第一篇：十字路口交通燈控制畢業設計答辯題目

十字路口交通燈控制畢業設計答辯題目

1．PLC控制系統設計的基本內容？本文選擇西門子可編程控制器S7-200為核心部件，著重進行硬件接口設計，利用梯形圖和語句表進行編程，實現了十字路口交通燈控制系統的自動化。

2．試述你設計的十字路口交通燈控制時序關系？信號燈受一個起動開關控制，當起動開關接通時，信號系統開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當起動開關斷開時，所有信號燈都熄滅。

南北綠燈和東西綠燈不能同時亮，如果同時亮時應關閉信號燈系統，并報警。

南北紅燈亮維持30S。在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持25S。到25S時，東西綠燈閃爍，閃爍3S后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2S。到2S時，東西黃燈熄，東西紅燈亮。同時，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。

東西紅燈亮維持30S。南北綠燈亮維持25S。然后閃爍3S，熄滅。同時南北黃燈亮，維持2S后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮。

周而復始。

3．試述你選擇的PLC的型號，它的輸入是（1）、輸出各是（7），留有多少裕量？一般留40%的.裕量

4．試述在PLC編程中，你是如何實現綠燈閃爍的？需脈沖源（時鐘脈沖sm0.5）動作使南北綠燈閃爍，5．PLC控制系統設計的基本原則？ 1最大限度的滿足被控制對象的控制要求

2在滿足控制要求的前提下。力求使控制系統簡單、經濟使用和維護方面

3保證控制系統安全可靠

4考慮到生產的發展和工藝的改進在選擇PLC容量時應留有余量

6．在S7-200系列PLC中，定時器按工作方式分為哪幾種類型，你在設計中用了哪幾種類型？ 延時接通定時器、延時斷開定時器和保持型延時接通定時器（TONR）。我用的是延時接通定時器(TON)、延時斷開定時器(TOF)。

7．在S7-200系列PLC中，定時器按工作時基脈沖為哪幾種類型，1ms、10ms、100ms三種。你在設計中用了哪幾個編號的定時器?T33、T97、T98、T99、T100.其時基脈沖是多少？10MS 8．在S7-200系列PLC中，計數器按工作方式分為哪幾種類型？加計數器、減計數器和加/減計數器等不同類型。

9．PLC有哪幾種編程語言，請簡要說明？

? 梯形圖（LD）? 功能塊圖（FBD）? 順序功能圖（SFC）? 結構化文本（ST）? 指令表（IL）

10．在十字路口交通燈控制中，你選用的燈具是那種類型，有什么優點？發光二極管.優點：價格便宜、經濟實惠且耐用

11．PLC程序設計有哪幾種方法？現在常用的是梯形圖，除此外還有指令語言(STL)，功能圖（SFC)12．PLC有哪三種輸出電路，實訓室用PLC的輸出電路是哪一種？是繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出。實驗室常用的是繼電器輸出

13．PLC控制系統中要用直流電源，現常用的是哪種直流電源？有什么優點？直流24V電源，可以顯著地減少來自交流電源的干擾，在交流電源消失時，也能保證PLC的正常工作。14．試述PLC的定義？PLC[可編程控制器] PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程

15．PLC與微機相比，為何有更高的可靠性？

1.可靠性高，抗干擾能力強 2.通用性強、控制程序可變 3.使用方便

16．在PLC編程中，你用了哪幾個特殊功能繼電器，請說明？sm0.0：始終接通；

sm0.1：首次掃描為1，以后為0，常用來對程序進行初始化；

sm0.2：當機器執行數學運算的結果為負時，該位被置1； sm0.3：開機后進入run方式，該位被置1一個掃描周期； sm0.4：該位提供一個周期為1分鐘的時鐘脈沖，30秒為1，30秒為0；

sm0.5：該位提供一個周期為1秒鐘的時鐘脈沖，0.5秒為1，0.5秒為0；

sm0.6：該位為掃描時鐘脈沖，本次掃描為1，下次掃描為0；

sm1.0：當執行某些指令，其結果為0時，將改位置1；

第二篇：十字路口交通燈控制設計

網絡教育學院

《可編程控制器》大作業

題

目： 十字路口交通燈控制設計

學習中心： 遼寧彰武電大學習中心 層 次： 高中起點專科 專 業： 電力系統自動化技術

年 級： 2015 年 秋 季 學 號： ***6 學生姓名： 陳 潤 澤

題目五：十字路口交通燈控制設計

起動后，南北紅燈亮并維持30s。在南北紅燈亮的同時，東西綠燈也亮，東西綠燈亮25s后閃亮，3s后熄滅，東西黃燈亮，黃燈亮2s后，東西紅燈亮，與此同時，南北紅燈滅，南北綠燈亮。南北綠燈亮25s后閃亮，3s后熄滅，南北黃燈亮，黃燈亮2s后，南北紅燈亮，東西紅燈滅，東西綠燈亮。依次循環。

