态转移图 Abstract：How to conlrol trafic tights with PLC in crossroad was inlroduced．Design and working principles oftheprogram were explained． Key words：PLC； trafic light； state Iran sition graphic 交通十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。靠什么来实现这井然秩序呢?靠的是交通信号灯的自动指挥系统。那么控制系统是如何实现红、绿、黄三种颜色信号灯有条不紊工作的呢?交通信号灯控制方式很多，可以用电子电路来实现，也可以用单片机编程控制来实现。本文主要介绍如何利用PLC来实现十字路口交通灯的控制。1 交通灯的控制要求 1．1 控制要求 信号灯受启动及停止按钮的控制，当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环工作，当按下停止按钮时，系统将停止在初始状态，所有信号灯都熄灭。 1．2 控制时序 交通灯示意图如图1所示，在东西南北两个方向均安装信号灯，两个方向各6个灯，分为红、黄、绿三种颜色。工作时序如图2所示，假设东西向较忙，绿灯时间是南北向的2倍(40s)。按下起动按钮后，南北向绿灯亮维持20s，20s后，南北黄灯闪烁3次，计6S，期间，东西向红灯也亮，并维持26s；26s后，东西方向绿灯亮40s，后东西向黄灯闪烁3次，计6s，期间，南北向红灯也亮，并维持46so接下去周而复始，直到停止按钮被按下为止 本文来自: 一流设计吧( ) 详细出处参考：
西门子PLC交通灯毕业设计论文编号:ZD033 字数:11073,页数:32 包括源程序摘 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。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此，笔者进行了深入的研究，本文就城乡交通灯模拟控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。实现路口交通灯系统的控制方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程序控制器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的影响，调试工作极为不易，而笔者对单片机运用来进行系统的设计开发也不是很熟悉，因此，最终笔者选择了用可编程的控制器PLC来实现系统功能的设计，完成本次设计的题目。关键字：PLC 交通灯 程序 报告 设计 任务要求:1. 交通红绿灯控制系统1.1启停控制.信号灯受一个启动开关控制,当启动开关接通时,交通信号灯系统,行人信号灯系统,电子警察记录违章闯红灯系统开始工作,且先南北交通红灯亮,东西交通绿灯亮;东西行人交通红灯亮,南北行人交通绿灯亮;按规律循环控制.当启动开关断开时,交通信号系统,行人信号灯系统,电子警察记录违章闯红灯系统停止工作.1.2 南北向交通红灯亮维持60秒,东西向交通红灯亮60秒.进入下一个循环.1.3 在南北向交通红灯亮的同时,东西向交通绿灯亮25秒,熄灭.然后东西向交通黄灯闪烁5秒后熄灭.随后东西向交通红灯亮,同时南北向转向绿灯高25秒,闪烁5秒后熄灭.进入下一个循环.1.4 在东西向交通红灯亮的同时,南北向交通绿灯亮25秒,熄灭;然后南北向交通黄灯闪烁5秒后熄灭.随后南北向交通红灯亮,同时东西向转向绿灯亮25秒,闪烁5秒后熄灭.进入下一个循环.2. 行人红绿灯控制2.1与交通红绿灯系统同时控制,南北向交通红灯持续亮时,东西向行人绿灯启动,南北向行人经灯亮维持60秒,东西向行人红灯亮30秒.