Đồ Án Thiết kế hệ thống đèn giao thông cho ngã tư

Nhiệm vụ đồ án môn học

Thiết kế và chế tạo mô hình diều khiển đèn giao thông .

1) Nội dung thuyết minh

 Thuyết minh đề tài ( nêu được ý tưởng thiết kế, phương án thực hiện, cơ sở lý thuyết, quá trình thiết kế và thi công mạch, vận hành và điều khiển )

 Phải đảm bảo tính khả thi, hiệu quả kinh tế và khả năng ứng dụng.

 Các bản vẽ thiết kế đầy đủ và chính xác.

 Sản phẩm phải đảm bảo tính kĩ thuật, mỹ thuật và hoạt động tốt.

 Khả năng đáp ứng linh hoạt, chính xác, hoàn thành đúng thời gian quy định.

 Nêu được hướng phát triển và mở rộng đề tài




CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ ĐÈN GIAO THÔNG

1.1 Giới thiệu đề tài

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, xã hội ngày càng văn minh và hiện đại, các đô thị ngày một đi lên. Nhu cầu về giao thông ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là trong các khu vực thành thị. Do nhu cầu của đời sống con người, đặc biệt là nhu cầu đi lại, các loại phương tiện giao thông đã tăng một cách chóng mặt. Riêng tại Việt Nam số lượng xe máy trong những năm qua tăng một cách đột biến, mật độ xe lưu thông trên đường ngày một nhiều, trong khi đó hệ thống đường xá tại Việt Nam còn quá nhiều hạn chế nên thường gây ra các hiện tượng như kẹt xe, ách tắc giao thông, đặc biệt là tai nạn giao thông ngày càng phổ biến trở thành mối hiểm họa cho nhiều người.

Vì lý do đó các luật giao thông lần lượt ra đời và được đưa vào sử dụng một cách lặng lẽ rồi dần trở nên phổ biến như hiện nay. Trong đó hệ thống đèn giao thông là công cụ điều khiển giao thông công cộng thực tế và hiệu quả có vai trò rất lớn trong việc đảm bảo an toàn và giảm thiểu tai nạn giao thông.

Từ thực tế đó nhóm chúng em quyết định chọn đề tài “Thiết kế mạch đèn giao thông dùng vi điều khiển” làm đề tài cho đồ án môn học nhằm giúp cho mọi người nhất là tầng lớp sinh viên có ý thức hơn trong việc chấp hành luật lệ an toàn giao thông.

 Các chế độ hoạt động trong ngày Cao điểm: Đèn xanh 13s, đèn đỏ 38s, đèn vàng 4s.

 Bình thường: Đèn xanh 29s, đèn đỏ 24s, đèn vàng 4s.

 Thấp điểm: Đèn vàng sáng.

 Có 4 LED 7 đoạn đơn: 2 LED hiển thị đếm ngược cho 1 làn đường.

 Hệ thống LED đơn hiển thị cho các đèn xanh, đèn vàng, đèn đỏ.

 Hệ thống nút nhấn, gồm 3 nút: nút chuyển chế độ cao điểm, , thấp điểm, ban đêm.

1.1.1 Các linh kiện sử dụng

 Vi điều khiển AT89C51.

 Hiển thị: 4 LED 7 đoạn (anode chung), 6 LED đơn xanh, đỏ, 4 LED đơn vàng.

 Các transistor C282

 Các điện trở thanh 10K và các điện trở cần dùng.

 Nút nhấn điều khiển

1.2 Các thành phần chính của hệ thống đèn giao thông dùng vi điều khiển AT89C51

Hệ thống đèn giao thông gồm 4 phần chủ yếu sau:

 Mạch điều khiển trung tâm dùng vi điều khiển AT89C51.

 Mạch dao động, reset.

 Mạch hiển thi thời gian, trạng thái đèn.

 Phím nhấn điều khiển trạng thái đèn, chỉnh thời gian.

1.3 Nguyên lý hoạt động

Mạch đèn giao thông hoạt động dựa trên nội dung đã lập trình cho AT89C51, khi có tác động từ các nút điều khiển mạch hoạt động theo đúng thời gian yêu cầu. AT89C51 đưa dữ liệu đến các LED xanh, đỏ, vàng để điều khiển các LED này đóng, mở. Ngoài ra, nó còn xuất dữ liệu đến các BJT để tăng dòng cho các LED 7 đoạn, các BJT sẽ điều khiển việc đóng mở các LED 7 đoạn. LED 7 đoạn còn nhận dữ liệu từ vi điều khiển trung tâm để thực hiện việc đếm lùi thời gian.

Như vậy mỗi khi mạch bắt đầu thực hiện đếm lùi, nếu trục lộ bên này đèn xanh hoặc vàng sáng thì trục lộ bên kia đèn đỏ sáng và ngược lại. Bộ phận điều khiển AT89C51 là các nút nhấn. Tùy theo thời gian yêu cầu mà ta điều khiển các trục giao thông sáng. AT 89C51 sẽ xuất ra các cổng I/O những xung ở mức cao hoặc mức thấp để điều khiển các BJT từ đó điều khiển các đèn hiển thị. Khi AT89C51 nhận tín hiệu điều khiển từ các phím nhấn, nó sẽ quét và tìm ra chương trình được mã hóa phù hợp với tín hiệu điều khiển để hoạt động.



2.5.2 GIAO TIẾP VI ĐIỀU KHIỂN VỚI LED 7 ĐOẠN


Nếu kết nối mỗi một Port của Vi điều khiển với 1 led 7 đoạn thì tối đa kết nối được 4 led 7 đoạn. Mặt khác nếu kết nối như trên sẽ hạn chế khả năng thực hiện các công việc khác của Vi điều khiển. Cho nên cần phải kết nối, điều khiển nhiều led 7 đoạn với số lượng chân điều khiển từ Vi điều khiển càng ít càng tốt. Có hai giải pháp: một là sử dụng các IC chuyên dụng cho việc hiện thị led 7 đoạn, hai là kết nối nhiều led 7 đoạn vào cùng một đường xuất tín hiệu hiển thị. Nội phần này sẽ đề cập đến cách kết nối nhiều led 7 đoạn theo giải pháp thứ 2.

Để kết nối nhiều led 7 đoạn vào vi điều khiển thực hiện như sau: nối tất cả các chân nhận tín hiệu của tất cả các led 7 đoạn (chân abcdefgh) cần sử dụng vào cùng 1 Port, trong ví dụ, 8 led 7 đoạn có các chân nhận tín hiệu cùng được được nối với P0. Dùng các ngõ ra còn lại của Vi điều khiển điều khiển on/off cho led 7 đoạn, mỗi ngõ ra điều khiển ON/OFF cho 1 led 7 đoạn,(ON: led 7 đoạn được cấp nguồn để hiển thị, OFF: led 7 đoạn bị ngắt nguồn nên không hiển thị được).

Tại mỗi thời điểm, chỉ nên cho Vi điều khiển điều khiển cho 1 led 7 đoạn hoạt động, do đó tại mỗi thời điểm chỉ nên có 1 ngõ ra duy nhất nối với transitor ở mức 0. Tại mỗi thời điểm chỉ có một led 7 đoạn được ON nên sẽ không xảy ra tình trạng quá tải cho tải và quá tải cho vi điều khiển khi điều khiển nhiều led 7 đoạn.