成都理工大学毕业论文 — 交通灯
第二章 通过比较法，选出我们用到的方案 第三章 理论分析和计算出相关参数 第四章 电路图设计 第五章 程序设计与流程图 第六章 总结与致谢
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第二章 方案比较、设计与论证
2.1 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。本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，如图[2-1]。
图2-1电源电路
2.2 显示界面方案：
该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。基于上述原因，我们考虑了三种方案： 方案一：完全采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，无法胜任题目要求。
方案二：完全采用点阵式LED 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：采用数码管与点阵LED 相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用数码管与LED灯分别显示时间与提示信息。这种
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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。
2.3 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： 直接在IO口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的口资源还比较多，我们使用四个按键，分别是K1、K2、K3、K4。由于该系统对于交通灯及数码管的控制，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。
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第三章 理论分析与计算
3.1 交通灯显示时序的理论分析与计算
对于一个交通路口来说，能在最短的时间内达到最大的车流量，就算是达到了最佳的性能，我们称在单位时间内多能达到的最大车流为车流量，用公式：车流量= 车流 / 时间 来表示。
左弯灯车人右行弯驶灯白圈代表红灯 黑圈代表绿灯 行人灯 图3-1标号设定
说明：此图为直方图，上边为北路口灯，右边为东路口灯，下边为南路口灯，左边为西路口灯。
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行人灯
3—2 规则状态图
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图[3－2] 所示为一种红绿灯规则的状态图，分别设定为S1、S2、S3、S4，交通灯以这四种状态为一个周期，循环执行见图[3－3]。
图3-3a车辆行驶状态S1 图3-3b车辆行驶状态S2
图3-3c车辆行驶状态S3 图3-3d车辆行驶状态S4
3-3 交通灯四种状态
请注意图[3－1b]和图[3－1d]，它们在一个时间段中四个方向都可以通车，这种状态能在一定的时间内达到较大的车流量，效率特别高。
依据上述的车辆行驶的状态图，可以列出各个路口灯的逻辑表，由于相向的灯的状态图是一样的，所以只需写出相邻路口的灯的逻辑表；根据图[3－3]可以看出，相邻路口的灯它们的状态在相位上相差180°。因此最终只需写出一组S1、S2、S3、S4的逻辑状态表。如表[3－1] 所示：
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