交通燈方面的研究論文
交通燈方面的研究對于交通管理的發(fā)展有著(zhù)重要的影響。下面就隨小編一起去閱讀交通燈方面的研究論文，相信能帶給大家啟發(fā)。
交通燈方面的研究論文一
摘要：
該文引入了交通燈的系統設計和系統控制計劃，此計劃設計的交通燈控制系統是基于單片機的。本系統采用MSC-51系列單片機AT89S51為中心器件來(lái)設計交通燈控制器。本系統具有適用性強、操作簡(jiǎn)單、擴展功用強等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：
單片機；交通燈
1 控制器軟件設計
1.1 交通管理計劃概述
設在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時(shí)辰只要一個(gè)方向通行，另一方向禁行，持續一定時(shí)間，經(jīng)過(guò)短暫的過(guò)渡時(shí)間，將通行禁行方向對換。
經(jīng)過(guò)詳細的路口交通燈狀態(tài)的演示剖析我們能夠把這四個(gè)狀態(tài)歸結如下：
1）東西方向紅燈亮，同時(shí)綠燈滅，南北方向黃燈滅，同時(shí)綠燈亮，倒計時(shí)10秒。此狀態(tài)下，東西向制止通行，南北向允許通行。
2）東西方向紅燈亮，南北方向黃燈閃亮，倒計時(shí)5秒。此狀態(tài)下，除了曾經(jīng)正在通行中的其他所以車(chē)輛都需等候狀態(tài)轉換。
3）南北方向紅燈亮，同時(shí)綠燈滅，東西方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計時(shí)10秒。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向制止通行。
4）南北方向綠燈滅，同時(shí)黃燈閃亮，東西方向紅燈亮，倒計時(shí)5秒。此狀態(tài)下，除了曾經(jīng)正在通行中的其他所以車(chē)輛都需等候狀態(tài)轉換。
為了滿(mǎn)足車(chē)流的變化該設計能夠人為的增加或者減少紅綠交通燈通行時(shí)間，由此設置了兩個(gè)按鈕。P2.0口用來(lái)增加通行時(shí)間（在10秒的根底上），P2.1口用來(lái)減少通行時(shí)間（在10秒的根底上）。這個(gè)功用極大地增加了此交通系統在應用中的適用性同時(shí)也在很大水平上儉省了在交通燈系統更新中的破費。
而為了應對緊急狀況，如救護車(chē)，消防車(chē)，警車(chē)以及嚴重交通事故，該交通燈系統設置了三個(gè)人為強迫轉換按鈕。三個(gè)按鈕開(kāi)通時(shí)，分別會(huì )輸出高電平到P2.2，P2.3，P2.4口；P2.2口信號設定為東西口為紅燈，南北向為綠燈，制止東西向交通流，準許南北向交通流經(jīng)過(guò)；P2.3信號會(huì )設定東西口為綠燈，南北口為紅燈，制止南北向交通流，準許東西向交通流經(jīng)過(guò)；P2.4口信號設定為東西向及南北向均為紅燈，制止一切交通流，以應對十字路口嚴重交通事故。當啟動(dòng)人為強迫功用時(shí)，倒計時(shí)數碼管不再顯現倒計時(shí)，而是全部熄滅以警示眾人。
1.2 系統工作原理
1.2.1 普通形式工作原理
在沒(méi)有強迫按鈕按下，系統處于普通形式。普通形式總共有四個(gè)狀態(tài)，以東西口為例，四個(gè)狀態(tài)分別為紅燈、黃燈、綠燈及左轉、黃燈。普通形式工作原理就是以這四個(gè)狀態(tài)為周期，循環(huán)工作。以東西向為例，經(jīng)過(guò)P0口輸出先給東西口亮紅燈，再給P1及P3口輸出，動(dòng)態(tài)顯現紅燈倒計時(shí)，之后不時(shí)調用顯現子程序，直到紅燈倒計時(shí)為零；接著(zhù)經(jīng)過(guò)P0口輸出，使東西向黃燈亮起，同樣動(dòng)態(tài)顯現黃燈倒計時(shí)，直到零；然后經(jīng)過(guò)P0口輸出，使東西向綠燈以及左轉燈亮起，顯現倒計時(shí)到零；最后經(jīng)過(guò)P0輸出，使東西向黃燈亮起，再倒計時(shí)到零；這樣，就完成了一個(gè)周期的顯現控制，程序將跳轉回到給東西向亮紅燈處，循環(huán)執行。同時(shí)，由于交通流一日千里的發(fā)作著(zhù)改動(dòng)，能夠依據需求來(lái)改動(dòng)通行時(shí)間，經(jīng)過(guò)P2口輸出經(jīng)過(guò)P0口，從而改動(dòng)顯現的時(shí)間。
