开题报告（基于51IP核的交通灯控制器的设计）

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1、 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 课题名称 基于 51IP 核的交通灯控制器的设计 课题类型 导师姓名 学生姓名 学 号 专业班级 电子 09-2 一、选题依据一、选题依据 随着我国城市化建设的发展，人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进 入了寻常老百姓的家庭，再加上政府大力发展公交车、出租车，使得道路上车辆 越来越多，从而形成了交通拥挤。自从上世纪 80 年代起，我国就已经开始了道 路的建设工作，拓宽马路，曾经一度使得交通状况明显改善，然而随着私家车的 普及，交通出现了超负荷运行，开始拥堵，事故频发。在这种情况下，交通信号 灯发挥着越来越重要的作用，它使得去往各个方向的车

2、辆有序的行驶，最大限度 的减少了交通事故的发生，保障人民的生命财产安全，已成为交通管理部门管理 交通的重要工具之一。 目前设计交通灯的方案有很多， 有应用 CPLD 设计实现交 通信号灯控制器方法，有应用 PLC 实现对交通灯控制系统的设计，有应用单片 机实现对交通信号灯设计的方法。城市路口交通控制系统大体上分为三类：定周 期信号机， 多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号机以及联网式自适应多 相位智能型信号机。具体的选用应根据应用场合以及其特点加以确定。其中，第 一种类型成本低，设计简单，安装和维护方便得到了很大的应用。比较先进的有 一种使用“模糊控制”技术控制交通灯的方法。 能根据十字路

3、口两个方向上车辆动 态状况，自动判断红绿灯时间间隔，用来保证最大车流量。减少道口的堵塞。 目前，我国道路交通信号灯的设置实行全国统一的标准。尽管如此，目前我 国部分城市的交通信号灯的设置仍较为混乱， 许多城市路口信号灯没有按照国家 标准进行设置，存在严重的交通安全隐患。因此，加强对城市道路交叉口信号灯 的科学设置，更好地发挥信号灯对城市交通的控制作用，缓解交通压力，疏导交 通、保障交通畅通，具有重要的现实意义。交通信号灯设置实践中存在的主要问 题：随着交通的发展，车辆的增多，交通拥挤问题日益严重。既不完善，管理也 不到位。有的交通信号灯设置时间过短，1020 秒，许多驾驶人还没反应过来， 时间

4、就过了；有的交通信号灯规格较小，不是悬横在道路上方，而是在路边设置 一个纤细的灯杆，机动车快速行驶时，信号灯不易被及时发现，容易造成司机误 闯红灯； 有的交通信号灯损坏一直停用， 形同虚设； 有的路口的违章建筑、 树木、 广告牌遮挡路口信号灯，成为道路交通事故隐患。人、车不遵守交通信号灯的指 示通行，闯“红灯” ，现象严重，行人无视“红绿灯”的存在，随意横穿、斜穿 马路。同时，许多驾驶人只知道“闯红灯”危险，要受处罚，却不知道“闯黄灯”更 危险，对“黄灯”存在一种认识上的错误，误认为只要红灯不亮，黄灯亮时还是 可以继续前行或可以提前通行。机动车信号灯或方向指示信号灯、非机动车信号 灯等采用复合

5、信号灯，即信号灯未实现三色几何分立，实际上只设置了一个发光 单元，用其在不同时刻显示红、黄、绿三种颜色。信号灯发光单元图案不一致， 即信号灯采用三色几何分立，但三个发光单元内的图案不一致。例如，其中两个 发光单元图案为机动车信号灯图案，而另一个为方向指示信号灯图案。信号灯发 光单元不正确，即信号灯虽然采用三个几何分立，但是单个发光单元中显示多个 方向（复合箭头） ，或者图案形状不正确。 二、研究内容二、研究内容 以FPGA内部的51IP核为电路核心控制模块， FPGA内部底层模块采用 HDL 语言设计，顶层模块采用原理图的设计方法。红，黄，绿灯的等待时间依次为 25S，5S，20S，采取倒计时

6、方式，此处应用单片机的定时器和中断进行设计， 正常工作时，当东西方向是红、黄、绿灯组合时，南北方向则是绿、黄、红组合， 四个方向共 12 个 LED 发光二级管。当任一方向出现异常情况时，计时器停止倒 计时全部显示“8”并闪烁提示，东、西、南、北四个路口全亮红灯，这种错误 的判断采取手动方式，异常情况消除后，恢复正常模式。 三三、研究研究方法及技术路线方法及技术路线 用拨码开关检测是否出现错误， 当拨码开关读取到来自单片机的低电平信号 时，则进入错误模式。在某些特定场合，例如出现紧急情况的时候，交通灯可人 为控制某个方向长时间亮红灯，另一方向则亮绿灯，这个功能可以通过一个拨码 开关作为使能，当使能有效时，进入选择模式，再通过两个独立按键选择哪个方 向亮红灯，与之相对的方向亮绿灯。实现了这些基本的功能，就算是成功了一大 半。然后利用 Quartus软件完成底层模块和顶层原理图的设计，底层模块需要 一个 3-8 译码器，当所有的功能代码编写成功后，将 C 语言程序下载到 51IP 核 的 ROM 中， 对顶层原理图进行全程编译， 将生成的文件下载到实验箱进行调试， 观察实验结