进入下一个循环.2.2 在东西向行人红灯亮的同时,南北向行人绿灯亮25秒,然后闪烁5秒后熄灭,提醒行人赶快通过马路.进入下一个循环.2.3 在南北向行人红灯亮的同时,东西向行人绿灯亮25秒, 然后闪烁5秒后熄灭,提醒人赶快通过马路.进入下一个循环.3. 电子警察记录违章闯红灯系统控制3.1在南北向交通红灯亮的同时,如果有车辆违章闯红灯(南北向各用开关或用光栅来模拟),蜂鸣器响;绿灯时接通开关不起作用.3.2在东西向交通红灯亮的同时,如果有车辆违章闯红灯(南北向各用开关或用光栅来模拟), 蜂鸣器响;绿灯时接通开关不起作用. 目录摘要 2ABSTRACT 3第1章 绪论 51.1交通信号灯的作用与研究意义 51.2 PLC发展的现状: 51.3可编程序控制器的特点及应用 81.4概述 9第2章 系统的方案设计 112．1任务要求: 112．2控制方案 122.3 PLC的选择 132.3.1扩展模块的选用 132.3.2、PLC的网络设计 132.3.3、软件编制 132.3.4确定所选PLC 132.4程序设计 132.4.1流程图(见下图) 132.4.2时序图 142.4.3程序 152.5实验仿真 222.6 原件清单 24设计小结 25致谢 27参考文献 28附录:完整语句表 29以上回答来自:
道理：具体问题具体分析。做事不能太死板，要灵活。现行法律对“黄灯”的定义及交通灯传达的信息不够明确，这给司机守法和交警执法都带来很大的不确定性。浙江嘉兴司机舒江荣“闯黄灯”遭到处罚，引发了全国关于“闯黄灯是否违反交通法规”的争论。这引起了公安部的重视，相关部门正在研究制订更加明确和细化的执法标准。“闯黄灯”之争分为两个层面，一是交警依法行政的层面，二是交通信号控制的技术层面。首先，现行法律对“黄灯”的定义不够明确，这给司机守法、警方执法带来很大的不确定性。《道路交通安全法实施条例》第38条规定：“黄灯亮时，已越过停车线的车辆可以继续通行”。清华大学法学院余凌云教授称：这一法条“隐含”的意思是，没有越过停车线的车辆，禁止继续通行。但是法律规定，本应明确清晰；如果法律还需要法学家解释出“隐含”的意思，难免缺乏权威性。所以，公安部门在细化规则时，应在全国范围内正式发布统一的规范，并作为司机培训的标准教材，避免各地各自为政。其次，交通灯本身就是指挥交通的信号；其所传达的信息，应明确而没有歧义，才能使信息接受者统一行动。而目前的黄灯对很多司机来说，是个相当“模糊”的信息。事实上，早有专家提出“黄灯困境”。因为当黄灯亮时，司机无论是选择立即刹车，还是加大油门开过去，都受到反应速度、车速、路况等条件约束，结果可能是既无法安全地在停车线内停车，又无法在黄灯时间内通过，或者因为刹车太急，被后车追尾。据统计，黄灯时间内发生的交通事故，约占整个信号交叉口事故的50%以上。为了避免“黄灯困境”，有人主张取消黄灯，早在2005年青岛市就在部分路口取消黄灯，只在绿灯末期做出闪烁警示。据称，当地去掉黄灯后，信号灯循环一个周期就可省12秒，加大了路口通行量，交通事故也降了下来。各地不妨借鉴青岛等城市的经验，在有利于提升道路使用率、降低事故率的前提下，取消部分路口的黄灯过渡，代之以绿灯末期闪烁——当然这一交通决策的前提是对不同路况、不同时段的路口，做科学的定量分析，而不能一刀切。
交通灯方面的研究论文
交通灯方面的研究对于交通管理的发展有着重要的影响。下面就随我一起去阅读交通灯方面的研究论文，相信能带给大家启发。
摘要：
该文引入了交通灯的系统设计和系统控制计划，此计划设计的交通灯控制系统是基于单片机的。本系统采用MSC-51系列单片机AT89S51为中心器件来设计交通灯控制器。本系统具有适用性强、操作简单、扩展功用强等优点。
关键词：
单片机；交通灯
1 控制器软件设计
1.1 交通管理计划概述
设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时辰只要一个方向通行，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。