1.2.2 緊急形式工作原理
可供選擇的緊急形式有三種。當十字路口發(fā)作嚴重交通事故時(shí)，需求把兩邊交通都關(guān)斷，這時(shí)，可開(kāi)啟開(kāi)關(guān)5，就會(huì )輸出高電平到P2.4，單片機處置后，會(huì )輸出信號到P0口，使東西向與南北向均亮起紅燈，同時(shí)調用顯現程序，使顯現數碼管全部熄滅。當事故解除，開(kāi)啟返回開(kāi)關(guān)7時(shí)，程序會(huì )回到主程序，重新進(jìn)入普通形式。開(kāi)關(guān)4會(huì )使P2.3輸入為高電平，單片機處置后，會(huì )使東西向亮起紅燈，南北向亮綠燈，只準許南北向通行，同樣數碼管會(huì )全部熄滅，危殆狀況解除后，同樣回到主程序，繼續執行普通形式。開(kāi)關(guān)3會(huì )使P2.2輸入為高電平，單片機處置后，會(huì )使南北向亮起紅燈，東西向亮綠燈，只準許東西向通行，同樣數碼管會(huì )全部熄滅，危殆狀況解除后，同樣回到主程序，繼續執行普通形式。
在單片機不時(shí)執行主程序，以普通形式控制交通流的時(shí)分，它會(huì )不時(shí)的掃描P2.2，P2.3以及P2.4口，以檢查能否有緊急狀況發(fā)作，當三個(gè)端口有緊急信號呈現，單片機就會(huì )跳出主程序，執行相應的緊急信號程序。
2 系統硬件銜接電路
系統硬件電路局部將分為以下幾局部來(lái)引見(jiàn)，分別是主面板電路，供電電源電路，單片機系統的時(shí)鐘電路，單片機系統的復位電路，數碼管顯現電路，信號燈控制電路，車(chē)輛檢測電路等。
2.1 主面板電路
系統采用5V直流穩壓電源供電，供電電壓為+5V。
系統復位電路采用的是開(kāi)關(guān)復位的方式，能夠人工對單片機停止復位操作。同時(shí)，單片機上電時(shí)，電容的存在會(huì )使得復位引腳的電壓維持在高電位超越兩個(gè)周期，系統會(huì )自動(dòng)復位；而按下復位開(kāi)關(guān)，系統就可人工復位。
振蕩電路運用的是12MHz的石英晶振，即單片機的主頻為12MHz，一個(gè)機器周期為12個(gè)時(shí)鐘周期，所以它的機器周期為1?s，這位定時(shí)器初值的計算帶來(lái)了便當。
兩個(gè)路口的12個(gè)發(fā)光二極管每六個(gè)為一組，作為東西向，南北向的兩組交通燈，每個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)一個(gè)1kΩ電阻，以灌電流方式，銜接到單片機P3口和P1口，當單片機P3和P1口的某個(gè)口輸出為低電平常，相應的發(fā)光二極管亮起，表示相應的信號燈亮起。
2.2 5V直流穩壓電源電路
該單片機由5V直流穩壓電源停止供電。
5V直流穩壓電壓工作原理：220V交流電經(jīng)變壓器，從副邊輸出為9V交流電。9V交流經(jīng)整流橋整流，電容濾波，被加到三端集成穩壓器7805上，經(jīng)7805后輸出5V直流，直流輸出后經(jīng)電容濾波，濾去其中高頻重量以及低頻重量，最后輸出5V直流電用于單片機系統供電。
2.3 單片機系統時(shí)鐘復位電路
ATMEL公司消費的AT89S51單片機它是硬件電路的中心局部，時(shí)鐘電路晶振運用12MHz，復位電路采取按鍵復位方式。
2.4 單片機數碼管顯現電路
顯現電路采用8個(gè)共陽(yáng)數碼管，P1口作為數碼管的輸入，P0.4、P0.5、P0.6 P0.7分別控制東西南北四路數碼管的位選端C1，C2，C3，C4。
3 結論
本設計的重點(diǎn)在于處理交通燈時(shí)間固定、缺乏靈敏性不能依據一日千里的車(chē)流變化適時(shí)改動(dòng)以及缺乏緊急情況應對才能這兩項缺陷。
傳統交通燈時(shí)間固定，不能依據車(chē)流量的'變化來(lái)調理時(shí)間，只能經(jīng)過(guò)不時(shí)的改換系統來(lái)完成，這樣做不但耗時(shí)耗力、還會(huì )糜費大量的財力物力。
