基于LabVIEW的交通燈設(shè)計

1、 PAGE PAGE 1虛擬儀器課程設(shè)計-基于 LabVIEW 的交通燈設(shè)計專業(yè)： 姓名： 學(xué)號：一、課題研究背景和意義近年來，在快速城市化進程和經(jīng)濟發(fā)展的影響下,機動車輛已成為普遍的代步工具,交通負(fù)荷越來越重，交通問題成為困擾許多大城市發(fā)展的通病，已成為日趨嚴(yán)峻的國際性問題。其中，十字路口則是造成交通堵塞的主要”瓶頸”.交通信號燈成為了維護交通秩序的必備工具。交通信號燈的使用有效減小了交通擁堵維護交通順暢。規(guī)則，增強了加強交通安全的意識，其次運用已學(xué)知識設(shè)計信號燈便于更好的掌labview 軟件的使用,培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識來指導(dǎo)實踐的能力。二、程序設(shè)計思路通過采用基于虛擬儀器的交通燈系統(tǒng)設(shè)計

2、，自動控制十字路口四組紅、黃、綠交通燈和四組人行道暗、綠狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，指揮著行人和車輛的安全運行，實現(xiàn)十字路口的自動指揮和改善交通管理。綠燈亮?xí)r，允許車輛和行人通行。紅燈亮?xí)r，禁止車輛和行人通行，為交通安全提供保障。同時會有時間的顯示。程序采用條件結(jié)構(gòu)，做五個分支，分別對應(yīng)五種運行模式：正常運行:在正常運行模式中，再用時鐘信號做選擇條件做四個分支，實現(xiàn)交通信號的循環(huán)變換，控制邏輯順序如下：（1)南北紅和東西綠（30 秒)；(2)南北紅和東西黃(05 秒）; PAGE PAGE 2(3）南北綠和東西紅（30 秒);（4）南北綠和東西黃（05 秒；東西禁行：東西方向亮紅燈禁止通行,南北方向亮綠燈允許

3、通行。南北禁行:東西方向亮綠燈允許通行,南北方向亮紅燈禁止通行。兩向禁行：東西南北方向全亮紅燈禁止通行。檢修：把信號燈全部熄滅。在各運行模式中，每個條件結(jié)構(gòu)里的程序基本相同：用需要點亮的燈與布爾真常量連接，不需要點亮的與布爾假常量連接，而兩方向燈的時間顯示器則用一定的值減去輸入的時間量，以實現(xiàn)倒計時的功能。2。1 前面板的設(shè)計20 盞燈、4 個時間顯示器、1 個菜單下拉列表、1 個停止按鍵即可.12 4 12 盞，在控件選板中選擇指示燈，將它放在前面板合適的位置，單擊鼠標(biāo)右鍵，更改指示燈的屬性,每組都包含紅黃綠三種顏色的燈，再用框?qū)⒚拷M燈框起來，做成一個交通燈。在每組交通燈合適的位置放置一個數(shù)

4、值顯示控件作為交通燈的計時器，同樣的方法8 盞綠燈燈.并在前面板合適的位置放置一個控制窗口，用于選擇交通燈的運行模式及控制其開始與停止，然后設(shè)置窗口大小。這樣交通燈系統(tǒng)的前1 所示.圖 1 交通燈前面板示意圖2。2 單位時間信號的產(chǎn)生,10 毫秒記反饋節(jié)點加,100,為單位的時間信號。圖 2 單位時間信號時間信號的分段將所得的時間信號除以每個循環(huán)所用的時間 70s，取其余數(shù)，得到的余數(shù) x的范圍為 0=x70.當(dāng)運行模式選擇為正常運行時，執(zhí)行條件結(jié)構(gòu)里為序號 0 的程序。=x30 ,執(zhí)行程序框圖中第一個條件結(jié)構(gòu)里面的程序，東30=x35 時，條件成立,執(zhí)行框圖中第二個條件結(jié)構(gòu)里的程序，東西35