经过详细的路口交通灯状态的演示剖析我们能够把这四个状态归结如下：
1）东西方向红灯亮，同时绿灯灭，南北方向黄灯灭，同时绿灯亮，倒计时10秒。此状态下，东西向制止通行，南北向允许通行。
2）东西方向红灯亮，南北方向黄灯闪亮，倒计时5秒。此状态下，除了曾经正在通行中的其他所以车辆都需等候状态转换。
3）南北方向红灯亮，同时绿灯灭，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时10秒。此状态下，东西向允许通行，南北向制止通行。
4）南北方向绿灯灭，同时黄灯闪亮，东西方向红灯亮，倒计时5秒。此状态下，除了曾经正在通行中的其他所以车辆都需等候状态转换。
为了满足车流的变化该设计能够人为的增加或者减少红绿交通灯通行时间，由此设置了两个按钮。P2.0口用来增加通行时间（在10秒的根底上），P2.1口用来减少通行时间（在10秒的根底上）。这个功用极大地增加了此交通系统在应用中的适用性同时也在很大水平上俭省了在交通灯系统更新中的破费。
而为了应对紧急状况，如救护车，消防车，警车以及严重交通事故，该交通灯系统设置了三个人为强迫转换按钮。三个按钮开通时，分别会输出高电平到P2.2，P2.3，P2.4口；P2.2口信号设定为东西口为红灯，南北向为绿灯，制止东西向交通流，准许南北向交通流经过；P2.3信号会设定东西口为绿灯，南北口为红灯，制止南北向交通流，准许东西向交通流经过；P2.4口信号设定为东西向及南北向均为红灯，制止一切交通流，以应对十字路口严重交通事故。当启动人为强迫功用时，倒计时数码管不再显现倒计时，而是全部熄灭以警示众人。
1.2 系统工作原理
1.2.1 普通形式工作原理
在没有强迫按钮按下，系统处于普通形式。普通形式总共有四个状态，以东西口为例，四个状态分别为红灯、黄灯、绿灯及左转、黄灯。普通形式工作原理就是以这四个状态为周期，循环工作。以东西向为例，经过P0口输出先给东西口亮红灯，再给P1及P3口输出，动态显现红灯倒计时，之后不时调用显现子程序，直到红灯倒计时为零；接着经过P0口输出，使东西向黄灯亮起，同样动态显现黄灯倒计时，直到零；然后经过P0口输出，使东西向绿灯以及左转灯亮起，显现倒计时到零；最后经过P0输出，使东西向黄灯亮起，再倒计时到零；这样，就完成了一个周期的显现控制，程序将跳转回到给东西向亮红灯处，循环执行。同时，由于交通流一日千里的发作着改动，能够依据需求来改动通行时间，经过P2口输出经过P0口，从而改动显现的时间。
1.2.2 紧急形式工作原理
可供选择的紧急形式有三种。当十字路口发作严重交通事故时，需求把两边交通都关断，这时，可开启开关5，就会输出高电平到P2.4，单片机处置后，会输出信号到P0口，使东西向与南北向均亮起红灯，同时调用显现程序，使显现数码管全部熄灭。当事故解除，开启返回开关7时，程序会回到主程序，重新进入普通形式。开关4会使P2.3输入为高电平，单片机处置后，会使东西向亮起红灯，南北向亮绿灯，只准许南北向通行，同样数码管会全部熄灭，危殆状况解除后，同样回到主程序，继续执行普通形式。开关3会使P2.2输入为高电平，单片机处置后，会使南北向亮起红灯，东西向亮绿灯，只准许东西向通行，同样数码管会全部熄灭，危殆状况解除后，同样回到主程序，继续执行普通形式。
在单片机不时执行主程序，以普通形式控制交通流的时分，它会不时的扫描P2.2，P2.3以及P2.4口，以检查能否有紧急状况发作，当三个端口有紧急信号呈现，单片机就会跳出主程序，执行相应的紧急信号程序。
2 系统硬件衔接电路
系统硬件电路局部将分为以下几局部来引见，分别是主面板电路，供电电源电路，单片机系统的时钟电路，单片机系统的复位电路，数码管显现电路，信号灯控制电路，车辆检测电路等。
2.1 主面板电路
系统采用5V直流稳压电源供电，供电电压为+5V。
