成都理工大学毕业论文 — 交通灯
开始 S1 S3 S4 S2 S4 S2 S1 S3
外圈是北方为前进方向的状态循环，内圈是东方为前进方向的状态循环
S1的状态 逻辑值 显示时间 S2的状态 逻辑值 显示时间 S3的状态 逻辑值 显示时间 S4的状态 逻辑值 显示时间 A B C D E F G H 从30秒到0秒 表3-1 交通灯的循环逻辑表 A B C D E F G H 从70秒到30秒 A B C D E F G H A B C D E F G H 从40秒到0秒 从30秒到0秒 表中的“×”代表是红灯亮（也代表逻辑上的0），“√”是代表绿灯亮（也代表逻辑上的1），依上表，就可以向相应的端口送逻辑值。
3.2 交通灯显示时间的理论分析与计算
东西和南北方向的放行时间的长短是依据路口的各个方向平时的车流量来设定，并且S1、S2、S3、S4各个状态保持的时间之有严格的对应关系，其公式如下所示：
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T-S1+T-S2=T-S3 T-S2=T-S4 T-S1=T-S3
我们可以依据上述的标准来改变车辆的放行时间。按照一般的规则，一个十字路口可分为主干道和次干道，主干道的放行时间大于次干道的放行时间，我们设定值时也应以此为参考。
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第四章 电路图及设计文件
4.1 灯控制电路设计
红绿灯的显示采用普通的发光二极管，每个方向上设置红绿黄灯及行人灯各一个，共四组，如图[4-1]所示。如果东西方向红灯亮那南北方向就是绿灯，反之亦然，所以在硬件连接图上也成对称分布。
图4-1 LED控制电路
4.2倒计时显示电路设计
8段LED是一种常用的数码显示屏。这种数码管的每个线段都是一个发光二极管，因而把它叫做LED数码管。由于在数码管的右下角增加了一个小数点，形成了所谓的8段数码管。E10501是属于共阴极类型的数码管，只要公共端接地，其他端送上高电平就能点亮。E10501不仅具有工作电压低，体积小，寿命长，可靠性高等优点，而且响应时间短（一般不超过0.1微秒），亮度也比较高。缺点是工作电流比较高，一般工作电流都在10毫安左右。E10501的外形图和等效电路图如图[4-2-1]所示。
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图4-2-1E10501外形图
图4-2-2 E10501等效电路图
LED段显示数码管的设置为每个方位上一对2位显示器。四个方位上总共有8个LED接在单片机的I/O口上。显示时我们不需要小数点，所以每个LED的10根管脚只用了9根。连接后的时间显示电路，如图[4-2-2]所示，虽然路口不一样，但是显示的时间在数字上是一样的，所以两边连接的I/O口是对称的,原理图如图[4-2-3]。
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图4-2-3 数码管显示
4.3违规车辆检测电路设计
在红灯和黄灯期间,车辆是禁止通行的.为了对那些违反规则的车辆进行检测,受条件限制,本系统设计中只使用了普通光敏二极管。基本设计思路如下：将光敏二极管放在停车线上，当车辆通过的时候，因光敏二极管给遮住，二极管就不导通，单片机检测到这一信号后就执行报警操作。但是，显然在实际中，使用发光二极管无法实现。违规车辆检测电路除了使用光敏二极管，还使用了三极管，型号为9031。由于普通的光敏二极管的开关性能不是很好，所以在设计中加个三极管做开关。由于普通光敏二极管在导通的情况下的电阻能达到0.5—1k，所以在设计中将光敏二极管直接接上了电源。同时三极管还可以起到一定的隔离作用。当光敏二极管关断时，三极管的基极为低电平，基极与发射极之间电压为零，三极管关断，检测口的电压为高电平；同理，当光敏二极管导通时，三极管的基极电压为高电平，基极与发射极之间的电压为高，三极管导通，检测口的电压为低电平。基于此就可以检测是否有车辆违章,其原理图如图[4-3]。
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