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关键词：

PLC（可编程序控制器）交通灯LED数码管显示

目录

摘要……………………………………………………………………………

（2）

引言……………………………………………………………………………（3）

第1章绪论……………………………………………………………………（4）

1．1引言………………………………………………………………………（4）

1．2现在城市路口交通灯控制技术状况……………………………………（4）

1．3本课题主要研究内容……………………………………………………（4）

1.4根据车流量的大小可以改变两个方向的通行时间……………………（5）

第2章交通灯基本意义及交通灯控制系统功能要求和设计时的若干技术要点………………………………………………………………（6）

2.1交通灯的基本意义……………………………………………………（6）

2．2交通灯控制系统功能要求………………………………………………（6）

2．3系统设计时的若干技术要点……………………………………………（7）

第3章分配图…………………………………………………………………（9）

3．1I/O分配图…………………………………………………………………（9）

3.2集成块译码电路………………………………………………………（10）

第4章CD4511B集成块、总程序设计及各部分说明、系统程序设计、编程要点说明……………………………………………………（11）

4.1BCD—七段锁存/译码/驱动器…………………………………………（11）

4．2总程序设计及各部分说明……………………………………………（14）

4．3系统程序设计、编程要点说明…………………………………………（18）

第5章总结及研修过程体会…………………………………………………（21）

5.1在研修过程中碰到的问题……………………………………………（21）

5.2.通过此次研修的心得与体会…………………………………………（22）

参考文献………………………………………………………………………（23）

致谢………………………………………………………………………（22）

附件一：

总程序…………………………………………………………………（24）

附件二：

实物图………………………………………………………………（28）

第1章绪论

1.1引言

十字路口的红绿灯指挥着行人和车辆的安全运行，实现红绿灯的自动指挥能使交通灯管理工作得到改善，也是城市交通管理工作自动化的重要标志之一。

可编程控制器是一种新型的通用的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是专能加强、编程简单、且运行可靠维护方便。

因此，本文介绍三菱公司的PLC产品来实现交通灯的自动化控制。

1.2现在城市路口交通灯控制技术状况

随着城市机动车辆不断增加，许多城市出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建高速道路，在高速道路建设完成的初期，也曾有效的改善了交通状况。

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。

高度道路没有充分发挥出预期的作用。

所以，如何让采用合适的控制方法，最大限度的利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道车流量繁忙的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门待解决的主要问题。

1.3本课题主要研究的内容

按照城市交通控制的需要，本文讨论了用PLC实现正常时序，四种工作方式任意切换和绿灯可用拨码开关设定的控制方式。

正常时序控制（也就是白天控制）如南北方向红灯时，东西方向绿灯，绿灯闪5次（周期为1秒），紧接着黄灯亮5秒，变红灯。

南北方向红灯直接变绿灯，东西方向红灯时同理。

四种工作方式直接可以任意切换，SB1为白天工作启动按钮；

SB2为夜间工作启动按钮；

SB3为东西通行交通管制工作启动按钮；

SB4为南北通行交通管制工作启动按钮：

次四个按钮种，按任意一个按钮后，其它三个工作状态都自动停止。

绿灯设置了倒计时数码管显示功能，且通过拨码开关可以设定绿灯的时间，倒计时归零后，灯的状态将会改变至下一状态。

1.4根据车流量的大小可以改变两个方向的通行时间

现有十字路口的红绿灯，不管是车辆拥不拥堵或者车辆多不多，其红绿灯的时间走的都是一样的，其车辆少还好可以顺利通行。

如果车辆多的话就会发生拥堵，使得东西通行或者南北通行不顺畅，从而导致路阻。

就为了克服这个问题，通过拨码开关的调节，假如东西方向的车辆比较多，我们可以通过东西方向的拨码开关进行调节使其改变它的通行时间就可以改善这一问题，另一方向同理。

克服上述这个问题也是我主要研究这个项目的主要因素，也是我研究这个项目的这一特色。

第2章交通灯基本意义及交通灯控制系统功能要求和设计时的若

干技术要点

2．1交通灯的基本意义

交通灯是城市交通中不可缺少的重要交通工具，是城市交通秩序的重要保障。

本实例就是实现一个常见的十字路口交通控制，再通过数码管显示绿灯倒计时时间，且通过拨码开关可以设定绿灯的时间，使它的功能可以更加完整、完善。

一个十字路口的交通一般分为两个方向，每个方向具有红灯、绿灯和黄灯三种，还为绿灯设置了倒计时数码管显示功能，且通过拨码开关可以设定绿灯的时间，倒计时归零后，灯的状态将会改变至下一状态。