系统复位电路采用的是开关复位的方式，能够人工对单片机停止复位操作。同时，单片机上电时，电容的存在会使得复位引脚的电压维持在高电位超越两个周期，系统会自动复位；而按下复位开关，系统就可人工复位。
振荡电路运用的是12MHz的石英晶振，即单片机的主频为12MHz，一个机器周期为12个时钟周期，所以它的机器周期为1?s，这位定时器初值的计算带来了便当。
两个路口的12个发光二极管每六个为一组，作为东西向，南北向的两组交通灯，每个发光二极管串联一个1kΩ电阻，以灌电流方式，衔接到单片机P3口和P1口，当单片机P3和P1口的某个口输出为低电平常，相应的发光二极管亮起，表示相应的信号灯亮起。
2.2 5V直流稳压电源电路
该单片机由5V直流稳压电源停止供电。
5V直流稳压电压工作原理：220V交流电经变压器，从副边输出为9V交流电。9V交流经整流桥整流，电容滤波，被加到三端集成稳压器7805上，经7805后输出5V直流，直流输出后经电容滤波，滤去其中高频重量以及低频重量，最后输出5V直流电用于单片机系统供电。
2.3 单片机系统时钟复位电路
ATMEL公司消费的AT89S51单片机它是硬件电路的中心局部，时钟电路晶振运用12MHz，复位电路采取按键复位方式。
2.4 单片机数码管显现电路
显现电路采用8个共阳数码管，P1口作为数码管的输入，P0.4、P0.5、P0.6 P0.7分别控制东西南北四路数码管的位选端C1，C2，C3，C4。
3 结论
本设计的重点在于处理交通灯时间固定、缺乏灵敏性不能依据一日千里的车流变化适时改动以及缺乏紧急情况应对才能这两项缺陷。
传统交通灯时间固定，不能依据车流量的变化来调理时间，只能经过不时的改换系统来完成，这样做不但耗时耗力、还会糜费大量的财力物力。
另一方面，传统交通灯缺乏紧急情况应对才能。当交通路口发作交通事故时，交通灯不能第一时间做出反响来处置交通流；此外，关于紧急车辆，交通灯也无法停止反响来应对紧急状况。这样是很致命的，由于缺乏紧急状况应对才能，极有可能使得紧急状况变得复杂以至可能危及生命。
本设计主要处理的是交通灯上述两项缺陷。
针对交通灯时间固定的问题，本系统能够经过手动调理来增加或者是减少红绿灯时间以满足车流量不时变化的需求，从而不但延长了此系统的运用寿命对工作人员的运用请求很低，而且还俭省大量的财力物力。
针对交通灯缺乏紧急状况应对才能的问题，该系统增设了紧急形式。当交通路口发作严重交通事故或者路口有消防、救护等紧急车辆时，交通灯能够做出相应的响应，让紧急车辆优先经过，从而尽可能将可预见的损失减小到最小的水平。于此同时，在停止一系列的紧急操作时，相应的系统的数码管显现局部会全部熄灭，来通知路口的司机，路口有紧急状况发作。
本系统以一块AT89S51单片机为中心，充沛应用单片机I/O口，来完成对交通灯路口的交通流控制。
系统有两种工作形式：普通形式与紧急形式。
普通形式每个路口一个周期的显现状态依次为为：红灯10s，绿灯5s，黄灯5s，红灯10s，绿灯5s如此重复。红绿灯所设置的初始时间并不是不能够改动的，它能够依据实践需求来改动以满足实践的需求。在每个状态，数码管都会显现信号灯倒计时，以提示司机信号灯转换剩余时间。
紧急形式下，能够做出三种以为强迫措施：东西向，南北向都亮红灯，该交通路口制止通行；东西向亮红灯，南北向亮绿灯，东西向制止通行，南北向车辆通行；东西向亮绿灯，南北向亮红灯，东西向车辆通行，南北向车辆制止通行。紧急形式下，数码管会恒定全部熄灭，以提示司机紧急状况的发作。直到紧急状况解除，数码管才会回到普通形式。
该系统充沛思索到传统交通灯信号灯时间固定，应对紧急状况性能不佳等问题，并对这些问题停止了处置。因而，在交通控制效率以及紧急状况处置等方面，该交通灯控制系统要优于当前的传统交通灯控制系统。
摘 要：
本文分析了现代交通控制与管理问题的现状,根据城市交通的实际情况,阐述了交通灯数字控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯数字控制系统的电路设计方案.
