电路CAD课程设计交通信号灯控制系统.docx

电路CAD课程设计交通信号灯控制系统.docx

《电路CAD课程设计交通信号灯控制系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路CAD课程设计交通信号灯控制系统.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

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………………………….……………………………………………….1

1.1状态控制电路设计.……………………………………………….1

1.2倒计时显示电路设计………………………………………….…….1

2设计方案………………………...………………………………………………….1

2.1交通信号灯的状态图.……………………………………………….1

2.2交通信号灯程序设计………………………………………….…….1

3电原理图设计……………..………………………………………………….4

3.1电原理图……………..……………………………………………….4

3.2原理图分析………………………………………………………………4

4电路板图设计……………….………………………………………………….5

4.1PCB板图…………..……………………………………………….5

4.2PCB设计说明………..………………………………………….…….5

5仿真………………………………………………………………………………..5

5.1proteus仿真图…………………………………………………………….5

6小结及感想…………………..………………………………………………….6

7附录：

元器件清单…..……………………………………………………………..7

8参考文献…………………………………………………………………………..8

1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，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

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG0003H

LJMPINT00

ORG0013H

LJMPINT11

ORG0030H

MAIN:

MOVSP,#30H

SETBEA

SETBEX0

SETBEX1

SETBPX0

CLRPX1

SETBIT0

SETBIT1

;A道绿灯长亮44s

START:

MOVR2,#44

MOV50H,#50

L1:

LCALLDISP

MOVP1,#0F5H

LCALLDELAY1  ;1s延时

DJNZR2,L1

;A道绿灯闪烁3s

MOVR2,#3

MOV50H,#6

L2:

LCALLDISP

LCALLDELAY2  ;0.5s延时

CPLP1.1

LCALLDELAY2

CPLP1.1

DJNZR2,L2

;A道黄灯亮3s

MOVR2,#3

MOV50H,#3

L3:

LCALLDISP

LCALLDELAY1

MOVP1,#0F3H

DJNZR2,L3

;B道绿灯亮24s

MOVR2,#24

MOV50H,#30

L4:

LCALLDISP

MOVP1,#0EEH

LCALLDELAY1

DJNZR2,L4

;B道绿灯闪烁3s

MOVR2,#3

MOV50H,#6

L5:

LCALLDISP

LCALLDELAY2

CPLP1.4

LCALLDELAY2

CPLP1.4

DJNZR2,L5

;B道黄灯亮3s

MOVR2,#3

MOV50H,#3

L6:

LCALLDISP

LCALLDELAY1

MOVP1,#0DEH

DJNZR2,L6

;正常循环

SJMPSTART

;外部中断0，紧急车辆通过，全红灯

ORG0100H

INT00:

PUSH50H

MOV50H,#15

MOVP1,#0F6H

MOVR0,#15

L7:

LCALLDISP

LCALLDELAY1

DJNZR0,L7

POP50H

RETI

;外部中断1，A、B两道单独过车

ORG0130H

INT11:

PUSH50H

MOVP3,#0FH

MOVA,P3

JNBACC.0,L8

JBACC.1,L11

MOVP1,#0EEH

MOVR0,#15

MOV50H,#15

L9:

LCALLDISP

LCALLDELAY1

DJNZR0,L9

SJMPL11

L8:

MOV50H,#15

MOVP1,#0F5H

MOVR0,#15

L10:

LCALLDISP

LCALLDELAY1

DJNZR0,L10

L11:

POP50H

RETI

;延时1s程序

ORG0150H

DELAY1:

MOVR3,#10

L12:

MOVR4,#50

L13:

MOVR5,#125

L14:

NOP

NOP

DJNZR5,L14

DJNZR4,L13

DJNZR3,L12

RET

;延时0.5s程序

ORG0200H

DELAY2:

MOVR3,#10

L15:

MOVR4,#25

L16:

MOVR5,#125

L17:

NOP

NOP

DJNZR5,L17

DJNZR4,L16

DJNZR3,L15

RET

ORG0250H

DISP:

MOVA,50H

MOVB,#10

DIVAB

ANLA,#0FH

SWAPA

ANLB,#0FH

ADDA,B

MOVP2,A

DEC50H

RET

END

3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

4.1PCB板图

4.2PCB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，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10mil

5仿真

5.1proteus仿真图

6小结及感想

7附录：

元器件清单

库中元件名

LibRef

元件标号

Designate

元件参数

PartType

元件封装

Footprint

SWSPST

SWA

（空白）

SIP2

SWSPST

SWB

（空白）

SIP2

SWSPST

SWC

（空白）

SIP2

AND

U2

AND

SIP3

Component_1

L1

（空白）

SIP4

Component_1

L2

（空白）

SIP4

LED

LEDR1

（空白）

LED

LED

LEDG1

（空白）

LED

LED

LEDY1

（空白）

LED

LED

LEDR2

（空白）

LED

LED

LEDG2

（空白）

LED

LED

LEDY2

（空白）

LED

CRYSTAL

X1

（空白）

SIP2

CAP

C0

33pF

RAD0.2

CAP

C1

33pF

RAD0.2

CAP

C2

10uF

RAD0.2

RES2

R1

10K

RAD0.2

RES2

R2

10K

RAD0.2

RES2

R3

10K

RAD0.2

RES2

R4

330

AXIAL0.3

RES2

R5

330

AXIAL0.3

RES2

R6

330

AXIAL0.3

RES2

R7

330

AXIAL0.3

RES2

R8

330

AXIAL0.3

RES2

R9

330

AXIAL0.3

RES2

R10

10K

RAD0.2

AT89C51

AT89C51

AT89C51

DIP-40

GND

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。