5、=x65 70 黃燈。時間分段的程序框圖如下圖所示。圖 3 條件為真的各時間分段程序這里用到了判定范圍并強制轉(zhuǎn)換控件，應(yīng)用這個控件可以判定輸入的數(shù)是否在上限和下限之間。它的圖標(biāo)和作用如下圖 4 “？接口會有一個信號，該信號恰可以輸入到條件結(jié)構(gòu)中作為該分支選擇器信 號。程序中所用的結(jié)構(gòu)2.4。1 循環(huán)結(jié)構(gòu)圖 4 規(guī)定范圍并強制轉(zhuǎn)換控件LabVIEW while for 循環(huán)實現(xiàn)。這兩種循環(huán)結(jié)構(gòu)、.for while 退出循環(huán)的條件。本次課程設(shè)計中不能預(yù)先確定循環(huán)的次數(shù),while 循環(huán).while LabVIEW 最基本的結(jié)構(gòu)之一，和C 語言中的while dowhile 類似。While 循環(huán)

6、可以從程序框圖中的【結(jié)構(gòu)】子選板中創(chuàng)建，while 循環(huán)包括兩個端口：1、條件端口 2、重復(fù)端口，如下圖 5 所示。本次課程設(shè)計中用停止按鈕連接條件端口，當(dāng)按下按鈕時循環(huán)停止。重復(fù)端口條件端口重復(fù)端口i 為當(dāng)前循環(huán)的次數(shù)圖5whlie 循環(huán)結(jié) 收到的布爾值并判斷是否繼續(xù)執(zhí)行 PAGE PAGE 42。4。2 條件結(jié)構(gòu)條件結(jié)構(gòu)也是 LabVIEW 最基本的結(jié)構(gòu)之一，類似于基于文本編程語言的switch ifthenelse 語句.6 所示。圖 6 條件結(jié)構(gòu)switch 于“表達(dá)式n候其端口會判斷送來的控制條件，指引選擇結(jié)構(gòu)去執(zhí)行相應(yīng)框架里的內(nèi)容。在本程序中的控制條件為運行模式序號及從規(guī)定范圍并強

7、制轉(zhuǎn)換的“范圍內(nèi)？”端口輸出的判斷值。用分支的個數(shù)。,類型一樣,顏色也會變?yōu)榧t色.的程序基本相同。用需要點亮的燈與布爾真常量連接，不需要點亮的與布爾假常量連接，而兩方向燈的時間顯示器則用一定的值減去輸入的時間量，以實現(xiàn)倒計時的功能，各結(jié)構(gòu)里的程序略有不同。 PAGE PAGE 6三、各種運行模式的程序正常運行模式的程序程序用時鐘信號做選擇條件做四個分支，從左到右依次執(zhí)行四個條件結(jié)構(gòu) ,實現(xiàn)交通信號的循環(huán)變換,正常運行模式的程序如下： 各段時間信號程序：第一階段:0 30s 1 條件滿足,東西綠燈點亮,人行道南北方方綠燈亮.東西燈時間顯示為離綠燈熄滅的時間（從30s 1s，北燈時間顯示為離紅燈熄

8、滅的時間35s 6s。程序框圖如圖所示第二階段:30 35 間,2 ,十字路口南北紅燈和東西黃,人行道南北方綠燈亮。東燈時間顯示為離黃燈熄滅的時間（從5s 北燈時間繼續(xù)顯示為離紅燈熄滅的時間（5s 1s）.程序框圖如右所示第三階段：余數(shù)在 3565s 時，條件結(jié)構(gòu) 4 的條件滿足，十字路口南北綠燈和東西紅燈點亮，人行道東西方綠燈亮.東西燈時間顯示為離紅燈熄滅的時間（35s 6s，南北燈時間顯示為離綠燈熄滅的時間（從30s 1s)如右所示65 70s 4 條件滿足,東西紅燈點亮,人行道東西方綠燈亮。東燈時間顯示為離紅燈熄滅的時間（從 1s)北燈時間顯示為離黃燈熄滅的時間（5s 1s。程序框圖如右所示東西禁行模式的程序量連接，其余燈的與布爾假常量連接,而兩方向燈的時間顯示器則輸入零值。東西禁行模式的程序：南北禁行模式的程序用東西綠燈及南北紅燈與布爾真常量連接,人行道東西方向綠燈與布爾真常量連接，其余燈的與布爾假常量連接，而兩方向燈的時間顯示器則輸入零值南北禁行模式的程序：兩向禁行模式的程序量連接，其余燈的與布爾假常量連接，而兩方向燈的時間顯示器則輸入零值。兩向禁行模式