交通灯论文范文精选3篇(全文)

交通灯论文篇1

摘要：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：交通控制交通灯时间发生器定时器

1引言

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，以下就城乡交通灯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。

图1

2交通灯控制系统设计

城市路口交通信号控制系统大体上分为三种类型：定周期的信号机、多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号机以及联网式自适应多相位智能型信号机。具体采用哪种类型，应根据其应用场合及特点加以确定。其中，第一种类型以其成本低，设计简单，安装及维护方便等特点得到了广泛应用。本文讨论的城乡交通灯控制系统就属于该种类型。该交通灯控制系统主要由时间发生器电路、光电检测电路、控制电路等几个部分组成。其系统原理图如图1所示。

1.1时间发生器电路

时间发生器电路由一片74191、时钟脉冲产生电路和几个门电路构成，其中时钟脉冲产生电路如图2所示。时钟脉冲产生电路用一片555定时器业构成多谐振荡器，设计脉冲周期为4s,其计算公式为：T1=(2R2+R1)Cln2=0.7×5.7MΩ×1μF，以此信号作为74191的CP。74191的四个状态输出端QAQBQCQD可用四个门电路进行译码。当QAQBQCQD=0000时，电路输出低电平信号给D触发器和控制电路的IO输入端；而当QAQBQCQD=1000时，电路输出高电平信号给黄灯驱动电路。74191接成减计数工作状态，LD信号由控制电路的O1提供，应将置数输入端A、C接高电平Vcc,B、D端接D触发器的输出端，还可根据D触发器的不同输出状态置入数5和数15。

2.2控制电路

控制电路主要由单稳态触发器、RC电路和反相器构成、电路如图3所示。该电路有两个输入端和三个输出端。当QAQBQCQD=0000时，输入端IO为低电平，此时信号将直接经O1输出给LD以进行异步置数，因此74191的0000状态持续时间很短暂。输入端I1由光电检测电路的输出信号提供，当有车辆时，输人间真情观后感出低电平；无车辆时输出高电平。输出信号O1=I1，而输出信号O2而由I1经反相器、RC电路和一单稳态电路得来。O1的作用是当乡间道无车辆时，保持主干道绿灯亮，乡间道红灯亮。当主干道绿灯变亮并检测到乡间道有车辆（即I1=0）时，O2触发单稳态电路并维持主干道绿灯亮66s,即T2=RCln3=1.1×6MΩ×10μf=66(s)。

图3

2.3光电检测电路

光电检测电路由光源和光电三极管构成，该电路可根据需要选择现成产品，如CP850系列的CP851，该器件的光电传感器输距离可达15m。

2.4交通灯控制及驱动电路

交通灯控制电路由一个D触发器、一个三输入或门和两个反相器组成，其电路如图3所示。D触发器的作用是在乡间道非常繁忙时，对红绿灯的转换进行控制。三输入端或门的作用是当乡间道无车辆和主干道绿灯刚亮而乡间道就有车通过时维持主干道绿灯亮时间大于60s。

由于红绿灯的功率较大（十几瓦），一般集成门电路无法驱动，因此需要设计一个特定的驱动电路，该电路可用功率管和高驱动能力的电源构成，具体电路如图4所示。功率管及电源大小可根据交通灯的功率进行计算。电路仿真时，可用一小灯泡直接接在门电路的后面。

3结束语

根据交通灯控制系统的逻辑电路，笔者采用加拿大交换图像技术有限公司推出的ElectronicsWorkBench(简称EWB)软件进行了仿真实验[4]。在众多的电路仿真软件中，EWB的工作界面非常直观。仿真过程中，用光电检测器来模拟现场的各种情况，结果表明，该系统完全可以达到设计要求。

交通灯论文篇2

1.概述

当前，在世界范围内，一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前活跃的领域。本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理，用以控制过往车辆的正常运作。

2.过程分析

图1作文 最好的奖赏是一个十字路口示意图。分别用1、2、3、4表明四个流向的主车道，用a、b、c、p分别表示各主车道的左行车道、直行车道、右行车道以及人行道。用a、b、c、p分别表示左转、直行、右转和人行道的交通信号灯，如图2所示。

交通灯闪亮的过程：

路口1的车直行时的所有指示灯情况为：

3a3b2p绿3c红+4a4b4c3p全红+1c绿1a1b4p红+2c绿2a2b1p红

路口2的车直行时的所有指示灯情况为：

4a4b3p绿4c红+1a1b1c4p全红+2c绿2a2b1p红+3c绿3a3b2p红

故路口3的车直行时的所有指示灯情况为：

1a1b4p绿1c红+2a2b2c1p全红+3c绿3a3b2p红+4c绿4a4b3p红

故路口4的车直行时的所有指示灯情况为：

2a2b1p绿2c红+3c3a3b2p全红+4c绿4a4b3p红+1c绿1a1b4p红

图1：十字路口交通示意图

图2：十字路口通行顺序示意图

图3：十字路口交通指示灯示意图

图4：交通灯控制系统硬件框图

3、硬件设计

本系统硬件上采用at89c52单片机和可编程并行接口芯片8155，分别控制图2所示的四个组合。at89c52单片机具有mcs-51内核，片内有8kbflash、256字节ram、6个中断源、1个串行口、最高工作频率可达24mhz，完全可以满足本系统的需要；与其他控制方法相比，所用器件可以说是比较简单经济的。