关键词：
交通灯论文
路口的交通灯是城市用于缓解交通秩序的重要手段之一，同时它还可以监测城市交通状况，实现实时监控。当前的交通灯控制和交通管理的综合管理系统是现代交通指挥控制的重要组成部分，对于提高交通的流通度发挥着重要的作用。要想加强交通灯的自动化控制，实现数字化监控和管理，就必须具有一个科学的交通灯控制电路设计。无论是哪个地区或城市，红灯亮表示该道路禁止通行，黄灯亮表示停车，绿灯亮表示允许通行。交通控制灯的主要作用就是实现十字路口红、黄、绿三色交通信号灯的自动化控制，从而指挥十字路口各个车量个行人的正常通行。
一、交通灯的工作原理
本次电路设计的核心采用AT89C51，采用CD4511译码器控制数码管显示数字，再加上一块74LS14反相器防止按键过抖影响监测的准确程度。而该设计采用AT89C51芯片，使得线路更加趋向于智能化、自动化、准确化，同时还可以降低设计成本，提高线路的可靠性。为了形象的模拟出交通灯的`实际效果，我们采用三基色发光管代替交通灯，更加简单，容易实现，而且不需要采用另外的扩展I/O口。当核心AT89C51上电复位之后，首先要给它进行重置，使得该核心的四周指示灯全亮，同时LED上应该显示为0.当准备工作完毕之后，准备开始。当按下开始键之后，系统将会开始运行，并运行相关程序。当南北方向时红灯亮，东西绿灯亮持续5S，紧接着南北绿灯亮，东西绿灯闪亮2S，在紧接着南北红灯亮，东西黄灯持续亮2S，延时1S后东西红灯亮，这时候东西向交通灯同先前的南北交通灯，然后系统将会重复此过程。当按下停止按钮之后，交通灯将会全部熄灭，等待其他的命令或是再次开始。
(1)如果按一下开始按键，那么信号灯就会开始循环工作;
(2)如果按一下停止按键，那么信号灯就会停止工作，信号灯也会全部熄灭;
(3)三基色发光管的连接如上图所示，图中的奇数口代表的是红色交通灯，相反偶数则代表绿色交通灯，而二者同用的时候则指示灯显示为黄色。如果只有奇数的接口显示为1的时候，交通灯显红色;如果只有偶数的接口显示1的时候，交通灯显示为绿色;当两个接口都显示1的时候，则交通灯显示为黄色。
(4)本次设计的交通灯，红灯亮的时间是9S，绿灯持续5S，闪亮2S，黄灯持续2S。
二、系统电路主要模块分析
1.消抖电路
在单片机系统运行的过程中，按键是主要操作工具，通过按键操作还可以实现单片机的数据收集处理以及命令的下达。当松开或是按下按钮之后，只需要向单片机的CPU输入0或是1电平，则单片机会受到相应的信号进行以下的操作。二无论怎样操作都会使得按钮发生稍微抖动，尽管抖动的时间很短，但是如果对于抖动不进行有效处理的话，那么就会影响系统运行的准确程度。因此，需对按钮进行去抖动处理。为了有效消除抖动我们经常是利用反相器集成电路来进行按扭的抖动消除的。
2.振荡、时钟电路
振荡、时钟电路时单片机运行的核心，也是交通灯电路系统的具有重要作用的模块之一。为了保证时钟模块频率的稳定准确，保证其有条不紊的工作，提高单片机的运行效率，一定要保证时钟电路的质量。本次交通灯将通过利用AT89C51，确保放大器输入、输出端的正常运转。另外要严格控制对外接电容的电容大小，否则将会影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度和温度稳定性。
3.复位电路
根据电路的应用要求和设计的方案，对于交通灯的电路设计必须配有复位电路，方便复位操作的进行。通常状况下，复位操作主要有两种基本形式，一种是上电复位，一种是上电或开关复位。而本设计则将采用上电或开关复位。当上电或开关复位的电源接通之后，单片机以及交通灯电路设计系统就会复位，而在系统运行期间也会让单片机进行复位。
