基于新型规则的可编程交通控制系统设计(A题)

文章摘要： 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。该方案的优点是 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

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    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。该方案的优点是  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，可方便地显示各种英文字符、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、二方案的优缺点，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。

    由于该系统对于交通灯及LCD的控制，只用单片机本身的I／0口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。

    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。

    系统设计

    1．总体设计

    (1)系统总框图如图1所示。其中，键盘控制电路采用2×8键盘，由单片机外接zLG7289控制；单片机最小系统为系统的主控制器，用以控制其他模块协调工作；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；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；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741S139(二四译码器)、741S373(数据锁存器)，可使交通灯正常工作；交通灯演示模块用于演示系统的工作情况，该模块主要由发光二极管构成；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。

    (2)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)，图2为状态图。表l为真值表(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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