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太阳能交通灯的控制系统设计

毕业设计(论文)任务书题目太阳能交通灯的控制系统设计主要内容、基本要求、主要参考资料等:主要内容:采用太阳能供电,采用单片机自动控制交通信号灯及时间显示,在东南西北四个方向上各有一组红绿灯和数码管时间显示系统,且都有LED点阵组成,用于显示红绿灯和时间的变化,南北口的变化和东西是一样的。

基本要求:1.以单片机为核心芯片,通过控制三色LED的亮灭来控制各干道的通行。

2.电源采用太阳能及其备用蓄电池。

用数码管显示时间。

3.用计算机辅助设计软件PROTEL设计电路原理图及用proteus仿真软件进行仿真。

4.论文中包含清晰的电路原理图、仿真图(包含各个状态下的仿真图)5.设计的交通信号灯自动控制系统主要完成东、西、南、北四个方向的红、黄、绿灯的时间控制,东西向红灯亮10秒,黄灯闪两秒,绿灯亮10秒,南北向绿灯亮10秒,黄灯闪2秒,红灯亮10秒,如此循环下去。

主要参考资料:[1] 史庆武《单片机原理及接口技术》水利水电出版社[2] 江世明《基于PROTEUS的单片机应用技术》电子工业出版社[3] 康华光《电子技术基础》高等教育出版社[4] 王庆有《光电技术》电子工业出版社2008.6完成期限:指导教师签名:专业负责人签名:目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................... I I 1 引言. (1)1.1太阳能交通灯设计的目的和意义 (1)1.2 太阳能交通灯的工作原理和过程 (3)1.3太阳能交通灯国内外发展状况 (3)1.4 主要内容和设计要求 (4)2 太阳能交通灯总体设计方案 (5)2.1 硬件设计方案 (5)2.2 软件设计方案 (5)2.3 信号状态控制的设计方案 (5)3 太阳能交通灯的硬件设计 (8)3.1 太阳能供电系统 (8)3.1.1 太阳能供电技术简介 (8)3.1.2 太阳能供电的工作原理 (9)3.1.3 太阳能供电的组成部分及作用 (9)3.2 蓄电池 (11)3.2.1 蓄电池简介及使用原理 (11)3.2.2 蓄电池容量计算 (15)3.3 快速充电方法 (15)3.4 交通灯部分硬件电路分析 (17)3.4.1单片机(AT89C51) (17)3.4.2振荡电路和复位电路 (18)3.4.3 电源电路的设计 (18)3.4.4 数码管显示电路的设计 (19)3.4.5 LED信号灯显示电路 (19)4 太阳能交通灯的仿真与调试 (24)4.1 软件设计 (24)4.2 主程序流程图 (24)4.3 KEIL51软件简介 (25)4.4 调试中的问题及解决方案 (25)4.5 仿真各个状态实效图 (26)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录1 (36)附录2 (43)太阳能交通灯的控制系统设计摘要本文介绍了一种利用太阳能电池供电系统进行供电,用单片机进行控制的太阳能LED 交通灯。

通过太阳能对交通灯进行供电,把带有蓄电池的太阳能电池板跟普通交通灯相连,来实现利用太阳能给交通灯供电,不仅能够节约资源,而且使其在市电断电情况下也能正常工作,所以环保节能太阳能 LED 交通灯变成各国了关注的重点,成为各个交通要道上的一道亮丽的风景线,展现给我们的将是无穷的生命力和广阔的前景。