十字路口交通燈控制示意圖及時序圖如下圖所示。

設計要求：（1）首先對可編程序控制器（PLC）的產生與發展、主要性

能指標、分類、特點、功能與應用領域等進行簡要介紹；

（2）設計選用西門子S7－200 系列PLC，對其I/O口進行分配，并使用STEP7-MicroWIN編程軟件設計程序梯形圖（梯形圖截圖后放到作業中）；

（3）總結：需要說明的問題以及設計的心得體會。

設計背景 1.1 背景概述

本文對十字路口交通信號燈控制系統，運用可編程邏輯器件PLC做了軟件與硬件的設計，能基本達到控制要求。系統僅實現了小型PLC系統的一個雛形，在完善各項功能方面都還需要進一步的分析、研究和調試工作。如果進一步結合工業控制的要求，形成一個較為成型的產品，則需要作更多、更深入的研究。

1.2 可編程邏輯控制器簡介

可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,簡稱 PLC)根據國際電工委員會(IEC)在1987年的可編程控制器國際標準第三稿中，對其作了如下定義：“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外部設備，都應按易于使工業控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。”可編程控制器作為目前工業自動化的重要基礎設備，被稱為“工業自動化三大支柱性產業之一”，在各工業生產領域發揮著愈來愈大的作用。十字路口交通信號燈PLC控制系統簡介 2.1 控制對象及要求 2.1.1 控制對象

本系統的控制對象有八個，分別是： 東西方向紅燈（R—EW）兩個； 南北方向紅燈(R—SN)兩個； 東西方向黃燈（Y—EW）兩個； 南北方向黃燈(Y—SN)兩個； 東西方向綠燈（G—EW）兩個； 南北方向綠燈(G—SN)兩個； 東西方向左轉彎綠燈(L—EW)兩個； 南北方向左轉彎綠燈(L—SN)兩個。2.1.2 控制要求

1、系統工作受開關控制，起動開關 ON 則系統工作；起動開關 OFF 則系統停止工作；

2、交通信號燈按高峰時段、正常時段及晚上時段進行控制，這三個時段的的時序分配如圖1所示；

3、在高峰時段，交通信號燈按圖2所示時序控制；

4、在正常時段，交通信號燈按圖3 所示時序控制；

5、晚上時段按提示警告方式運行，規律為： 東、南、西、北四個黃燈全部閃亮，其余燈全部熄滅，黃燈閃亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的規律反復循環。

2.2 系統簡介

本系統是一個十字路口交通燈的PLC控制系統，利用西門子公司的S7-200可編程邏輯控制器對十字路口的交通燈進行控制。本系統具有一定的智能性，即它可以對交通燈按高峰期、正常期及晚間幾個時段進行分段控制。高峰期的控制方案為：

（1）南北方向左轉彎燈和南北南北方向紅燈同時亮10秒，同時東西方向紅燈亮；

（2）南北方向綠燈亮35秒，東西方向紅燈繼續亮；（3）南北方向黃燈閃爍5秒；東西方向紅燈繼續亮；

（4）東西方向左轉彎綠燈和南北方向紅燈同時亮10秒，東西方向紅燈繼續亮；（5）東西方向綠燈亮25秒，南北方向紅燈繼續亮；

（6）東西方向黃燈閃爍5秒，南北方向紅燈繼續亮，然后跳至第（1）步依次循環。

正常期的控制方案為：

（1）南北方向左轉彎燈和南北南北方向紅燈同時亮10秒，同時東西方向紅燈亮；（2）南北方向綠燈亮30秒，東西方向紅燈繼續亮；（3）南北方向黃燈閃爍5秒；東西方向紅燈繼續亮；

（4）東西方向左轉彎綠燈和南北方向紅燈同時亮10秒，東西方向紅燈繼續亮；（5）東西方向綠燈亮30秒，南北方向紅燈繼續亮；

（6）東西方向黃燈閃爍5秒，南北方向紅燈繼續亮，然后跳至第（1）步依次循環。

晚間的控制方案為：

東、南、西、北四個黃燈全部閃亮，其余燈全部熄滅，黃燈閃亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的規律反復循環。

2.3 硬件選型

城市道路交通信號控制是典型的開關量順序控制，采用PLC能充分利用它的優點。在這里我們采用德國西門子公司的S7-200可編程控制器，它是積木式結構，安裝比較方便，中央處理單元和信號模板有多種類型，另外還具有如位控單元、PD調節等特殊功能模塊。根據本系統輸入點數及控制要求，中央處理單元可選用CPU224，該CPU板上本身具有10個數字量輸入點，6個非隔離數字量輸出點，最多能夠帶8個數字量信號模板。

電源模塊將交流電源轉換成供CPU，存儲器等所有擴展模塊使用的直流電源，是整個PLC系統的能源供給中心，它的好壞直接影響到PLC的穩定性和可靠。S7-200屬于小型PLC，電源模塊與CPU模塊封裝在一起，通過連接總線為本機和擴展模塊提供+5V（DC）電源。同時，還可通過端子向外輸出一個+24V（DC）電源，供本機輸入點和擴展模塊繼電器線圈使用。需注意的是，從資料中我們了解到，外部電源不可與S7-200的傳感器電源并聯使用。否則，交會導致兩個電源的竟爭而影響它們各自的輸出，縮短其使用壽命，使得一個或兩個電源同時失效，使PLC系統產生不正確的操作。正確的使用方法是S7-200的傳感器電源和外部電源應該在不同的點上提供電源，而兩者之間只能有一個會共連接點。