4、软件流程图

图5：交通灯控制系统流程图

5、交通灯控制系统软件

org0000h

ljmpmain

org0100h

main

movsp,#60h

;lcalldir;调用日期、时间显示子程序

loop

movp1,#0ffh

ljmptest

lcallroad1;路口1的车直行时各路口灯亮情况

lcalldly30s;延时30秒

movp1,#0ffh;恢复p1口高电平

lcallreset;恢复8155各口为高电平

lcallyellow1;路口1的车直行--%26gt;路口2的车直行黄灯亮情况

lcalldly5s;延时5秒

lcallreset;恢复8155各口为高电平

movp1,#0ffh;恢复p1口

lcallroad2;路口2的车直行时各路口灯亮情况

lcalldly30s;延时30秒

lcallreset;恢复8155a、b口为高电?

movp1,#0ffh;恢复p1口高电平

lcallyellow2;路口2的车直行--%26gt;路口3的车直行黄灯亮情况

lcalldly5s;延时5秒

lcallreset;恢复8155a、b口为高电?

movp1,#0ffh;恢复p1口高电平

lcallroad3;路口3的车直行时各路口灯亮情况

lcalldly30s;延时30秒

lcallreset;恢复8155a、b口为高电?

movp1,#0ffh;恢复p1口高电平

lcallyellow3;路口3的车直行--%26gt;路口4的车直行黄灯亮情况

lcalldly5s;延时5秒

lcallreset;恢复8155各口为高电平

movp1,#0ffh;恢复p1口高电平

ljmptest

lcallroad4;路口4的车直行时各路口灯亮情况

lcalldly30s;延时30秒

setbp1.5;恢复p1.5高电平

setbp1.4;恢复p1.4高电平

movdptr,#0ffffh;恢复8155各口为高电平

lcallyellow4;路口4的车直行--%26gt;路口1的车直行黄灯亮情况

lcalldly5s;延时5秒

setbp1.6;恢复p1.6高电平

setbp1.3;恢复p1.3高电平

movdptr,#0ffffh;恢复8155各口为高电平

ljmploop

;路口1的车直行时各路口灯亮情况3a3b2p绿3c红+4a4b4c3p全红+1c绿1a1b4p红+2c绿2a2b1p红

road1

movdptr,#7f00h;置8155命令口地址；无关位为1）

mova,#03h;a口、b口输出，a口、b口为基本输入输出方式

movx@dptr,a;写入工作方式控制字

incdptr;指向a口

mova,#79h;1a1b4p红1c绿2a2b1p红

movx@dptr,a

incdptr;指向b口

mova,#0e6h;3a3b2p绿3c红4a4b3p红

movx@dptr,a

movp1,#0deh;4c红2c绿

ret6、结语

本系统结构简单，操作方便；可现自动控制，具有一定的智能性；对优化城市交通具有一定的意义。

本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程序结构，便于模块化处理，使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。

6、参考资料

[1]　韩太林，李红，于林韬；单片机原理及应用（第3版）。电子工业出版社，20__

[2]　刘乐善，欧阳星明，刘学清；微型计算机接口技术及应用。华中理工大学出版社，20__

[3]　胡汉才；单片机原理及其接口技术。清华大学出版社，20__

交通灯论文篇3

一、设计背景

现在各个城市的道路都会安装交通控制红绿灯，使用交通灯来控制不同道路的汽车有序运行。有些司机不遵守安全规则擅闯红灯对行人造成一定的人身安全威胁，每年各个城市都会有这种事故发生，人的生命是最宝贵的。本设计就是设计了汽车刹车控制系统，在汽车行驶过程中遇到红灯可以自动强制提车，避免了汽车闯红灯对行人造成的安全威胁。

二、设计创新点

本设计创新点在于使用红外线发射器与红路灯联合工作，在遇到红灯时发出红外线，在汽车里安装有红外接收电路控制汽车上的电动机或者发动机，强制其停车。可以避免有些司机不遵守交通规则擅闯红灯。

三、项目结构框图

图1 六一儿童节日记100字 红外线自动控制小车强制制动原理框图

本系统设计主要有两大模块组成：使用单片机AT89C52设计的简易十字路口交通红绿灯，安装有红外接收器的模型小车。单片机控制的交通灯可以实现两路红、绿、黄灯的控制，可以显示时间，可以在红灯情况控制红外发光二极管发出红外线；模型小车安装有红外线接收器，当收到来自交通灯的红外线停车信号后通过控制电路强制停车。模拟了强制禁止闯红灯的过程。