值得注意的是，交通灯两个方向灯的状态是相关的。

也就是说每个方向灯的状态影响着另外一个方向的灯的状态，这样才能协调两个方向的车流。

如果每个灯都是独立变化的，那么交通灯就没有意义了。

2．2交通灯控制系统功能要求

一、东西和南北双向绿灯的通行时间分别由各自方向的两位拨码开关控制调节。

当某一方向的通行时间由拨码开关调节而增或减时，另一方向的红灯亮的时间也自动跟随增或减。

二、当东西方向显示绿灯亮与闪的（通行）时间时，则南北方向显示红灯亮的时间，其两个方向的数显值可以不相等，而且是同步逐秒减一。

三、系统装有四个工作状态控制按钮：

SB1为白天工作启动按钮；

此四个按钮中，按任意一个按钮后，其它三个工作状态都自动停止。

四、夜间工作状态是：

东西和南北黄灯闪烁，周期为2秒；

南北黄灯与东西黄灯亮暗交替，亮与暗各1秒。

五、白天工作状态是：

（为缩短编程调试时间）

1．设东西通行时间为19秒（也就是绿灯亮与闪的时间），由对应的拨码开关设定。

东西方向绿灯先亮14秒，然后其绿灯闪5次（先亮后暗）闪烁周期为1秒，然后东西方向黄灯亮5秒，在上述24秒期间内，南北方向的红灯同步亮且数显逐秒减1的值。

2．设南北通行时间为21秒（也就是绿灯亮与闪的时间），由对应的拨码开关设定。

南北方向绿灯先亮16秒，然后其绿灯闪5次（先亮后暗）闪烁周期为1秒，然后南北方向黄灯亮5秒，在上述26秒期间内，东西方向的红灯同步亮且数显逐秒减1的值;

届时一次循环工作结束，接而进入下一个循环状态，往复不止。

3．当调节某一方向的拨码开关设定值后，要待下一个循环状态时才能按新的设定值工作。

4.某一方向数码管，当绿灯亮时，显示绿灯的时间；

当红灯亮时，则显示红灯的时间。

2．3系统设计时的若干技术要点

一、总体设计

1．PLC输入点数的分配

1）东西和南北方向的两组（二位数）拨码开关的BCD码所对应的输入点数，东西方向（X0~X3，X4~X7）,南北方向（X10~X13，X14~X17）,16点。

2）四种工作状态按钮对应的输入点，（X20~X23）4点。

2．PLC输出点数的分配

1）东西方向的红、黄、绿灯输出驱动点；

（Y5，Y4，Y3）3点。

南北方向的红、黄、绿灯输出驱动点；

（Y2，Y1，Y0）3点。

2）东西方向两位数的BCD码对应的输出点数；

（Y10~Y13,Y14~Y17）8点。

南北方向两位数的BCD码对应的输出点数；

（Y20~Y23,Y24~Y27）8点。

二、若干电路设计

1.CC4511B（CD4511B）BCD码七段锁存/译码/驱动器功能的参数资料查找

2.CC4511B的工作电源电压的选定，R的取值。

3.共阴LED数码管的驱动电流及限流电阻的选定。

4.PLC-CD4511B译码-LED数码三者之间的连接组装及装配工艺。

三、PLC各控制程序段的分段设计

1.白天工作，夜间工作，东西反向通行及南北反向通行等四种工作状态任意切换控制程序段。

2.拨码开关的BCD码输入PLC后以二进制码锁存程序段。

3.逐秒减1的运算程序段。

4.内存的二进制码转换成BCD码输出给CD4511B的程序段。

5.周期分别为1秒与2秒的同步信号获得程序段。

第3章分配图

3．1I/O分配图

3.2集成块译码电路

第4章CD4511B集成块、系统程序设计、编程要点说明

4.1BCD—七段锁存/译码/驱动器

CD4511是用于驱动共阴极（LED）数码管，显示器的BCD码一七段译码器。

具有BCD码转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的COMS电路能提供较大的拉电流。

可直接驱动LED显示器。

其功能如下：

BI:

4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，不管其输入端状态如何，七段数码管都处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。

LT:

3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0时，译码输出全为1，不管输入端DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”。

它主要用来检测数码管是否损坏。

LE:

5脚是锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。

LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出保持在LE=0时的数值。

A、B、C、D四端为8421BCD码输入端。

a、b、c、d、e、f、g为译码输出端，输出高电平1有效。

CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。

1.电源电压VDD≤20V,a、b、c、d、e、f、g输出端功耗100MW，现选取VDD=+9V,a、b、c、d、e、f、g输出高电平Uoh=9V，驱动LED数码管的限流电阻的选取。

（设LED导通压降为1.8V，设驱动a、b、c、d、e、f、g各段LED的电流I为5MA）。

功耗P=Uoh×

I=9×

5MA=45MW在100MW的允许范围内。

限流电阻R=（9-1.8）/5MA=1.4kΩ,选取标么值R=1.5kΩ

2.9V直流电源的获取方法

利用降压变压器，将220V交流电降至12V的交流电，在经（V1~V4）4只二极管整流，在经电容C1滤波后，在用7809三端集成稳压源进行稳压，输出直流电压+9V的直流电，LED1只是用来指示的电源输出的，并无其它作用。

7809集成功耗估算：

8只数码管共8×

7=56段LED，全部显示是最大驱动电流Im为56×

5MA=280MA，Pm=（12-9）×

280MA=1.5W。

为防止7809集成块温升过高，应加装散热片。

4.2总程序设计及各部分说明

4.2.1SFC图