4.LED驱动显示电路
为了更好的使得交通灯的灯光显示更加明显，本次交通灯电路设计将采用LED数码管进行显示，一般状况下，我们采用的是8字型的数码管，数码管上的数字与LED管的发光程度有着密切的关系，为了使交通灯和数码进行准确的结合，我们将实行亮暗组合。本次设计我们将采用七段码译码器CD4511BCD码来驱动LED显示器，这种译码器既可以实现BCD转换，消除一些锁存的控制，还可以实现显示器的正常运行，直接对于显示器进行驱动。
三、结语
加强交通控制的主要目的无非是努力使道路的交通运行处于最佳的状态，为了实现这个目的，就应该制定出科学高效的交通控制系统，最大限度的保证交通流运动的连续性。加强交通控制，实行交通灯控制可以有效的改善原有的交通秩序，提高交通的安全性，还可以减少交通的延误，降低污染程度，从而降低能耗，保护环境。
经过一个月的努力，终于完成了基于PLC的交通灯设计的论文。回想当初选择这个课题，很是茫然，不知如何着手。最后在指导老师的提点下，先上网采集资料，再结合以前学过的知识，进行实际考察后设计出方案，最终完成了论文。
查找资料也是一件繁琐的事情，虽说网上有资料但要找到一些真正有用的资料也不是一件容易的事，需要耐心查找。
在调试中，想一次性把程序完成是非常难的，出现了不少的错误。刚开始的时候把程序写进去然后运行却发现有些灯亮不起来，检查梯形图又却看不出什么问题出。只好一条一条地检查指令。最后，经过一次一次的调试，终于看到了想要的试验结果。虽然找错误是一个枯燥无味的事，但只要耐心的去做的话，肯定能从中学到有用的东西。
我趁着做设计的同时也对课本知识有了巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，所以在这次设计中，我有了解了很多元件的功能，并对其在电路中的使用有了更多的认识。
通过这次设计使我懂得了理论与实际的结合是很重要！只有理论知识是远远不够的，只有把理论知识与实践相结合，从理论中的出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己实际动手和独立思考的能力
一次又一次的学习，一次又一次的探索，我慢慢地在体会，研究和感悟，终于开始领会到将近成功的那一份喜悦，从写初稿，查找资料，程序设计，到调试仿真，我们学会了细心和耐心，也品尝到了失败与成功，从而更加肯定了自己。兴趣是自发形成的，而默契是慢慢培养出来的。当前的社会，科技迅速发展，知识更新速度大大加快，只要我们怀着求知的欲望去探索，用自己的双手挖掘，一定会打造出一片属于我们自己的新领域。
基于Proteus的智能交通灯设计与仿真实现论文
交通灯有两种，给机动车看的叫机动车灯，通常指由红、黄、绿（绿为蓝绿）三种颜色灯组成用来指挥交通通行的信号灯。给行人看的叫人行横道灯，通常指由红、绿（绿为蓝绿）二种颜色灯组成用来指挥交通通行的信号灯，红灯停，绿灯行。下面是我为你带来的 基于Proteus的智能交通灯设计与仿真实现论文，欢迎阅读。
摘要：针对现实中越来越严重的城市交通拥堵现象，文章介绍了一种十字路口交通信号灯智能控制系统。该系统实现了正常时段交通信号灯的轮换，解决了十字路口车辆的正常行驶；并可通过外部中断或手动设置解决一些紧急事件或由于某方向车道车流量不均衡所造成的十字路口交通资源浪费或堵塞问题。通过在Proteus V7.8仿真平台中运行，系统具有较强的可靠性。
关键词：Proteus；智能交通灯；仿真实验