由于根據控制要求所確定的輸入輸出點分別人二個和九個，由于我們是以一個路口信號單獨控制為例，考慮到夠用為準。所以我們選擇了CPU224這一具有較強控制功能的控制器。

另外，在硬件選型時，不要忘記完成現場測試及軟件編程時所需的一些設備。綜上，得到系統硬件配置如表1所示：

表1 硬件配置表 名 稱 數 量 DC24V電源 1 CPU224 1 PC/PPI編程電纜 STEP7編程軟件 1 PC機 1 3 系統I/O分配

分析PLC的輸入和輸出信號,在滿足控制要求的前提下,要盡量減少占用PLC的I/O點。由系統控制要求可見，由控制開關輸入的啟、停信號是輸入信號。由PLC的輸出信號控制各指示燈的亮、滅。在交通燈布置圖中，南北方向的三色燈共六盞，同顏色的燈在同一時間亮、滅；所以，可將同色燈兩兩并聯，用一個輸出信號控制。同理，東西方向的三色燈也依次設計。再加上東西方向左轉的三色燈共九盞，所以其占9個輸出點。由此可得系統I/O分配如表2所示：

表2 系統I/O分配表

輸入/輸出 設備/器件名稱 I/O地址 輸入 校正當前時鐘 I0.0

符號名 數據類型 1

SB0 BOOL 程序啟停按鈕 I0.1 SB1 BOOL

Q1 DINT 輸出

東西方向綠燈 Q0.0 東西方向黃燈 Q0.1 東西方向紅燈 Q0.2 南北方向綠燈 Q0.3

Q2 DINT Q3 DINT Q4 INT

南北方向黃燈 Q0.4 南北方向紅燈 Q0.5

Q5 INT Q6 INT

Q7 INT Q8 INT 東西方向左轉彎燈 Q0.6 南北方向左轉彎燈 Q0.7 4 軟件設計

本控制系統的控制原理是：用一路數字量的不同輸入狀態來判定是否對時鐘進行初始化，用一路數字量的不同輸入狀態分別用作程序的啟動和停止控制，每一方向有紅、黃、綠及轉彎四種信號燈，分別對應四位數字量輸出，兩個方向共有8位數定量輸出；在某一方向用兩個延時脈沖定時器分別控制該方向黃燈閃爍的亮、滅時間，根據道路人車流量多少，分別設置各信號燈亮滅時間的長短，通過6個定時器依次交替工作，就可實現各方向交通信號燈的順序工作。本文所設計的軟件由一個主程序和四個子程序（時鐘初始化子程序，晚間時段交通燈控制子程序，正常時段交通燈控制子程序和高峰時段交通燈控制子程序）組成。主程序主要任務包括：讀取兩個開關狀態，根據開關的不同狀態做出相應的處理，當開關SB0閉合時則對時鐘進行初始化，反之則不對時鐘進行初始化；當開關SB1閉合時，則讀取時鐘值，并做處理，根據處理后的時鐘值的大小判定當前時間是屬于哪個時間段，并調用相應的交通燈控制子程序，反之，則停止程序的運行主程序流程圖如圖5所示。晚間時段的控制規律為：兩個方向的四個黃燈均按亮0.4秒滅0.6秒的規律閃爍，其余的交通燈全滅程序中將用到兩個定時器T37和T38，各定時器的功能如表3所示。正常時段的控制方案結構圖如圖6所示，程序中將用到8個定時T37-T44，各定時器的功能如表4所示。高峰時段的控制方案結構圖如圖7所示，程序中將用到8個定時T37-T44，各定時器的功能如表5所示。

該程序實現了信號由東西左轉、東西直行、南北直行依次循環變化。其優勢思路簡單，容易理解，對時鐘的校正以及各時段的起始時間和終止時間的修改方便。如路口要求在晚上10：00以后實行各方向黃色信號燈閃爍功能，只需要將實時采集PLC的時鐘信號作為一個子程序的跳轉條件，再增加一段閃光程序即可。如果需要將幾個路口集中到一臺PLC控制，根據實際需要的I/O點數，硬件上再增加相應的數字量輸出模板即可。需要指出的是，用PLC實現城市道路關通信號控制，最好幾個路口共用一套PLC，這樣可以大大降低工程成本。

表3 晚間時段各定時器一個循環中的功能明細表 定時器 t0 t1 T2 T37 定時0.4秒 開始定時，黃燈亮 定時到，輸出ON且保持；黃燈滅 開始下一次循環的定時 T38 定時1秒 開始定時 繼續定時 定時到，輸出ON，隨即復位開始下一次循環的定時，黃燈亮。