另一方面，傳統交通燈缺乏緊急情況應對才能。當交通路口發(fā)作交通事故時(shí)，交通燈不能第一時(shí)間做出反響來(lái)處置交通流；此外，關(guān)于緊急車(chē)輛，交通燈也無(wú)法停止反響來(lái)應對緊急狀況。這樣是很致命的，由于缺乏緊急狀況應對才能，極有可能使得緊急狀況變得復雜以至可能危及生命。
本設計主要處理的是交通燈上述兩項缺陷。
針對交通燈時(shí)間固定的問(wèn)題，本系統能夠經(jīng)過(guò)手動(dòng)調理來(lái)增加或者是減少紅綠燈時(shí)間以滿(mǎn)足車(chē)流量不時(shí)變化的需求，從而不但延長(cháng)了此系統的運用壽命對工作人員的運用請求很低，而且還儉省大量的財力物力。
針對交通燈缺乏緊急狀況應對才能的問(wèn)題，該系統增設了緊急形式。當交通路口發(fā)作嚴重交通事故或者路口有消防、救護等緊急車(chē)輛時(shí)，交通燈能夠做出相應的響應，讓緊急車(chē)輛優(yōu)先經(jīng)過(guò)，從而盡可能將可預見(jiàn)的損失減小到最小的水平。于此同時(shí)，在停止一系列的緊急操作時(shí)，相應的系統的數碼管顯現局部會(huì )全部熄滅，來(lái)通知路口的司機，路口有緊急狀況發(fā)作。
本系統以一塊AT89S51單片機為中心，充沛應用單片機I/O口，來(lái)完成對交通燈路口的交通流控制。
系統有兩種工作形式：普通形式與緊急形式。
普通形式每個(gè)路口一個(gè)周期的顯現狀態(tài)依次為為：紅燈10s，綠燈5s，黃燈5s，紅燈10s，綠燈5s如此重復。紅綠燈所設置的初始時(shí)間并不是不能夠改動(dòng)的，它能夠依據實(shí)踐需求來(lái)改動(dòng)以滿(mǎn)足實(shí)踐的需求。在每個(gè)狀態(tài)，數碼管都會(huì )顯現信號燈倒計時(shí)，以提示司機信號燈轉換剩余時(shí)間。
緊急形式下，能夠做出三種以為強迫措施：東西向，南北向都亮紅燈，該交通路口制止通行；東西向亮紅燈，南北向亮綠燈，東西向制止通行，南北向車(chē)輛通行；東西向亮綠燈，南北向亮紅燈，東西向車(chē)輛通行，南北向車(chē)輛制止通行。緊急形式下，數碼管會(huì )恒定全部熄滅，以提示司機緊急狀況的發(fā)作。直到緊急狀況解除，數碼管才會(huì )回到普通形式。
該系統充沛思索到傳統交通燈信號燈時(shí)間固定，應對緊急狀況性能不佳等問(wèn)題，并對這些問(wèn)題停止了處置。因而，在交通控制效率以及緊急狀況處置等方面，該交通燈控制系統要優(yōu)于當前的傳統交通燈控制系統。
交通燈方面的研究論文二
摘 要：
本文分析了現代交通控制與管理問(wèn)題的現狀,根據城市交通的實(shí)際情況,闡述了交通燈數字控制系統的工作原理,給出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的城市交通燈數字控制系統的電路設計方案.
關(guān)鍵詞：
交通燈論文
路口的交通燈是城市用于緩解交通秩序的重要手段之一，同時(shí)它還可以監測城市交通狀況，實(shí)現實(shí)時(shí)監控。當前的交通燈控制和交通管理的綜合管理系統是現代交通指揮控制的重要組成部分，對于提高交通的流通度發(fā)揮著(zhù)重要的作用。要想加強交通燈的自動(dòng)化控制，實(shí)現數字化監控和管理，就必須具有一個(gè)科學(xué)的交通燈控制電路設計。無(wú)論是哪個(gè)地區或城市，紅燈亮表示該道路禁止通行，黃燈亮表示停車(chē)，綠燈亮表示允許通行。交通控制燈的主要作用就是實(shí)現十字路口紅、黃、綠三色交通信號燈的自動(dòng)化控制，從而指揮十字路口各個(gè)車(chē)量個(gè)行人的正常通行。
一、交通燈的工作原理
本次電路設計的核心采用AT89C51，采用CD4511譯碼器控制數碼管顯示數字，再加上一塊74LS14反相器防止按鍵過(guò)抖影響監測的準確程度。而該設計采用AT89C51芯片，使得線(xiàn)路更加趨向于智能化、自動(dòng)化、準確化，同時(shí)還可以降低設計成本，提高線(xiàn)路的可靠性。為了形象的模擬出交通燈的實(shí)際效果，我們采用三基色發(fā)光管代替交通燈，更加簡(jiǎn)單，容易實(shí)現，而且不需要采用另外的擴展I/O口。當核心AT89C51上電復位之后，首先要給它進(jìn)行重置，使得該核心的四周指示燈全亮，同時(shí)LED上應該顯示為0.當準備工作完畢之后，準備開(kāi)始。當按下開(kāi)始鍵之后，系統將會(huì )開(kāi)始運行，并運行相關(guān)程序。當南北方向時(shí)紅燈亮，東西綠燈亮持續5S，緊接著(zhù)南北綠燈亮，東西綠燈閃亮2S，在緊接著(zhù)南北紅燈亮，東西黃燈持續亮2S，延時(shí)1S后東西紅燈亮，這時(shí)候東西向交通燈同先前的南北交通燈，然后系統將會(huì )重復此過(guò)程。當按下停止按鈕之后，交通燈將會(huì )全部熄滅，等待其他的命令或是再次開(kāi)始。
