2022年度十字路口交通灯控制模拟实验报告plc

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十字路口的交通灯控制的模拟实验报告plc2篇

【篇1】十字路口的交通灯控制的模拟实验报告plc

《单片机原理及接口技术》

课程设计报告

目录

一、内容提要......................................................................................................3

1、设计任务：..........................................................................................................3

2、设计要求..............................................................................................................3

二、步骤及方案..................................................................................................3

1、步骤........................................................................................................................3

2、方案论证...............................................................................................................4

三、硬件设计......................................................................................................5

1、总体电路设计图.................................................................................................5

2、主控制器...............................................................................................................6

3、时钟电路...............................................................................................................7

4、显示电路...............................................................................................................8

四、软件设计......................................................................................................8

1、总程序流程图.....................................................................................................8

2、红绿灯控制的流程图..............................................................................10

五、系统调试....................................................................................................11

六、课程设计体会............................................................................................11

七、参考文献....................................................................................................13

附录....................................................................................................................14

一、内容提要

1、设计任务：

基于AT89C51单片机，设计一个十字路口交通灯控制器。

2、设计要求：

1）用LED灯模拟东西、南北两个方向的红绿灯指示。

2）东西向通行时长80秒，南北向通行时长60秒，缓冲时长3秒。在通信时段，东西和南北两个方向一个亮绿灯，另一个亮红灯，在缓冲时段，原先亮绿灯的应变换为黄灯。

二、设计的基本步骤与方案

（1）步骤：

A.根据设计的要求，弄清设计的原理，查阅相关资料及文献，其中包括MCS-51单片机的定时/计数器原理和控制及其工作方式和扩展和AT89C51的性能。

B.在弄懂原理及设计目的的基础上，利用PROTUES软件来画原理图。

C.画完原理图之后，设计相关的程序，根据原理利用程序和单片机的功能对红绿灯进行控制。定时时间确定：定时器T1需定时80秒、60秒、3秒，这些数值显然大大超过定时器的最大定时时间。为此，可采用定时器定时与软件计数相结合的方法来解决问题，设计用定时器T1，每隔10毫秒中断一次，向CPU申请中断，用R1*R2计中断的次数，当R1*R2为0时定时时间到转换灯亮。

晶振频率为12MHZ，所以机器周期为：

T＝12/12MHZ=1us，初值X=2∧16-10ms/1us＝D8F0

TH1=#0D8H,TL1=#0F0H,

定时80秒：R1=#100,R2=#80

定时3秒：R1=#100,R2=#3

定时60秒：R1=#100,R2=#60

D.最后看能不能实现它的功能。

（2）方案论证：

根据系统的设计的要求，选择12MHZ的晶振来提供内部时钟，选择单片机AT89C51为交通灯控制系统的核心来完成东西、南北方向红、黄、绿灯的控制动能。

按照系统设计功能的要求，确定系统由5个模块组成：东西方向红绿灯控制、南北方向红绿灯控制、AT89C51、东西方向通行指示、南北方向通行指示。

十字路口交通灯控制总体设计电路结构图如图1所示：

图1

三、硬件设计

（1）总体电路设计图

十字路口交通灯控制电路图如图2所示：

图2十字路口交通灯控制电路图

（2）主控制器

单片机的选择

十字路口交通灯控制电路的核心是MCS-51系列AT89C51单片机，其在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、定时/技术器、I/O接口等功能部件。

图3 51单片机的内部系统组成基本框图

图5图4 51系列单片机引脚图

（3）时钟电路：CPU的需要精确的定时，这是用一个晶体振荡器产生稳定的时钟脉冲来控制的。8051片内有一个有高增益反相放大器所构成的震荡电路，XTAL1和XTAL2分别为震荡电路的输入和输出端，时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。在XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，组成并联谐振回路，从而构成一个稳定的自激震荡器。电容置在5——30PF之间选择，电容的大小可起频率微调作用。晶振可以在选择12MHZ。如下图6所示：
  图7

（4）、显示部分:分别由红黄绿LED灯来显示东西、南北方向的红绿灯指示，由8*8LEDMATRIX来显示东西、南北方向的通行方向指示。用单片机AT89C51的P0/P2/P3口来驱动8×8点阵LED显示屏，显示通行箭头。显示方式采用动态扫描式显示。