随着现代化社会经济的快速发展，城市车辆大幅度增加，交通拥挤、道路阻塞、车辆通行缓慢等问题受到了人们极大的关注，特别是早晚交通高峰时的十字路口，因此智能交通控制就显得尤为重要。传统的交通灯控制，是根据一定时间段的各车道车流量的调查而分配出的相对合理的固定周期换灯的控制方式，不管是车流高峰还是低谷；也有一些交通灯能根据简单划分的时间段来调整时间，但控制起来不是很灵活，这使得城市车流的调节不能达到最优，经常出现通行时间与车流量不相适应的'情况，特别是特定时间的十字路口，会出现某一方向车辆早已通行完，而另一方向车辆排队等绿灯的情况[1]。本文介绍的是一种采用8086 CPU和8259中断控制器配以7段数码管设计实现的十字路口智能交通灯控制系统，其能根据实时车流量对路口的绿灯时间进行动态调节，大大加强了其灵活性和实时性，并通过Proteus仿真软件平台实现了仿真。
一、总体设计方案
本文以十字路口单行车辆通行为研究对象，东南西北四个方向对应路口都设绿、红、黄三色圆灯信号（东西为一向，南北为一向），正常工作状态见表1，具体控制思想如下：（1）车辆流量的采集；（2）分析计算停止车辆排队长度，计算车流量比值，以1为基值判断双方车流量大小；（3）车辆输出量确认，根据各个方向车辆排队长度给定每个路口的红、绿灯时间值；（4）根据比值，增减另一方向车辆红、绿灯时长；（5）以3秒钟为单位，最大变化不超过18秒；（6）检测采用每周期循环一次，从而实现对整个信号灯的智能控制。
按照此思想，系统主要包括6个模块，如图1所示。以8086 CPU为主控制器，控制其他模块协调工作。其中信号灯模块显示各车道的通行情况；数码管倒计时模块显示信号灯燃亮时间；闯红灯报警模块实时监测车辆违规行为；紧急通行模块用于处理非正常通行，以外部中断方式控制[2]；时间手动设置模块以通过键盘进行手动设置，增加人为的可控性，用于在紧急状态下，通过设置所有灯变为红灯以避免自动故障和意外发生。
二、Proteus仿真设计
1.Proteus仿真平台简介。Proteus是英国Labcenter electronics公司研发的多功能EDA软件，其由ISIS原理图编辑与仿真软件包和ARES布线编辑软件包组成，是目前世界上唯一将电路仿真、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。Proteus V7.5 SP3以上的版本中增加了对8086 CPU及相关接口芯片的仿真功能。另外，Proteus还提供有示波器、逻辑分析仪、信号发生器、交直流电压/电流表、数字图案发生器、定时器/计数器、逻辑探头、虚拟终端等很多虚拟仪器，是一个全开放性的仿真实验平台，相当于一个设备齐全的综合性实验室。本文介绍所使用的为Proteus V7.8软件。Proteus本身未提供8086编译器，而是通过添加外部代码编译器，将编写好的源程序加入工程，编译并生成可执行程序。本文介绍的采用EMU8086提供的编译环境进行程序的编写和汇编。EMU8086是一可在Windows环境下运行的8086 CPU汇编真软件，其集成了文本编辑器、编译器、反编译器、真调试、虚拟设备和驱动器为一体。Proteus仅支持8086最小模式，8086模型可直接加载BIN、COM和EXE格式的文件到内部RAM中，不需要DOS，而且允许对Microsoft（Codeview）和Borland格式中包含了调试通过的程序可以进行源程序或反汇编后的调试，因此源码汇编和链接过程的参数相当重要[3]。