(1)如果按一下開(kāi)始按鍵，那么信號燈就會(huì )開(kāi)始循環(huán)工作;
(2)如果按一下停止按鍵，那么信號燈就會(huì )停止工作，信號燈也會(huì )全部熄滅;
(3)三基色發(fā)光管的連接如上圖所示，圖中的奇數口代表的是紅色交通燈，相反偶數則代表綠色交通燈，而二者同用的時(shí)候則指示燈顯示為黃色。如果只有奇數的接口顯示為1的時(shí)候，交通燈顯紅色;如果只有偶數的接口顯示1的.時(shí)候，交通燈顯示為綠色;當兩個(gè)接口都顯示1的時(shí)候，則交通燈顯示為黃色。
(4)本次設計的交通燈，紅燈亮的時(shí)間是9S，綠燈持續5S，閃亮2S，黃燈持續2S。
二、系統電路主要模塊分析
1.消抖電路
在單片機系統運行的過(guò)程中，按鍵是主要操作工具，通過(guò)按鍵操作還可以實(shí)現單片機的數據收集處理以及命令的下達。當松開(kāi)或是按下按鈕之后，只需要向單片機的CPU輸入0或是1電平，則單片機會(huì )受到相應的信號進(jìn)行以下的操作。二無(wú)論怎樣操作都會(huì )使得按鈕發(fā)生稍微抖動(dòng)，盡管抖動(dòng)的時(shí)間很短，但是如果對于抖動(dòng)不進(jìn)行有效處理的話(huà)，那么就會(huì )影響系統運行的準確程度。因此，需對按鈕進(jìn)行去抖動(dòng)處理。為了有效消除抖動(dòng)我們經(jīng)常是利用反相器集成電路來(lái)進(jìn)行按扭的抖動(dòng)消除的。
2.振蕩、時(shí)鐘電路
振蕩、時(shí)鐘電路時(shí)單片機運行的核心，也是交通燈電路系統的具有重要作用的模塊之一。為了保證時(shí)鐘模塊頻率的穩定準確，保證其有條不紊的工作，提高單片機的運行效率，一定要保證時(shí)鐘電路的質(zhì)量。本次交通燈將通過(guò)利用AT89C51，確保放大器輸入、輸出端的正常運轉。另外要嚴格控制對外接電容的電容大小，否則將會(huì )影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩定性、起振的難易程度和溫度穩定性。
3.復位電路
根據電路的應用要求和設計的方案，對于交通燈的電路設計必須配有復位電路，方便復位操作的進(jìn)行。通常狀況下，復位操作主要有兩種基本形式，一種是上電復位，一種是上電或開(kāi)關(guān)復位。而本設計則將采用上電或開(kāi)關(guān)復位。當上電或開(kāi)關(guān)復位的電源接通之后，單片機以及交通燈電路設計系統就會(huì )復位，而在系統運行期間也會(huì )讓單片機進(jìn)行復位。
4.LED驅動(dòng)顯示電路
為了更好的使得交通燈的燈光顯示更加明顯，本次交通燈電路設計將采用LED數碼管進(jìn)行顯示，一般狀況下，我們采用的是8字型的數碼管，數碼管上的數字與LED管的發(fā)光程度有著(zhù)密切的關(guān)系，為了使交通燈和數碼進(jìn)行準確的結合，我們將實(shí)行亮暗組合。本次設計我們將采用七段碼譯碼器CD4511BCD碼來(lái)驅動(dòng)LED顯示器，這種譯碼器既可以實(shí)現BCD轉換，消除一些鎖存的控制，還可以實(shí)現顯示器的正常運行，直接對于顯示器進(jìn)行驅動(dòng)。
三、結語(yǔ)
加強交通控制的主要目的無(wú)非是努力使道路的交通運行處于最佳的狀態(tài)，為了實(shí)現這個(gè)目的，就應該制定出科學(xué)高效的交通控制系統，最大限度的保證交通流運動(dòng)的連續性。加強交通控制，實(shí)行交通燈控制可以有效的改善原有的交通秩序，提高交通的安全性，還可以減少交通的延誤，降低污染程度，從而降低能耗，保護環(huán)境。
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