电路CAD课程设计交通信号灯控制系统.docx

1、电路CAD课程设计交通信号灯控制系统电路CAD课程设计报告 题 目 交通信号灯控制系统 学生姓名 学 号 学 院 专 业 指导教师 2011 年 12 月 18 日摘 要 随着我国社会经济的发展，城市化、城镇化进程的加快，道路交通堵塞问题日趋严重，因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。基于51单片机的交通控制系统以AT89C51单片机为路口控制核心、LED作为显示、驱动电路与部分模拟器件构成的一种电子产品。AT89C51单片机为控制

2、核心，能实时的进行控制；可以及时的处理紧急情况并恢复现场，并可以长时间稳定可靠的运行，提高了51单片的总体性能，让此系统更高效。以下是AT89C51为核心的简易交通控制系统设计原理图以及利用protel制作的PCB板、利用proteus操作的仿真结果关键词：交通信号灯，现代交通控制，AT89C51目 录1 设计任务 .11.1 状态控制电路设计.11.2 倒计时显示电路设计.12 设计方案.12.1 交通信号灯的状态图.12.2 交通信号灯程序设计.13 电原理图设计.43.1 电原理图.43.2 原理图分析44 电路板图设计.54.1 PCB板图.54.2 PCB设计说明.55 仿真.55.

3、1 proteus仿真图.56 小结及感想.67 附录：元器件清单.78 参考文献.81 设计任务提供一个可靠、安全、便捷的交通灯控制系统，系统要求交通信号灯的动作如下图所示，并且可以用按键强制使南北通行或东西通行1.1 状态控制电路设计单片机是在一块芯片上集成了一台微型计算机所需的CPU、存储器、输入/输出部件和时钟电路等。因此，它具有体积小、使用灵活、成本低、易于产品化、抗干扰能力强、可在各种恶劣环境下可靠地工作等特点。特别是它应用面广，控制能力强，使它在工业控制、智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到了广泛的应用。在这个状态控制电路中，采用AT89C51的好处有，管脚充

4、足，设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。1.2 倒计时显示电路设计采用LED数码管显示。用发光二极管（简称LED）组成的字形来显示数字，七个条形发光二极管排列成七段组合字型，便构成了半导体数码管。半导体数码光分共阳极数码管和共阴极数码管，此次设计采用了共阴极数码管显示，即七个发光二极管的阴极连在一起接地。当共阴极数码管的某一阳极接高电平时，相应的二极管发光，根据字形使某几段二极管发光，

5、所以共阴极数码管需要输出高电平有效的译码器来驱动2 设计方案2.1 交通信号灯的状态图正常情况下，交通信号灯如下循环东西向（B道）红灯50s绿24s绿闪3s黄3s南北向（A道）绿灯44s绿闪3s黄3s红30s当有紧急情况发生时，即外部中断0：紧急车辆通过，全红灯；外部中断1：东西向南北向即A、B两道单独过车此系统中A道为主干道，B道为支干道2.2 交通信号灯程序设计源程序清单如下ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP INT00ORG 0013HLJMP INT11ORG 0030H MAIN: MOV SP, #30HSETB EASETB EX0SETB EX1SE

6、TB PX0CLR PX1SETB IT0SETB IT1;A道绿灯长亮44sSTART: MOV R2, #44MOV 50H, #50L1: LCALL DISPMOV P1, #0F5HLCALL DELAY1 ;1s延时DJNZ R2, L1;A道绿灯闪烁3s MOV R2, #3MOV 50H, #6L2: LCALL DISPLCALL DELAY2 ;0.5s延时CPL P1.1LCALL DELAY2CPL P1.1DJNZ R2, L2;A道黄灯亮3sMOV R2, #3MOV 50H, #3L3: LCALL DISPLCALL DELAY1MOV P1, #0F3HDJN

