基于新型规则的可编程交通控制系统设计
2010/4/16 13:58:00
本系统由单片机系统、键盘、LCD显示、交通灯演示系统组成。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。
系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、语音提示、LCD信息显示、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
一 方案设计与论证：
1电源提供方案
为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案
方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。
方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。
综上所述，我们选择第二种方案。
2显示界面方案
该系统要求完成倒计时、信息提示等功能。基于上述原因，我们考虑了三种方案：
方案一：完全采用LCD显示。这种方案只显示有限的符号和数码字苻，无法胜任题目要求。
方案二：完全采用点阵式LCD显示。这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作；但功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等。
方案三：采用LED与点阵LCD相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有汉字信息提示及图形输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用LED与LCD分别显示时间与提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。
权衡利弊，第三种方案可互补一二方案的优缺，我们决定采用方案三以实现系统的显示功能。
3输入方案：
题目要求系统能手动设灯亮时间、紧急情况处理，我们讨论了两种方案：
方案一:采用8155扩展I/O口及键盘，显示等。该方案的优点是：
使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O口,但操作起来稍显复杂。
方案二： 采用ZLG7289来控制键盘及数码管显示。由于7289是串行控制方式，有专用的命令字，控制起来简单，且占用较少口线。其电路图如图（1）。
由于该系统对于交通灯及LCD的控制，只用单片机本身的I/O口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。
8155与单片机接口
4交通灯演示方案：
采用在面板上焊接三色发光二极管模拟交通红绿灯，以发光二极管拼出小人状（并闪烁）/箭头状作为人行提示/左右转提示，简单明了；且实现简单，清晰明了。
二．系统设计
1总体设计
⑴系统总框图如下：
⑵模块说明
※ 1键盘控制电路：2×8键盘，由单片机外接ZLG7289控制。
※ 2单片机最小系统：系统的主控制器，用以控制其他模块协调工作。
※ 3 LCD显示模块：用以显示提示信息，如天气、路况等，接口电路简单，由单片机控制。
※ 4 LED显示（倒计时）模块：由单片机外接ZLG7289控制，经排线与交通灯演示模块相连，用以显示交通灯倒计时时间。
※ 5 控制接口电路：用于连接单片机系统与交通灯演示模块，该电路含74ls139(二四译码器)、74ls373（数据锁存器），可使交通灯正常工作。
※ 6交通灯演示模块:演示系统的工作情况。该模块主要由发光二极管构成
※ 7语音提示模块：采用现成的2532-120单段录放板（可录音及重复播放），用以完成语音提示。
⑶交通灯各状态说明：
交通灯在通常工作条件中有五种状态：绿灯＋人行道（S1）;绿灯＋右转（S2）；黄灯（S3）;红灯＋左转（S4）;红灯（S5）五种状态。
*状态说明：
(S1)绿灯＋人行道：车辆前行；行人可通过人行道；
(S2)绿灯＋右转：车辆可向前、向右行驶。
(S3)黄灯：过渡状态。
(S4)红灯＋左转：车辆向左行驶；但不能前行。
(S5)红灯：禁止通行与转弯。
注：红黄绿等均为前行方向的信号指示灯，济南较大路口均为此种设计，只是左转、人行无红灯指示。
*状态图:
*真值表：（注：R、G、Y、L、Rt、M分别表示红灯、绿灯、黄灯、左转、右转、人行道灯）
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