图2 交通灯的控制流程图

交通灯的控制通过编制程序实现，可以通过更改程序灵活调整每个路口的红绿灯的亮灯时间。实现单片机控制的模拟交通灯功能，可以实现交通动能在红灯状态发送红外线，模型车接收到红外信号实现自动停车。本设计可以通过考虑设计更为完善的程序，实现多路交通模型车的控制。更为接近实际情况。

四、使用材料

红外自动控制小车

元器件 数量（个） 参数 备注

20W烙铁 1 20w内热式烙铁，用于电路焊接

焊锡丝 1卷

松香 2 用于电路的助焊接，提高焊点的可可靠性

C51单片机

开发板 一套 用于交通灯的控制，完成交通灯、红外制动信号的发射

红外线距离

传感器 2个 经过修改调整可用于接收红外调制信号，实现强制停车控制。可接受到频率160――200KHZ的占空比25%的调制红外光，有效距离可调最大1.5m最小2cm。

红外线发射

二极管 10 用于发射红外线停车信号，发射900nm的红外线

9012三极管 4 低频小功率三极管，用于控制继电器等做可控开关使用，工作在开关状态。

洞洞板 4 用于电子元器件搭接测试电路。

白光二极管 4 作指示灯

小型电动机 1 4.5V电机，转速200rpm，测试电机桥性能

5V稳压直流

电源 1 提供一个稳定的5V电压给单片机，功率15W

红外线调制管 2 可以产生频率160――200KHZ的占空比25%的调制信号，用于对红外发射管控制。

微型5V继电器 2 电动车电机控制继电器，线圈工作电流50mA，控制端220V，10A

金属1/6W电阻 10 1kΩ、47kΩ、500Ω、330Ω、10Ω，限流电阻

电源变压器 1 直流电源的交流供电端220：15V

红外接收管 6 接收红外线信号

电容器 6 电解电容、瓷片电容等。

五、制作原理方法

制作的红外线自动控制小车强制制动器采用了理论联系实际的方法，前期做了一些文献查阅和检索工作，查看了国内外有交通灯控制及针对违规司机闯红灯的自动停车装置的研究状况。发现在目前有些司机不能很好的遵守交通指挥灯的控制信号，遇到红灯强行通过，不停车对于行人的人身安全造成了极大地威胁。每年这样的交通事故也是屡次有发生，还没有什么有效地解决办法。交通灯的自动控制技术现在已经是非常的成熟了，但其功能也只限于控制红绿灯的亮灭。

本制作设计使用脉冲调制红外线为强制制动停车信号，在模型小车里加装红外线接收装置，探测红外停车信号。当没有收到停车信号时小车正常运行；遇到交通灯发射的红外停车信号切断小车电机供电强制停车，从而模拟了强制停车严禁穿红灯的交通系统。本设计将红外线信号发送接收功能、交通灯控制、交通安全管理综合起来。实现保障行人安全的功能，以下是实际的制作流程中的一些照片：

图1 第一套电机控制电路

电动机工作的电流在800mA左右，使用两个9014并联使用，提高供电电流，首次设计的红外接收电路直接使用红外接收管，但是灵敏度太低了，有效距离最大才有5cm，必须保持小车在红外发射灯的正对面才能起作用。角度偏离后就失效了。后来经过查阅相关文献搞清楚了问题所在，改用红外线调制，可以大大提高接收系统的有效距离。为提高接收器的稳定性，最终网购了红外接近开关，改造以后用于红外调制信号的接收。效果很好！

图4 交通灯程序调试界面

图5 交通灯软件仿真图

实物的制作的过程照片如下面的：

图6 红外发射电路控制部分

图7 交通灯电路板

图8 交通灯单片机主控版

六、使用效果

红外发射电路焊接完成后与交通灯连接好，电动小车的红外接收模块和电机控制模块都装配到小车后，实际测试第一次使用的红外接收二极管做接收装置效果不好；经过改进后使用红外接收模块，发射端采用红外线调制发射后，效果很好，接收距离大大提高，可以满足小车自动停车，强制制动的要求。

模型小车的电机电流较小所以控制电路里使用了两个小功率的9013的三极管实现，电路结构比较简单，在红外线传感接收部分设计了两套方案：红外接收光敏三极管，红外接收器。在实际的测试中发现红外接收电路使用红外光敏三极管的灵敏度不够高，且接受范围角度窄；最后就采取了红外接收器的模块，可以准确的接受到红外线实现可靠停车。

七、改进方面

本设计目前可以稳定的工作，交通灯除了正常的控制交通灯、显示倒计时以外，还有一个控制红外发射电路在红灯亮的时间点亮对应路口的红外停车信号灯的作用，实现强制制动。本设计的停车控制电路较为简单，可以对电动车完成控制，若想在现实生活实用控制或是燃料车辆运行还有一定的问题。尤其是在车速较高的情况下，发动机不能骤停，否则会出现非常严重的安全后果。对于这方面还有很大的改进余地，在有些非常情况下如要汽车强行通过交通灯的红灯路口怎么实现控制也是要考虑的！

参考文献

[1]《科技辅导员工作指南》2011.5………….中科协编著

[2]《科技辅导员培训手册》2012.7………….中科协编著