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一、 交通燈控制系統(tǒng)設計方案比較、設計與論證
1 電源提供方案
為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。我們考慮了兩種電源方案
方案一：采用獨立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點是各模塊都采用獨立電源，會使系統(tǒng)復雜，且可能影響電路電平。
方案二：采用單片機控制模塊提供電源。改方案的優(yōu)點是系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)約成本；缺點是輸出功率不高。


綜上所述，我們選擇第二種方案。


2 顯示界面方案


該系統(tǒng)要求完成倒計時、狀態(tài)燈等功能。基于上述原因，我們考慮了三種方案：


方案一：完全采用數碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號和數碼字苻，無法勝任題目要求。


方案二：完全采用點陣式LED 顯示。這種方案實現復雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。


方案三：采用數碼管與點陣LED 相結合的方法因為設計既要求倒計時數字輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出等，為方便觀看并考慮到現實情況，用數碼管與LED燈分別顯示時間與提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實現的復雜度。權衡利弊，第三種方案可互補一二方案的優(yōu)缺，我們決定采用方案三以實現系統(tǒng)的顯示功能。


3 輸入方案：
題目要求系統(tǒng)能手動設燈亮時間、緊急情況處理，我們討論了兩種方案：


方案一：采用8155擴展I/O 口及鍵盤，顯示等。該方案的優(yōu)點是：
使用靈活可編程，并且有RAM,及計數器。若用該方案，可提供較多I/O 口,但操作起來稍顯復雜。


方案二： 直接在IO口線上接上按鍵開關。因為設計時精簡和優(yōu)化了電路，所以剩余的口資源還比較多，我們使用四個按鍵，分別是K1、K2、K3、K4。
由于該系統(tǒng)對于交通燈及數碼管的控制，只用單片機本身的I/O 口就可實現，且本身的計數器及RAM已經夠用，故選擇方案二。


二、理論分析與計算


1．交通燈顯示時序的理論分析與計算


對于一個交通路口來說，能在最短的時間內達到最大的車流量，就算是達到了最佳的性能，我們稱在單位時間內多能達到的最大車流為車流量，用公式：車流量= 車流 / 時間 來表示。
先設定一些標號如圖2－1 所示。