2.信号灯电路设计。信号灯组由红、黄、绿三色灯组成，4组共12盏灯，其亮灭及闪烁方式与十字路口的红、黄、绿灯同步，由8255A芯片的A口通过方式0控制6个开关量（12盏灯）；七段数码管采用共阴极接法，由8255A芯片的B口通过方式0输出控制，其中低四位控制个位显示，高四位控制十位显示。8259中断控制器的IR0接8253的OUT2，实现对于紧急情况的外部中断处理。譬如控制红绿信号灯，实现相应车道通行、另一车道禁行，同时熄灭所有的数码管；或者遇有某方向路段忙时，信号灯的燃亮时间可根据车流量情况设置时间。
3.软件设计。程序主要包括“jjsj”和“zcsj”两个子程序。系统正常运行都在执行“zcsj”子程序，初始化十字路口的交通信号灯状态及燃亮时间，启动8253定时器数码管开始倒计时。在倒计时期间，当遇有某方向车辆特别多或遇忙等其他紧急情况时，通过外部中断请求执行“jjsj”子程序模块。绿灯倒计时完毕后，转换黄色信号灯，持续到规定时间后，东西和南北方向路口信号灯互换，如此一直循环运行[4]。程序设计流程如图2所示。
三、Proteus仿真实现
1.8255A初始化。从图3所示的硬件原理图得知，8255A芯片的片选端连接在74HC154译码器的输出端，74HC154的4个引脚D、C、B、A分别与锁存器74LS273输出的A12、A11、A10、A9相连，当A12、A11、A10、A9=0001时8255A有效，所以8255A的4个端口地址分别为0200H、0202H、0204H、0206H；初始化方式选择控制字为89H（A、B口方式0输出，C口方式0输入）。
2.实际问题处理。①定时时间的动态调整。定时时间设计为倒计时，用两位七段数码管显示，倒计时小于等于5秒时黄灯每0.5秒亮和灭切换一次，倒计时显示0秒时两个方向的红色灯和绿色灯切换。定时时间可以通过软件设计实现动态调整。方法为：将8253A计数器0工作在方式2，CLK0接2MHZ的时钟频率，设一计数初值（假设为2000），OUT0接CLK1，8253计数器1工作在方式0，设一计数初值（假设为500），则OUT1的输出频率为：2MHZ/2000/500=2HZ脉冲，相应周期为0.5秒。根据实际路况，通过改变计数初值可调整倒计时间。②时间差异。Proteus中利用8253A表示的时间和真实时间有差异，设定的时间比实际时间要长很多。所以，在仿真实验中为了看到与实际相符的交通灯变化，本应是0.5秒的时间需在源程序中将延时时间设置为0.25秒，这样运行起来更贴近实际[5，6]。
3.仿真效果。如图4所示为东西路口绿灯燃亮，南北路口红灯燃亮倒计时运行在18秒时的仿真结果图。
本系统以8086 CPU为核心，程序调试阶段采用EMU86进行在线编程及修改，设计的交通灯可控制十字路口的车辆及行人的交通管理，采用3个7段数码管，可以直观地显示红绿灯的开放和关闭时间。实际交通中的每个路口不完全一样，所以交通灯显示也没有固定规则，通常会根据具体情况设置相应的程序。由于Proteus没有提供箭头标志，本系统按单行道设计，指示灯不是专门的箭头指向灯，只是红、黄、绿三色圆灯信号灯，所以系统只考虑并实现了简单的十字路口交通行驶，即红灯亮时不能直行也不能左转，但可以右转；绿灯亮时，直行、左转、右转都可以，当遇有某方向车辆多或其他紧急情况时，通过中断可加以灵活性控制[7]。另外，系统在实现了十字路口基本的交通灯控制基础上，还引用了外部中断技术和时间手动设置，这可避免因无序和抢行等无控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪情况发生。Proteus从V8版本开始支持ARM/Cortex-M3，这样，将会给交通灯系统增添更多现代化功能。
参考文献：
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