表4 正常時段各定時器一個循環中的功能明細表 定時器 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 T37 定時10秒 開始定時,南北轉彎燈、南北紅燈、東西紅燈亮。定時到，輸出ON且保持；南北轉彎燈滅，南北綠燈亮，東西紅燈繼續亮。開始下一個循環定時

ON ON ON ONT38 定時40秒 開始定時 繼續定時 定時到，輸出ON且保持；南北綠燈滅，南北黃燈閃爍，東西紅燈繼續亮。T39 定時45秒 開始定時 繼續定時 繼續定時 定時到，輸出ON且保持；南北黃燈滅，東西轉彎燈、南北紅燈亮，東西紅燈繼續亮。ON ON 開始下一個循

ON ON ON 開始下一個循環定時 環定時 T40 定時55秒 開始定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 定時到，輸出ON且保持；東西轉彎、東西紅燈滅，東西綠燈亮，南北紅燈繼續亮。一個循環定時 T41 定時85秒 開始定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 定

時

ON 開始下到，輸出ON且保持；東西綠燈滅，東西黃燈閃爍，南北紅燈繼續亮。開始下一個循環定時 T42 定時90秒 開始定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 定時到，輸出ON，隨即復位開始下一次循環定時；東西黃燈、南北紅燈滅，南北轉彎燈、南北紅燈、東西紅燈亮。

表5 高峰時段各定時器一個循環中的功能明細表 定時器 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 T37 定時10秒 開始定時,南北轉彎燈、南北紅燈、東西紅燈亮。定時到，輸出ON且保持；南北轉彎燈滅，南北綠燈亮，東西紅燈繼續亮。開始下一個循環定時

ON ON ON ONT38 定時45秒 開始定時 繼續定時 定時到，輸出ON且保持；南北綠燈滅，南北黃燈閃爍，東西紅燈繼續亮。T39 定時50秒 開始定時 繼續定時 繼續定時 定時到，輸出ON且保持；南北

ON ON ON 開始下一個循環定時 黃燈滅，東西轉彎燈、南北紅燈亮，東西紅燈繼續亮。ON ON 開始下一個循環定時 T40 定時60秒 開始定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 定時到，輸出ON且保T41 定時85秒 開始定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 定

時到，輸出ON且保持；東西綠燈滅，東西黃燈閃爍，南北紅燈繼續亮。開始下一個循環定時 T42 定時90秒 開始定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 繼續定時 定時到，輸出ON，隨即復位開始下一次循環定時；東西黃燈、南北紅燈滅，南北轉彎燈、南北紅燈、東西紅燈亮。持；東西轉彎、東西紅燈滅，東西綠燈亮，南北紅燈繼續亮。5 程序編輯

附錄 源程序-STL語句 ORGANIZATION_BLOCK 主:OB1 TITLE=程序注解 VAR T:BYTE;//時鐘值緩沖區 H:INT;//小時數存儲單元 M:INT;//分鐘數存儲單元 SEC:INT;//秒鐘數存儲單元

Tim:WORD;//小時數乘100加分鐘數乘10加秒鐘數所得結果存儲單元 END_VAR BEGIN Network 1 // 網絡標題 // 網絡注解 LD I0.0 CALL SBR0 //開關SB0閉合,調用SBR0(INIT)對時鐘進行初始化 Network 2 LDN I0.1 //起動/停止開關SB1斷開,則停止程序 STOP Network 3 LD I0.1 TODR LB0 //起動/停止開關SB1閉合,則起動程序,讀取時鐘 Network 4 LD I0.1 INCB LB0 Network 5 LD I0.1 INCB LB0 Network 6 LD I0.1 INCB LB0 //T加3指向小時存儲單元 Network 7 LD I0.1 BTI LB0, LW1 //將小時由字節型轉換為整型 Network 8 LD I0.1 MOVW LW1, VW16 *I +100, VW16 //將小時的數值乘以100 Network 9 LD I0.1 INCB LB0 //將T指向分鐘存儲單元 Network 10 LD I0.1 BTI LB0, LW3 //將分鐘由字節型轉換為整型 Network 11 LD I0.1 MOVW LW3, VW18 *I +10, VW18 //將分鐘的數值乘以10 Network 12 LD I0.1 MOVW VW16, VW20 +I VW18, VW20 //將小時數乘100與分鐘數乘10相加 Network 13 LD I0.1 INCB LB0 //將T指向秒鐘存儲單元 Network 14 LD I0.1 BTI LB0, LW5 //將秒鐘由字節型轉換為整型 Network 15 LD I0.1 MOVW VW14, LW7 +I LW5, LW7 //將小時數乘100與分鐘數乘10相加所得的結果與秒鐘數相//加得Tim Network 16 LDW<= LW7, 630序

CALL SBR1 //Tim小于630時,則調用SBR1(SUBE)子程 Network 17 LDW< LW7, 700 CALL SBR2 //Tim大于630小于700時,則調用SBR2(SUBN)子程序 Network 18 總結

通過這次課程設計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設計過程中，我們通過這個方案包括設計了一套電路原理和PCB連接圖，和芯片上的選擇。這個方案總共使用了74LS248，CD4510各兩個，74LS04，74LS08，74LS20，74LS74，NE555定時器各一個。