本系统采用太阳能供电,采用单片机自动控制交通信号灯及时间显示,介绍了太阳能供电系统;设计了自动控制交通信号灯的硬件电路,并给出了相应的软件和流程图。

太阳能供电系统由太阳能电池板,太阳能控制器,蓄电池组成。

交通灯控制系统使用 80C51单片机实现。

在东西南北四个方向上各有一组红绿灯和一个时钟系统且都由 LED 点阵组成,用于显示红绿灯和时间的变化,南北口的变化和东西是一样的。

定时器控制部分采用模拟数字电子技术来实现。

关键词太阳能电池板;蓄电池;充放电控制器;单片机;交通信号灯SOLAR TRAFFIC LIGHT CONTROLSYSTEM DESIGNABSTRACTThis paper describes the use of a solar battery power supply system power supply, by using the single-chip control of LED solar traffic light. Through the solar traffic lights on the battery power, the solar battery board is connected with ordinary traffic lights, traffic lights to achieve the use of solar energy for power supply, not only can save the resources, and the electric power can work normally under, so the environmental protection and energy saving solar LED lights turned all the focus of attention, become all traffic on a beautiful landscape, reveals to us will be infinite vitality and broad prospects. The system uses solar power, using single-chip microcomputer to control automatically the traffic signal lights and the time display, introduces the design of solar power supply system; automatic control of traffic signal hardware circuit, and gives the corresponding software flow chart. Solar power supply system comprises a solar panel, solar controller, a storage battery. Traffic light control system using 80C51MCU. In the four corners of the world in four direction have a group of red light and a clock system and by LED dot matrix display, for traffic lights and time changes, south mouth changes and things alike. Timer control part adopts analog to digital electronic technology to achieve.KEY WORDS Solar cell;battery;the charging and discharging controller;single chip microcomputer;traffic signal lamp1 引言1.1 太阳能交通灯设计的目的和意义交通灯是为了加强道路交通管理,减少交通事故的发生,提高道路使用效率,改善交通状况的一种重要工具。

适用于十字、丁字等交叉路口,由道路交通信号控制机控制,指导车辆和行人安全有序地通行。

交通灯产生的交通信号是道路交通安全的重要组成部分,是道路交通的基本语言。

交通灯由红灯、绿灯、黄灯组成,分别发出红灯信号,绿灯信号和黄灯信号,红灯信号是绝对禁止通行信号。

红灯亮时,禁止车辆通行。

右转弯车辆在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下,可以通行,红灯信号是带有强制意义的禁行信号,遇此信号时,被禁行车辆须停在停止线以外,被禁行的行人须在人行道边等候放行;机动车等候放行时,不准熄火,不准开车门,各种车辆驾驶员不准离开车辆;自行车左转弯不准推车从路口外边绕行,直行不准用右转弯方法绕行。

绿灯信号是准许通行信号。

按《交通安全法实施条例》规定:绿灯亮时,准许车辆、行人通行,但转弯的车辆不准妨碍被放行的直行车辆和行人同行。

黄灯亮时,已越过停止线的车辆,可以继续通行,黄灯信号的含义介于绿灯信号和红灯信号之间,既有不准通行的一面,又有准许通行的一面。

黄灯亮时,警告驾驶人和行人通行时间已经结束,马上就要转换为红灯,应将车停在停止线后面,行人也不要进入人行横道,但车辆如因距离过近不便停车而越过停止线时,可以继续通行。

已在人行横道内的行人要视来车情况,或尽快通过,或原地不动,或退回原处。

常规的交通灯是由安装电线和铺设电缆即用常规发电作为动力来源的,这样不仅安装繁琐,耗时耗力,而且浪费能源,不稳定性和可靠性都是很差的,且不能适合中国可持续发展战略。

而太阳能交通灯灯是一种利用太阳能作为能源的交通灯灯,太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源,随着世界能源危机的加剧,各国都在寻求解决能源危机的办法,一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用;另一条是寻求大量的节能技术,降低能源的消耗,提高能源的利用效率。

太阳能作为一种巨量可再生能源,每天达到地球表面的辐射能大约等到于2.5亿万桶石油,可以说是取之不尽、用之不竭。

太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。

地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/㎡。

地球赤道的周长为40000km,从而可计算出,地球获得的能量可达173000TW。

在海平面上的标准峰值强度为 1kw/m2,地球表面某一点24h 的年平均辐射强度为0.20kw/㎡,相当于有102000TW 的能量,尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。

地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能,所以广义的太阳能所包括的范围非常大,狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

人类依赖这些能量维持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地热能资源除外),因此受到人们的广泛关注,又因其不污染环境,且不受供电影响,不用开沟埋线,不消耗常规电能,只要阳光充足就可以就地安装等特点,而被称为绿色环保产品。

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