四、软件设计

系统程序的总程序流程图如图8所示。

系统程序的单片机实现红绿灯控制的流程图如图9：

五、系统调试

用KEIL调试程序，程序正确后经仿真软件Protues调试，利用AT89C51作为主控制。一开始，东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，东西方向指示绿色向上箭头；
60秒后东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮；
再3秒后，东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，南北方向指示绿色向上箭头；
50秒后，东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮；
3秒后，东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，东西方向指示绿色向上箭头，如此循环。实验基本成功。

调试仿真结果如下：

六.课程设计体会

通过本次课程设计，我深深地体会到了作为一个硬件工程师的艰辛。即使做一个小小的项目，都需要这么多的辛苦，必须考虑到问题的任何一个细节，否则最后也将是功败垂成。在这次课程设计的过程中带给我们的影响很大，我们又一次的查阅大量的设计资料，每一步都有可能出现的问题，我们所做的就是迎接问题，改正错误，使自己的作品更加完善。在这个过程中，我们因为汇编程序的掌握深度不够失落过，也为仿真成功而热情高涨。生活就是这样，学习亦是如此，汗水预示着结果也见证者收获，劳动是人类生存生活永恒不变的话题。当课程设计完成时，那感觉是甜蜜的，没有耕耘时的艰辛，哪来的收获时的喜悦，不懂付出怎么能知道回报的快乐，就在这样一份耕耘一份收获的艰辛与喜悦的交融中，我们学到了知识，领悟到了做人的道理。

本系统是基于单片机AT89C51的处理,轻松而且简单地完成了我们需要的预期结果, 在系统的设计中，从另一个角度看，还真正地证明了单片机确实是一种微型计算机，和一般的电脑有完全相同的功能，其最重要的就是它的CPU。

首先在做本课程设计之前应该做好充分地准备:即要通过自己学习相关的数电，模电，单片机等,完成电路的相关设计,有一个完整的软件电路图和一个清晰的整体思路框架。

其次，在这次课程设计中，我们运用了以前学过的专业知识，列如Protues仿真、单片机定时/计数器、汇编语言、C语言、模拟和数字电路的知识等。在这次课程设计的过程中带给我们的影响很大，我们又一次的查阅大量的设计资料，每一步都有可能出现问题，我们所做的就是迎接问题，改正错误，使自己的作品更加完善。在学习过程中带着问题去学习我发现效率很高，这就是在这次课程设计中的又一个收获。

最后, ；
在程序设计时，不需经过反复修改、不断改进程序设计，养成注释程序的好习惯，为程序设计的成功做铺垫。

这次课程设计我们是全身心的投入进去了，从中确确实实学到了不少东西，使我收益匪浅。在这次课程设计中我们也遇到了不少麻烦的事，犯下了不少错误，在今后的学习生活中，要牢记在实验中的经验教训，争取获得更大的进步。最后衷心的感谢在课程设计期间老师对我们的无私帮助，还要感谢和我同组的合作者，以及所有帮助过我们的同学。

论文中所涉及的很大部分的知识并不是从书本上，而是在已有的知识基础上，借助书籍和网上资源，经过反复思考而得出的。

七、参考文献

（1）李朝青，单片机原理及接口技术（第三版），北京：北京航天航空大学出版社，2005.

（2）马忠梅，单片机的C语言应用程序设计，北京航天航空大学出版社，2007.

（3）何立民，单片机应用技术大全，北京航天航空大学出版社，1994.