2、在設計過程中，經常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。

3、我沉得做課程設計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內容有限，所以在這次課程設計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。

第三篇：單片機AT89C52十字路口交通燈控制C語言程序

單片機AT89C52十字路口交通燈控制程序

東西方向60秒，南北方向57秒

#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int

#define ON 0 #define OFF 1 sbit NS_G=P2^5;//南北綠燈

sbit NS_Y=P2^4;//南北黃燈 sbit NS_R=P2^3;//南北紅燈

sbit EW_G=P2^2;//東西綠燈 sbit EW_Y=P2^1;//東西黃燈 sbit EW_R=P2^0;//東西紅燈

sbit LED_D1=P3^7;//南北方向數碼管位控制 sbit LED_C1=P3^6;//南北方向數碼管位控制 sbit LED_B1=P3^1;//東西方向數碼管為控制 sbit LED_A1=P3^0;//東方向數碼管位控制

/*********倒計時賦初值*************/ uchar EWF=20,NSF=17,X=20,Y=17,Z=20,SHU=20;uchar count;

void Init(void){ TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;} /*******************中斷服務程序**************************/ void timer1(void)interrupt 1 {

TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;

count++;if(count>19){

EWF--;

NSF--;

X--;

Y--;

Z--;

SHU--;

count=0;

}

} /******************延時**********************/

void Delay10uS(uchar z){ uchar x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}

/******************led控制*******************/ unsigned char table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//共陰極數碼管賦值

void display1(uchar num1,uchar num2)

//控制東西方向led顯示 {

P0=table[num1];

LED_A1=ON;

Delay10uS(1);

LED_A1=OFF;

P0=table[num2];

LED_B1=ON;

Delay10uS(1);

LED_B1=OFF;

} void display2(uchar num3,uchar num4)//控制南北方向led顯示 {

P0=table[num3];

LED_C1=ON;

Delay10uS(1);

LED_C1=OFF;

P0=table[num4];

LED_D1=ON;

Delay10uS(1);

LED_D1=OFF;

} void main(){ int i;/************初始狀態東西南北禁止通行************/

NS_R=ON;//南北方向紅燈打開

EW_R=ON;

//東西方向紅燈打開

for(i=0;i<600;i++)

{

Delay10uS(20);

} NS_R=OFF;//南北方向紅燈關閉

EW_R=OFF;//東西方向紅燈關閉

while(1)

{

Init();

// 初始化計時器

/****************狀態1：東西綠燈(57s)，南北紅燈(60s)**************/ /***************狀態2：東西黃燈(3s)，南北紅燈(60s)****************/

EW_G=ON;//東西方向的綠燈打開

NS_R=ON;//南北方向的紅燈打開

while(EWF!=0)

{

display1(EWF/10,EWF%10);// 東西方向紅燈(60s)

display2(NSF/10,NSF%10);// 南北方向綠燈(57s)

while(EWF==3)

{

while(X!=0)

{

display1(EWF/10,EWF%10);// 東西方向紅燈(3s)

display2(X/10,X%10);// 南北方向黃燈(3s)

EW_G=OFF;// 東西方向的綠燈關閉

EW_Y=ON;// 東西方向的黃燈打開

}

}

}

NS_R=OFF;// 南北方向的紅燈關閉

EW_G=OFF;// 東西方向的綠燈關閉

EW_Y=OFF;// 東西方向的黃燈打?

/*=*************狀態3：東西紅燈(60s)，南北綠燈(57s)************/ /****************狀態4：東西紅燈(60s)，南北黃燈(3s)***************/

EW_R=ON;// 東西方向的紅燈打開

NS_G=ON;// 南北方向的綠燈打開

while(Z!=0)

{

display2(Z/10,Z%10);// 南北方向紅燈(57s)

display1(Y/10,Y%10);// 東西方向綠燈(57s)

while(Z==3)

{

while(SHU!=0)

{

display2(Z/10,Z%10);// 東西紅燈(3s)

display1(SHU/10,SHU%10);// 南北綠燈(3s)

NS_G=OFF;//南北方向的綠燈關閉

NS_Y=ON;// 南北方向的黃燈打開

}

}

}

} EW_R=OFF;// 東西方向的紅燈關閉

NS_G=OFF;// 南北方向的綠燈關閉

NS_Y=OFF;// 南北方向的黃燈關閉

EWF=60,NSF=57,X=60,Y=57,Z=60,SHU=60;//重新賦值

}

第四篇：基于PLC的十字路口交通燈課程設計

湘潭大學信息工程學院

課程名稱：十字路口人行道交通燈設計

專

業：自動化

學

號：2011551810

班

級：11自動化（3）班

學生姓名：余帆

完成日期：2015年1月11日

摘要

PLC是一種新型的通用的自動控制裝置。PLC它將傳統的繼電器控制技術、計算機技術和通訊技術融為一體，是專門為工業控制而設計的，具有功能強、運用靈活、可靠性高、穩定性好、抗干擾能力強、編程簡單，使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列有點。十字路口的紅綠燈指揮著行人和車輛的安全運行，實現紅綠燈的自動指揮能使交通管理工作得到改善，也是交通管理工作自動化的重要標志之一。解決好公路交通燈控制問題是保障交通有序、安全、快捷運行的重要環節。

