模拟交通灯设计.doc-资料库

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专业：应用电子技术毕业设计课题：丝绸路口模拟交通灯班姓级：名：指导教师：蒋求生老师 2009 年 6 月 17 日

湘潭职业技术学院 2010 届大专生毕业论文（设计）主要研究（设计）内容：设计一个南北交通灯，提示倒计时功能，能实现左右转，南北动东西停（南北停东西动），实现人行道的一种常用的十字路口交通灯。『改进:在根据道路车辆的流量，可实现路灯提示时间长短可调（可加可减），紧急情况提示（120 急救的通过）。』完成立体设计和实现箭头指示，主要芯片有 AT89C51、74LS595 等。方法及其预期目的：完成本次课程设计初步设想方法如下： 1、进一步掌握预期相关的理论知识的学习。如：keilc51 编程、 protel99se 等相关课程的学习。 2、组织本组成员与指导老师进行多方面的交流，形成一个有效的、较完整的课程设计步骤。 3、明细课程设计分工安排，让每一位参与者能在学术上能有很明显的提高。 4、要求在制作过程中的要多交流、要有完成任务的笔记或报告，形成文字文档。 5、设计汇总、互相交流、互帮互助、团结向上，要有良好的学习和设计风气。完成本次课程设计的预期效果如下：首先，基本实现十字路口交通灯电路仿真的通过；其次，实现十字路口交通灯与实际十字路口相同；最后，完成立体模拟交通灯的外观设计及模拟产品的形成。 1

湘潭职业技术学院 2010 届大专生毕业论文（设计）课题进度计划：对于本次毕业设计及本次题目难度系数来看，初步对课题做如下进度计划： 1、7 周完成硬件电路仿真及开题报告。 2、8 周完成 pcb 图版的制作及工厂加工。 3、9 周元件采购及电路的焊接。 4、10-11 周完成软件的仿真及显示成功。 5、12-14 周完成毕业设计的包装，形成美观立体模拟交通灯。 6、15 周对笔记进行总结和完成实验报告及答辩申请。 7、16-17 周完成毕业设计答辩。 8、总结本次课程设计，交流思想心得。参考文献资料：本次毕业设计的参考文献如下：《keilc51 单片机高级语言程序编写与 uVision2 应用实践（第二版）》、《单片机原理与接口技术》、《模拟电路》、《数字电路》、《c 语言程序设计（第二版）》、《例说 51 单片机》、《protel99se》等。指导教师意见：指导老师签名：年月日 2

湘潭职业技术学院 2010 届大专生毕业论文（设计）摘要随着社会的进步、科技的发展，汽车与交通事业的快速发展，城市交通问题日益突出，交通事故时常发生，特别是十字交叉路口中，为了减小交通事故的发生，需要而增加道路的规范化，从而提高交通枢纽，改善交通设施，减小交通事故发生，特别是高速公路上的十字路口的交通事故的发生。同时也提高了经济的快速发展。本产品介绍一种通过单片机 AT89C2051来控制交通灯控制系统的设计方法。设计出一个单元的单个交叉路口交通灯模型，此模型完全实现了实际中交通路口中的交通现状，通过该模型反映出他实际价值很高，并具有实用性强、性能稳定好、效果好、价格便宜、安装简单、使用方便、节能等特点。在该设计的过程中，利用单片机的工作原理来控制整个交通灯的状态，实现时间动态、实时的控制当前红绿灯及车辆的停、走状态，保证交通的安全畅通，该设计并且可以根据车流量来有效的设置时间的长短，同时还有120紧急通过按键控制。关键词交通灯、控制系统、单片机 AT89C2051、数码管、74HC595、设计、电路、模块化。 3

湘潭职业技术学院 2010 届大专生毕业论文（设计）目录前言...................................................................................................................... 5 第一章功能说明.................................................................................................. 6 第二章技术指示.................................................................................................. 7 2.1 设计方案..................................................................................................... 7 2.2 工作原理..................................................................................................... 7 2.3 设计过程..................................................................................................... 9 2.4 印制电路板的设计...................................................................................10 第三章使用说明................................................................................................14 第四章安装说明................................................................................................15 4.1 硬件电路的逐步安装和测试...................................................................15 4.2 软件的设计与调试...................................................................................16 4.3 外观的制作与安装......................................................................................16 第五章工艺设计................................................................................................18 第六章主要创新.................................................................................................. 19 第七章主要芯片资料..........................................................................................20 第八章心得体会与致谢......................................................................................22 第九章参考文献.................................................................................................. 24 8.1 参考文献资料：..........................................................................................24 8.2 相关网站：.................................................................................................. 24 第十章附录........................................................................................................ 25 10.1 元器件清单................................................................................................25 10.2 源程序........................................................................................................ 25 4

