智能控制道路交通信号灯套件: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。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公路,缓解主干道与匝道、城市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已待解决的主要问题。随着电子技术的发展,利用计算机技术对交通灯进行智能化管理,已成为目前广泛采用的方法
本套件提供原理图,安装图,C语言源程序,资料,是学习,单片机应用首选产品。
1.设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求主车道和干道两条交叉路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为主道通行25S,次道通行20S;
2.要求黄灯先亮5S,才能变换运行车道;
3.黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次;
4.倒数秒数显示;
5.声音提示;
6.当有特殊情况需要通行时,可对红绿灯进行认为控制。
以上是目前常用路口交通信号灯的控制功能,为了演示效果,这里采用三种颜色的发光二级管来模拟交通信号灯。
设计与分析
从设计完成的任务与要求来看,显示通行时间必须用二位数码管,从节省硬件资源的角度考虑,可采用扫描的方式来处理,对于7段数码管,占用7个单片机的I/O口,另外设置2个电子开关对2位显示进行配合,占用2个I/O端口,十字路口共需4组红绿灯,加上转换黄灯,一共是12只灯,须用12个端口进行控制,加上两个方向的紧急通行按钮,占2个I/O端口和一个蜂鸣器端口,因此实际占用的单片机I/O口为24个,为此,我们可以选用51系列单片机中的AT89C51来作为中央处理器。这款单片机的I/O口作为输出时,具有较大的吸收电流能力,因此我们可以选用共阳型数码管,这样由单片机的I/O口就可以直接驱动,能简化硬件电路的设计。
交通灯的元件清单如下:
电阻,电容二极管,三极管,有一半的元件用的是贴片元件,此套件可以锻炼大家焊接贴片元件和直接元件,欢迎选购。
交通灯元件清单 |
NO |
名称 |
位号 |
规格 |
数量 |
1 |
贴片电阻 |
R1 |
10K |
1 |
2 |
R14,R15 |
2K |
2 |
3 |
R2-13,R16-23 |
560 |
21 |
4 |
贴片电容 |
C2,C3 |
30P |
2 |
5 |
贴片电容 |
C4 |
104 |
1 |
6 |
贴片三极管 |
V1,V2 |
9012 |
2 |
7 |
电解电容 |
C1 |
10UF |
1 |
8 |
发光二极管 |
D1-D12 |
红黄绿各4 |
12 |
9 |
数码管 |
U2,U3 |
0.5共阳1位 |
2 |
10 |
蜂鸣器 |
LS1 |
5V |
1 |
11 |
轻触开关 |
K1-3 |
6*6*5 |
3 |
12 |
晶振 |
T1 |
12M |
1 |
13 |
IC座 |
配U1 |
40P |
1 |
14 |
集成电路 |
U1 |
STC芯片含程序 |
1 |
15 |
电源插座 |
|
2P座+线 |
1 |
16 |
线路板 |
双面波纤板 |
|
1 |
17 |
胶袋 |
装元件 |
7*10 |
1 |
硬件电路的制作与调试
1.时间显示电路的制作与调试
将R8~R17及2只共阳数码管焊好(注意不要焊反,数码管中有小数点的应为右下方),将2只电子开关三级管VT1、VT2焊上,再将40脚的集成电路插座焊上,这样这部分电路就制作完成了。接下来对这部分电路进行测试,接上电源,数码管全灭,用一导线的一端接地,另一端插在集成电路插座的28脚上,这时用万用表电压档测量VT1集电极电压,正常应为4.5V以上,若不正常,检查VT1是否焊反,R16是否虚焊等。用另一导线的一端与地线相连,另一端依次碰集成电路插座的32脚~39脚,一边碰一边查看数码管VD5,正常时可以看到每碰一个脚,对应一段数码管灯亮。若不亮,仔细查看与该脚相连的电阻及数码管是否虚焊。用同样的方法调试另外1只数码管VD6.
2.红绿灯电路的制作与调试
将VD7~VD18所有发光二级管焊好,注意不要焊反(发光二级管在没有剪脚前,长的一端为正极),同时将每一发光管的限流焊好。
3.紧急通行电路及发音电路的调试
这里所指的紧急通行电路及发音电路的制作与调试,实际就是对两只按键和一只蜂鸣器的调试,具体的方法见前文中的介绍。
4.整机调试
将烧录好程序的芯片插上(我们提供的芯片中已烧录好程序),由于这个芯片引脚较多,在插入插座时要格外小心,防止其中几个脚折弯。所有元器件安装好后,通电,可看到两位数码管显示“25”,同时主道亮绿灯,干道亮红灯,然后开始做时间递减操作。当显示为“05”时,黄灯点亮,同时蜂鸣器每隔一秒叫一声,当计时结束后,主干道通行状态改变,即主道亮红灯,干道亮绿灯,此时两位数码管显示“20”,然后作递减操作,结束后重复前面的动作。当人为地按下紧急通行键时,若按的是主道紧急通行键,则干道亮红灯,主道亮绿灯,数码管从“50”开始倒计时,同理,若按的是干道紧急通行键,则通行的方式与前正好相反。50S结束后,系统自动返回按键前的工作状态。
装好的成品如下图所示:
参考制作视频点击: 单片机交通灯制作视频https://www.bilibili.com/video/
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