本設計是用PLC來實現對十字路口交通信號燈的控制，其控制方法是采用西門子的S7-200系列CPU224型號PLC對東西南北的紅、黃、綠燈實現有規律的循環閃亮，以達到對交通信號燈的控制。控制程序為梯形圖(LAD)。

關鍵詞：PLC控制、梯形圖、交通燈

目錄

0

（一）PLC概述.............................錯誤！未定義書簽。

1.1 PLC的硬件結構........................................3 1.2 PLC的工作原理.........................................4 1.3 S7-200的概述.........................................5

（二）交通信號燈............................................7

（三）方案設計..............................................8

3.1控制要求...............................................8 3.2系統設計方案分析.......................................8 3.3 交通燈狀態圖..........................................9 3.4 主程序流程圖：.......................................10

（四）硬件設計............................................10 4.1 硬件選擇.............................................10 4.2 PLC的I/O分配表.....................................10

4.3 PLC的硬件接線圖：..................................11

（五）軟件設計............................................12 5.1 十字路口交通信號燈梯形圖..............................12

（六）仿真實驗............................................14

（七）設計總結............................................16 參考文獻....................................................16 1

（一）PLC概述

可編程序控制器（Programmabie Logic Controller,縮寫PLC）是以微處理器為基礎，綜合計算機、通信、聯網以及自動控制技術而開發的新一代工業控制裝置。可編程序控制器是隨著技術的進步與現代社會生產方式的轉變，為適應多品種、小批量生產的需要，生產、發展起來的一種新型的工業控制裝置，在工業自動化各領域取得了廣泛的應用。

1.1 PLC的硬件結構

PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，模塊式包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架。其結構如圖1所示。中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，按照系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據、存儲器I/O以及警戒定時器的狀態；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC 投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O 映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后，按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O 映象區或數據寄存器內，等所有的用戶程序執行完畢之后，最后將I/O 映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行直到停止。

圖1 PLC的結構圖

1.2 PLC的工作原理

PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(包括其常開或常閉觸點)不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。

當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段：

1輸入采樣階段

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

2用戶程序執行階段

在用戶程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。

3輸出刷新階段

當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。

1.3 s7-200的概述

西門子S7系列可編程控制器分為S7-400、S7-300、S7-200三個系列，分別為S7系列的大、中、小型可編程控制器系統。S7-200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可編程控制器提供了4個不同的基本型號，常見的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號：

小型PLC中，CPU221價格低廉能滿足多種集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的單元，通過可連接的擴展模塊即可處理模擬量。CPU 224具有更多的輸入輸出點及更大的存儲器。CPU 226和226XM是功能最強的單元，可完全滿足一些中小型復雜控制系統的要求。四種型號的PLC具有下列特點：

集成的24V電源

可直接連接到傳感器和變送器執行器，CPU 221和CPU222具有180mA輸出。CPU224輸出280mA，CPU 226、CPU 226XM輸出400mA可用作負載電源。

高速脈沖輸出

有2路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達20KHz，用于控制步進電機或伺服電（3）通信口CPU 221、CPU222和CPU224具有1個RS-485通信口。

CPU 226、CPU 226XM具有2個RS-485通信口。支持PPI、MPI通信協議，有自由口通信能力。

（4）模擬電位器CPU221/222有1個模擬電位器，CPU224/226/226XM有2個模擬電位器。模擬電位器用來改變特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的數值，以改變程序運行時的參數。如定時器、計數器的預置值，過程量的控制參數。

（5）中斷輸入允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應。

（6）EEPROM存儲器模塊（選件）可作為修改與拷貝程序的快速工具，無需編程器并可進行輔助軟件歸檔工作。

（7）電池模塊用戶數據（如標志位狀態、數據塊、定時器、計數器）可通過內部的超級電容存儲大約5天。選用電池模塊能延長存儲時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。

（8）不同的設備類型CPU 221～226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。

（9）數字量輸入/輸出點CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點；CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點；CPU 224具有14個輸入點和10個輸出點；

CPU226/226XM具有24個輸入點和16個輸出點。CPU22X主機的輸入點為24V直流雙向光電耦合輸入電路，輸出有繼電器和直流（MOS型）兩種類型

（10）高速計數器CPU 221/222有4個30KHz高速計數器，CPU224/226/226XM有6個30KHz的高速計數器，用于捕捉比CPU掃描頻率更快脈沖信號。

（二）交通信號燈

交通十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。靠什么來實現這井然秩序呢?靠的是交通信號燈的自動指揮系統。那么控制系統是如何實現紅、綠、黃三種顏色信號燈有條不紊工作的呢?交通信號燈控制方式很多，可以用電子電路來實現，也可以用單片機編程控制來實現。本文主要介紹如何利用PLC來實現十字路口交通燈的控制。

