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U2VCC红黄绿N11红黄0305N322N200N124WR1040374LS2451011121314151617040510k20181716151413121110VccB0B1B2B3B4B5B6B7GNDA0A1A2A3A4A5A6A7CEDIR2345678919112345678P10P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P0739383736353433320001020304050607123456789绿N1213A31274LS24500VccINT1INT0E12红黄绿21CW12720WL20201红黄绿2527红黄绿绿02红黄010035153414T1T001红黄绿绿黄04E_105032327C3Y02VCC3131EAVPC19191818P20P21P22P23P24P25P26P2721222324252627282021222324252799RESET红黄绿黄ABCDEFGpDS1W21172红黄ABCDEFGpDC112U80510345S204绿Vcc050727060178329E_2绿黄S383291745017红A1W3WF223101112131415161720uR410k红黄红黄绿红黄2137SL305040336030405绿ABCDEFGpD14583291101112131415161701772永城职业学院毕业设计 交通信号灯系统的设计与制作
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永城职业学院毕业设计 交通信号灯系统的设计与制作
注：以上电路图为我们所设计的交通灯控制系统的具体电路图，在东南西北四个方向的LED指示灯，代表四个方位的交通信号灯，电路图的下方是单片机控制系统。复位，中断等子电路。
1、本系统交通灯控制规则如下：
(1)每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿、黄三种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。
(2)共有四种通行方式：
① 车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。
② 南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1分钟。
③ 东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。
④ 东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为1分钟。 (3)在通行结束前10秒钟，绿灯闪烁直至结束。
2、有倒计时时间显示时间，红绿灯切换提前5秒亮黄灯提示。
3、若交道口出现紧急情况，交警可手动控制：全路口车辆禁行、行人通行。紧急情况结束后再转成自动状态。
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第2部分 系统硬件设计
2．1交通灯四种通行模式及行车方向指示
按交通灯控制规则，每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色灯。
4组LED数码管按照设置的通行时间（各路口默认的通行时间均为1分钟）进行倒计时，并各自进行红、绿灯显示，共有四种通行方式，分别为：
图2-2 通行方式一示意图 图2-3 通行方式二示意图
图2-4 通行方式三示意图 图2-5 通行方式四示意图
通行方式一：倒计时时间为50s（通行时间），红绿灯状态为：南北直行：绿；东西直行：红；各路右拐：绿；左拐：红；人行道：南北绿，东西红；各路
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右拐比直行滞后5秒钟开放。如图2-2所示。
通行方式二：倒计时时间为45s（通行时间），红绿灯状态为：南北左拐：绿，各路右拐：绿，所有人行道：红。如图2-3所示。
通行方式三：倒计时时间为50s（通行时间），红绿灯状态为：东西直行：绿，南北直行：红，各路右拐：绿，左拐：红，人行道：东西绿，南北红，各路右拐比直行滞后5秒钟开放。如图2-4所示。
通行方式四：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：东西左拐：绿，各路右拐：绿，所有人行道：红。如图2-5所示。
通行默认时间为1分钟，系统设置了任意更改功能，一般主干道通行时间要比次干道要长一些，可以根据实际情况进行调整，以提高车辆通过率，缓减交通压力。在通行结束前5秒钟，绿灯闪烁直至结束。
本设计选用LED发光二极管的红绿灯状态用来指示左右拐、直行等交通指示信息。绿色表示通行，红色则表示禁止通行。中间绿色灯亮，表示直行，两边红色灯亮，表示禁止通行；左边绿色灯亮，表示左拐弯；其他红色灯亮则表示禁止通行和右拐弯。所有指示信息一目了然。
2．2各功能模块硬件设计及实现
2．2．1行人通行指示及其实现
人行道的通行采用红绿两种颜色的发光二极管来指示，其中多加了一个黄灯作为提示红绿转换的提示标志。按规则，南北车辆直行的时间也就是东西路口行人通行的时间。所以，在该时刻南北直行的指示灯和东西路口人行道上的指示灯的点亮情况应该是一致的。
在现实中，人行道的状态切换是用该信号指示灯闪烁来提示红绿状态的切换的。但是在我们这个设计中，我们认为直接再加一个黄色信号灯来提示红绿状态的转换效果会更加明了。当然，相应地要考虑到单片机的带载能力了。 黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。
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我们的视网膜含有杆状和三种锥状感光细胞，。杆状细胞对黄色的光特别敏感，三种锥状细胞则分别对红光、绿光及蓝光最敏感。由于这种视觉结构，人最容易分辨红色与绿色。虽然黄色与蓝色也容易分辨，但因为眼球，对蓝光敏感的感光细胞较少，所以分辨颜色，还是以红、绿色为佳。所以，交通灯用什么颜色也是有大学问的。
2．2．2 各路口交通状态显示及其实现
在完成倒计时、状态信息等的显示功能上，我们考虑了以下三种方案： 方案一：完全采用数码管显示。这种方案只能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LED 显示。此显示方案功能强大，可方便地显示各种英文字符，汉字，图形等，而且美观，但这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作，因此我们不予采用。
方案三：采用发光二极管、数码管相结合的方法。
考虑设计需要，我们用三个一组的发光二极管在显示不同的状态，在各个方向分别构成交通提示信息，形象逼真；用二位数码管用来显示倒计时时间。
综上所述，方案三既满足了系统功能要求，又符合人性化设计标准。权衡利弊，我们决定采用方案三来实现系统的显示功能。
2．2．3主次干道独立控制功能
当主干道方向的车辆过多发生堵塞, 而次干道方向车辆却很稀少时，正常的 信号灯时序将会使交通状况更加恶化。本设计添加了主次干道独立控制功能，交警可按需求控制任意路口的通行，该措施可在一定程度缓减短暂的交通压力。
2．2．4紧急情况处理功能及其实现
在十字交通路口常出现的紧急情况，若不及时处理将形成不良隐患。比如，交道口的行人有紧急情况发生，那么交警可以对信号灯进行手动控制，按下紧急情况处理键，通过软件使所有红灯亮，路口车辆禁行，行人通行，直至紧急情况结束后再转成常规的自动状态。
2．2．5倒计时计数功能及其实现
本系统使用数码管完成倒计时显示功能。以南北方向为例，数码管显示的数值从绿灯的设置时间最大值往下减，每秒钟减1，一直减到0。然后又从红灯的设置时间最大值往下减，一直减到0。接下来又显示绿灯时间，如此循环。
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