7、Z R2, L3;B道绿灯亮24sMOV R2, #24MOV 50H, #30L4: LCALL DISPMOV P1, #0EEHLCALL DELAY1DJNZ R2, L4;B道绿灯闪烁3sMOV R2, #3MOV 50H, #6L5: LCALL DISPLCALL DELAY2CPL P1.4LCALL DELAY2CPL P1.4DJNZ R2, L5;B道黄灯亮3sMOV R2, #3MOV 50H, #3L6: LCALL DISPLCALL DELAY1MOV P1, #0DEHDJNZ R2, L6;正常循环SJMP START;外部中断0，紧急车辆通过，全红灯ORG

8、0100HINT00: PUSH 50HMOV 50H, #15MOV P1, #0F6HMOV R0, #15L7: LCALL DISPLCALL DELAY1DJNZ R0, L7POP 50HRETI;外部中断1，A、B两道单独过车ORG 0130HINT11: PUSH 50HMOV P3, #0FHMOV A, P3JNB ACC.0, L8JB ACC.1, L11MOV P1, #0EEHMOV R0, #15MOV 50H, #15L9: LCALL DISPLCALL DELAY1DJNZ R0, L9SJMP L11L8: MOV 50H, #15MOV P1, #0F5

9、HMOV R0, #15L10: LCALL DISPLCALL DELAY1DJNZ R0, L10L11: POP 50HRETI;延时1s程序ORG 0150HDELAY1: MOV R3, #10L12: MOV R4, #50L13: MOV R5, #125L14: NOPNOPDJNZ R5, L14DJNZ R4, L13DJNZ R3, L12RET;延时0.5s程序ORG 0200HDELAY2: MOV R3, #10L15: MOV R4, #25L16: MOV R5, #125L17: NOPNOPDJNZ R5, L17DJNZ R4, L16DJNZ R3, L

10、15RETORG 0250HDISP: MOV A, 50HMOV B, #10DIV ABANL A, #0FHSWAP AANL B, #0FHADD A, BMOV P2, ADEC 50HRETEND3 电原理图设计3.1 电原理图3.2 原理图分析LEDR1、LEDG1、LEDY1和LEDR2、LEDG2、LEDY2分别是南北向和东西向的红、绿、黄灯显示灯，4 电路板图设计4.1 PCB板图4.2 PCB设计说明将原理图创建网络表格后制作PCB板，在封装库中创建了一个原理图中红绿灯LED需要的封装形式，命名为LED，如下图封装形式DIP-40也是自己重新设计的，因为库中占用面积太大，

11、所以重新制作了个小点的。PCB板图中采用双层板均采用15mil的线，个别采用10mil5 仿真5.1 proteus仿真图6 小结及感想7 附录：元器件清单库中元件名Lib Ref元件标号Designate元件参数Part Type元件封装FootprintSW SPSTSWA(空白)SIP2SW SPSTSWB(空白)SIP2SW SPSTSWC(空白)SIP2ANDU2ANDSIP3Component_1L1(空白)SIP4Component_1L2(空白)SIP4LEDLEDR1(空白)LEDLEDLEDG1(空白)LEDLEDLEDY1(空白)LEDLEDLEDR2(空白)LEDLED

12、LEDG2(空白)LEDLEDLEDY2(空白)LEDCRYSTALX1(空白)SIP2CAPC033pFRAD0.2CAPC133pFRAD0.2CAPC210uFRAD0.2RES2R110KRAD0.2RES2R210KRAD0.2RES2R310KRAD0.2RES2R4330AXIAL0.3RES2R5330AXIAL0.3RES2R6330AXIAL0.3RES2R7330AXIAL0.3RES2R8330AXIAL0.3RES2R9330AXIAL0.3RES2R1010KRAD0.2AT89C51AT89C51AT89C51DIP-40GND无无无VCC无无无8 参考文献1电子线路CAD实用教程潘永雄等西安电子科技大学出版社2电子电路EDA夏路易兵器工业出版社3电路CAD讲义萧宝瑾太原理工大学4电子技术常用器件手册5. 单片机原理与接口技术，电子工业出版社。