隨著社會的發展，人們的消費水平不斷提高，私人車輛不斷的增加。人多、車多、道路少的道路交通狀況已經很明顯了。所以采用有效的方法控制交通燈是勢在必行的。PLC的智能控制原則是控制系統的核心，采用PLC根據不同時刻車流量的不同，將紅綠燈時長按一定的規律分檔。這樣就可以達到最大限度的有車放行，減少十字路口的車輛滯留，緩解交通擁擠，實現最優控制，從而提高交通控制系統的效率。

交通信號燈的出現，使得交通得以管制，對于疏導交通流量，提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。為了實現交通道路的管制，力求交通管理先進性、科學化。

用可編程控制器實現交通燈管制的控制系統，以及該系統軟、硬件設計方法。實驗證明該系統實現簡單、經濟，能夠有效的疏導交通，提高交通路口的通行能力。分析了現代城市交通控制和管理問題的現狀，結合交通實際情況闡述了交通控制系統的工作原理，給出了一種簡單實用的城市交通燈控制系統的PLC設計方案。可編程控制器在工業自動化中的地位極其重要。廣泛應用于各個行業。隨著科技的發展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、低價格、可靠性高，在現代工業中的作用更加突出。

（三）方案設計

3.1控制要求

交通燈控制系統的控制要求如下：

（1）信號燈受一個啟動開關控制，當啟動開關接通時，信號燈系統開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當啟動開關斷開時，所有信號燈都熄滅。

（2）南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2秒。到2秒時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮。（3）東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持20秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮。周而復始

3.2系統設計方案分析

按照交通燈系統控制要求下，結合西門子S7-200系列可編程控制器的特性，選擇適合的型號。設計思想分析如下：給一個啟動的輸入信號，要配合一個SB1的按鈕，當SB1啟動按鈕動作，系統工作。

當啟動開關SD合上時，I0.0觸點接通，Q0.2得電，南北紅燈亮；同時Q0.2的動合觸點閉合，Q0.3線圈得電，東西綠燈亮。1秒后，T49的動合觸點閉合，Q0.7線圈得電，模擬東西向行駛車的燈亮。維持到20秒，T43的動合觸點接通，與該觸點串聯的T59動合觸點每隔0.5秒導通0.5秒，從而使東西綠燈閃爍。又過3秒，T44的動斷觸點斷開，Q0.3線圈失電，東西綠燈滅；此時T44的動合觸點閉合、T47的動斷觸點斷開，Q0.4線圈得電，東西黃燈亮，Q0.7線圈失電，模擬東西向行駛車的燈滅。再過2秒后，T42的動斷觸點斷開，Q0.4線圈失電，東西黃燈滅；此時起動累計時間達25秒，T37的動斷觸點斷開，Q0.2線圈失電，南北紅燈滅，T37的動合觸點閉合，Q0.5線圈得電，東西紅燈亮，Q0.5的動合觸點閉合，Q0.0線圈得電，南北綠燈亮。1秒后，T50的動合觸點閉合，Q0.6線圈得電，模擬南北向行駛車的燈亮。又經過25秒，即起動累計時間為50秒時，T38動合觸點閉合，與該觸點串聯的T59的觸點每隔0.5秒導通0.5秒，從而使南北綠燈閃爍；閃爍3秒，T39動斷觸點斷開，Q0.0線圈失電，南北綠燈滅；此時T39的動合觸點閉合、T48的動斷觸點斷開，Q0.1線圈得電，南北黃燈亮，Q0.6線圈失電，模擬南北向行駛車的燈滅。維持2秒后，T40動斷觸點斷開，Q0.1線圈失電，南北黃燈滅。這時起動累計時間達5秒鐘，T41的動斷觸點斷開，T37復位，Q0.3線圈失電，即維持了30秒的東西紅燈滅。

3.3 交通燈狀態圖

十字路口交通燈如下圖1所示，將12個交通燈進行編號

圖2 十字路口交通燈狀態圖

3.4 控制要求及程序流程：

（1）按下啟動按鈕，信號燈開始工作，東西向綠燈、南北向紅燈同時亮。（2）東西向綠燈亮25s后，閃爍三次，頻率為1s/次。然后東西向黃燈亮，2s后東西向紅燈亮，30s后東西綠燈亮……按此循環。