湘潭职业技术学院 2010 届大专生毕业论文（设计）前言随着社会的进步、科技的发展，人民的生活水平有了空前的提高。也随人口和汽车的急剧增长，市区交通日益拥挤，村道交通秩序的混乱。特别是十字路口交通更是拥挤，要没有红绿灯作为指挥工具，恐怕汽车就会由于混乱而造成严重交通阻塞，因此、交通灯是交管部门管理城市交通的重要工具之一。根据有关媒体报导，平均每天十字路口发生的交通事故上十件，而大多数发生在没有交通灯的十字路口。尤其是一些城镇、农村十字路口很小按交通灯，而往往就是城镇和农村发生的惨案最多，其实按个交通灯并不要花费很大的资金，而它的好处是大家有目共睹的。所以这也是我设计交通灯的目的，同时有很大的意义。根据现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，及其存在的必要性，就湘潭南北路口交通灯进行模拟设计，并实现立体模型设计效果。本次设计研究的是交通灯系统，主要介绍了如何设计交通灯控制系统，并介绍了 AT89c2051 连接方法及其软件编程，且涉及到单片机内部 I/O 口和外部中断及 74hc595 的使用方法和软件编程实现，包括主机电路设计，紧急放行电路及软件设计，数码管显示电路设计和系统软硬件调试，最后实现与南北路口一模一样的立体模型设计。 5

湘潭职业技术学院 2010 届大专生毕业论文（设计）第一章功能说明本产品是根据南北路口交通灯的控制和原理，自行利用单片机来设计出自动控制立体模拟交通灯。设计东西路和南北路相交处南北路口交通灯控制，东西路和南北路上均的车辆要求通过时,东西路和南北路道轮流放行，东西路放行（直行、左右转）和南北路放行（直行、左右转），从而循环放行。并可以根据交通车流量来设置数码管倒计时的长短（K1、K2、K3 控制倒计时的加减）。如果有紧急车辆要求通过时，按下开关 K4 系统就能使东西路和南北路均为红灯，中断 10s 让紧急车辆通过后，再恢复中断。本产品是采用 AT89C2051 的 P3 和 74hc595 口来控制红、黄、绿指示灯和数码管显示,数码管显示倒计时,采用芯片的复位端口进行复位（按钮 K5 控制）,用外部中断 INT0 端口进行程序中断服务作用。在利用编程器对芯片进行程序编入。本产品以单片机为控制中心，将 P3 口中的 P3.0、P3.1、P3.2 控制东西路的 74hc595 芯片和 P3.3、P3.4、P3.5 控制南北路的 74hc595 芯片。在利用 74hc595 的输出各脚分别控制数码管的 d、dp、e、c、x2、b、a、f、g、x1 和红、绿、黄、左右拐灯、人行道灯显示的控制。并通过单片机的中断功能进行程序中断服务。 6

湘潭职业技术学院 2010 届大专生毕业论文（设计）第二章技术指示熟悉掌握、运用模拟电子电路、数字电子电路、单片机等知识，并能融会贯通；懂得电源电路、复位电路、按键电路、单片机控制电路、数码管显示电路的工作原理及各种特征，检测方法；了解三端集成稳压器、74hc595 的工作原理和驱动电路的工作原理；能灵活应用 proteus、keilc51、Protel99SE 软件的应用，有较强的工艺焊接水平和电路的检测和验证的能力。 2.1 设计方案毕业设计是检验我们在大学以来所学知识深度的一种方法，也是进一步提升我对知识的进一步理解和深化，为了能让我们综合的应用我们所学的知识，我选择了设计制作一个立体模型交通灯。我认为当今社会发展的需求，车辆几乎普及，同时随之而来的交通事故也增加了，为了更好的服务与社会，让交通更加畅通，也就必须要有很好的交通灯来控制交通，给社会带来方便。根据自身情况，选择利用单片机、74hc595、数码管、led 管、7805 为主要芯片，其他辅助元器件来完成本次电路的设计。 2.2 工作原理电源工作原理：通过变压器变压，四个二极管桥式整流、100UF 及 104 的电容滤波、CW7805 集成块 7

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