附录源程序代码

ORG 0000H

LJMP START

ORG 001BH

LJMP IT11

ORG 0100H

START:MOV TMOD,#10H ;主程序

MOV TH1,#0D8H

MOV TL1,#0F0H

MOV IE,#88H;中断允许

MOV R1,#100

MOV B,R1

MOV R2,#80

MOV R3,#00H

MOV R4,#60H

MOV R5,#00H

MOV P1,#0F3H

SETB TR1

BASE:CJNE R2,#00H,YE ;判断是否定时时间到

DEC R4；
定时时间到-1

CHANGE:CJNE R4,#04H,CHANGE1；
R4等于#04H，60秒到，东西黄灯亮

MOV P1,#0F5H

MOV R1,#100

MOV B,R1

MOV R2,#3

LJMP YE

CHANGE1: CJNE R4,#03H,CHANGE2；
R4等于#03H,3秒到，东西亮红，南北亮绿

MOV P1,#0DEH

MOV R5,#01H

MOV R1,#100

MOV B,R1

MOV R2,#50

LJMP YE

CHANGE2: CJNE R4,#02H,CHANGE3；
R4等于#02H，50秒到，南北亮黄

MOV P1,#0EEH

MOV R1,#100

MOV A,R1

MOV R2,#3

LJMP YE

CHANGE3:CJNE R4,#01H,CHANGE4；
R4等于#01H，3秒到，东西亮绿，南北亮红

MOV P1,#0F3H

MOV R5,#00H

MOV R1,#100

MOV B,R1

MOV R2,#60

LJMP YE

CHANGE4: MOV R4,#04 H ；
R4等于#00H，给重送#04H

LJMP CHANGE

YE: CJNE R5,#00H,DIREC1 ;判断哪边的箭头亮

DIREC: CJNE R3,#08H,NEXT1 ;东西方向箭头亮

MOV R3,#00H

NEXT1: MOV A,R3

MOV DPTR,#TAB

MOVC A,@A+DPTR

MOV P0,A

MOV DPTR,#TAB1

MOV A,R3

MOVC A,@A+DPTR

MOV P2,A

MOV P3,#0FFH

LCALL DELAY

INC R3

LJMP BASE

DIREC1: CJNE R3,#08H,NEXT2 ;南北方向箭头亮

MOV R3,#00H

NEXT2: MOV P0,#0FFH

MOV A,R3

MOV DPTR,#TAB

MOVC A,@A+DPTR

MOV P0,A

MOV DPTR,#TAB1

MOV A,R3

MOVC A,@A+DPTR

MOV P3,A

MOV P2,#0FFH

LCALL DELAY

INC R3

LJMP BASE

ORG 0300H

IT11: DJNZ R1,NEXT;中断程序

MOV R1,B

DEC R2

NEXT: MOV TH1,#0D8H;重装初值

MOV TL1,#0F0H

RETI

TAB: DB 01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H;列控制数

TAB1: DB 0F7H,0F3H,0F9H,00H,00H,0F9H,0F3H,0F7H;行控制数

DELAY: MOV R6,#0FFH;延时程序

D1: MOV R7,#43H

DJNZ R7,$

DJNZ R6,D1

RET

END

【篇2】十字路口的交通灯控制的模拟实验报告plc

基于PLC的十字路口交通灯控制系统设计
作者：石瑶 张光旭 张吻吻
来源：《现代信息科技》2018年第08期

        摘 要：由于PLC具有可靠性较高、用法简单、通用性强以及方便维护等优点，因此，本文根据快速路十字路口车辆、行人通行的具体情况，利用西门子S7-200PLC设计了简单实用的有行人过马路请求的十字路交通灯控制系统，提高了路口车辆、行人的通行能力。

        关键词：PLC；
交通灯；
主车道；
次车道

        中图分类号：TP273.5；
TM923.5 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）08-0187-02

        Abstract：Since the PLC has the advantages of high reliability，simple usage，strong versatility，convenient maintenance. In order to increase the capacity of vehicles and pedestrians at intersections，the main purpose of this paper is the use of Siemens S7-200 PLC to design a simple and practical traffic lights control system with pedestrian crossing request. The traffic capacity of vehicles and pedestrians at the intersection has been improved.

        Keywords：PLC；
traffic lights；
main road；
sub-road

        0 引 言

        目前，一般的十字路口采用行车道和人行道来固定通行的交通灯控制系统。随着城市快速路的极速发展，这样的系统不再适合应用在主车道为行车道、次车道为人行横道和一些非机动车通行的十字马路。本文根据实际需求，设计方案为只有在当次车道上有行人需要过马路，并按下请求按钮时，控制系统才会启动，主车道交通灯亮红灯，使次车道行人通过；
当系统没有接收到行人请求信号时，主车道始终亮绿灯，保证车辆快速通过十字路口，极大地提高了主车道快速路的通行率，又可方便行人通行。本文采用PLC来设计有行人过马路请求的交通灯控制系统。

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