（3）南北向紅燈亮30s后，南北向綠燈亮，25s后，閃爍3次，頻率為1s/次。然后南北向黃燈亮，2s后南北向紅燈亮，30s后南北向綠燈亮……按此循環下去。

（四）硬件設計

4.1 硬件選擇

本設計采用PLC來實現對十字路口交通信號燈的控制，其控制方法是選用西門子的S7-200系列CPU222型號PLC對東西南北的紅、黃、綠燈實現有規律的循環閃亮，9

以達到對交通信號燈的控制。控制過程中采用順序控制法用多個定時器自動實現對六個控制對象的控制。根據交通信號燈的亮滅規律，可用PLC編程對其實行自動控制。

4.2 PLC的I/O分配表

名稱

啟動按鈕停止按鈕

表1 交通信號燈PLC的輸入/輸出點分配表

輸入信號

輸出信號

代號 輸入點編號

名稱 代號 輸出點編號

SB1

I0.0

南北向綠

燈

L0

Q0.0

SB2 I0.1

南北向黃燈

L1 Q0.1

南北向紅

燈

L2 Q0.2

東西向綠

燈

L3 Q0.3

東西向黃

燈

L4 Q0.4

東西向紅

燈

L5 Q0.5

4.3 PLC的硬件接線圖：

圖5 PLC 控制接線圖

端口I0.0為接入系統開關的傳送信號，端口Q0.0接南北綠燈，端口Q0.1接南北黃燈，端口Q0.2接南北紅燈，端口Q0.3接東西綠燈，端口Q0.4接東西黃燈，端口Q0.5接東西紅燈。

（五）軟件設計

5.1 十字路口交通信號燈梯形圖

（六）仿真實驗

（七）設計總結

在這次課程設計中我遇到了一些問題，但加強了以往學過的理論的知識的應用。雖然這次的課程設計花了我一個星期的時間，通過這次的鍛煉，我學到了很多的東西，不僅鍛煉了自己的思考能力、繪圖能力和程序仿真能力，還鍛煉了綜合應用知識的能力，同時，我也是在這次課程設計中意識到了自己的不足，我還有許多未知的知識和問題等著學習和處理，知道了今后需要更加努力，使自我能夠不斷完善。

經過本次課程設計，讓我更加深刻的學習和鞏固了PLC這門課程，不僅從理論上掌握了課堂上沒有學懂的知識，還從實踐中擴展了我的知識面，讓我對我們專業的知識有了更加全面的認識，更加清晰的認識到我們專業知識的實用性是如此的強，不僅能培養我們的興趣愛好，更對我們今后的求職就業起到至關重要的作用。

參考文獻

[1] 許謬、王淑英.電氣控制與PLC.機械工業出版社,2006.[2] 廖常初.PLC編程及應用（第3版）.機械工業出版社,2008.[3] 羅宇航.流行PLC實用程序及設計.機械工業出版社,2006.[4] 羅宇航.流行PLC實用程序及設計.西安電子科技大學出版社,2006.

第五篇：交通燈畢業設計

4.4 程序編寫

-交通燈控制程序----------

MCS-51匯編語言---------

用AT89S51單片機，12MHz晶振-------------------

程序名：交通燈.ASM----

交通燈控制系統程序-----

ORG 0000H;主程序的入口地址

AJMP MAIN;ORG 0003H AJMP INTO;ORG 0100H MAIN: MOV SP, #60H SETB EX0 SETB IT0 SETB EA;CPU MOV TMOD, #10H;MOV A , #0DEH;MOV P0 MOV R2START: ACALL DELAY DJNZ R2 DISP: MOV P0 MOV R2

DISP1: ACALL DELAY;DJNZ R2 MOV R2 WARN1: CPL P0.7;ACALL DELAY DJNZ R2 MOV P0 MOV R2 YEL1: ACALL DELAY DJNZ R2 MOV P0 MOV R2 DISP2: ACALL DELAY DJNZ R2 MOV R2 WARN2: CPL P0.2;，A，#2，START，#07EH;，#28H;，DISP1;20S，#10;，WARN1;，#0BBH;，#06，YEL1;3S，#0DBH;，#28H，DISP2，#10

指向主程序 指向緊急車輛出現中斷程序 ；允許INT0中斷

；設外部中斷0下降沿有效 開中斷

置定時器1為方式1 南北紅燈，東西紅燈 ；調用0.5S子程序 南北綠燈放行，紅燈禁止 置0.5S循環次數 調用0.5S延時子程序 不到繼續循環

置南北綠燈閃爍循環次數 南北綠燈閃爍 閃爍次數未到繼續循環 南北東西黃燈警告 未到繼續循環 南北紅燈，東西綠燈 ；20S未到繼續循環 東西綠燈閃爍 ACALL DELAY DJNZ R2，WARN2 MOV P0，#0BDH;南北東西黃燈 MOV R2，#06 YEL2: ACLAA DELAY DJNZ R2，YEL2 AJMP DISP;循環執行主程序 INT0: PUSH P0 ；P0口數據壓棧保護 PUSH 03H ；R3寄存器壓棧保護 PUSH TH1;TH1 PUSH TL1;TL1 MOV P0 MOV R5 DELAY0: ACLAA DELAY DJNZ R5 POP TL1;POP TH1 POP 03H RETI;DELAY: MOV R3 MOV TH1,#03CH MOV TL1,#0B0H SETB TR1 LP1: JBC R3 SJMP LP1

LP2: MOV TH1 MOV TL1 DJNZ R3 RET ENT，#0DEH;，#14H;，DELAY0;10S，#0AH，LP2，#03CH，#0B0H，LP1 壓棧保護 壓棧保護

南北東西道均為紅燈置0.5S循環初值 未到繼續循環 彈棧恢復現場 返回主程序