毕业-交通灯控制系统

本文格式为Word版，下载可任意编辑——毕业—交通灯控制系统电子工程系

毕业设计任务书

专业：应用电子技术年级：2023级

姓名毕业设计题目任务下达日期设计主要内容学号交通灯控制系统的设计与制作0810月30日设计提交期限09年6月15日指导教师（签名）硬件设计、软件设计及实物制作1.整个系统的构成以AT89C51单片机为核心，由I/O口扩展，LED主要技数码管显示，紧急状况中断电路还有复位电路等组成。2.按键控制台，可供警察在室内实时监视交通状况。通过按键可设置\\紧急状况发生时的交通灯状态控制人机界面十分友好。3.系统采用双数码管倒计时计数功能，最大显示数字99。4.采用MSC-51系列单片机AT89C51和芯片74LS245为中心器件来设计交通灯控制系统。成果提1、设计相关论文一份交形式2、终审实物一份★08年10月-09年3月收集整理资料设计进★4月20日前进行方案论证及原理设计度安排★5月5日-6月10日进行实物制作与调试★6月10日前提交设计论文和实物教研室看法系主任看法签名：2023年月日签名：2023年月日

装订线术参数指标

电子工程系

毕业设计开题报告

姓名学号指导教师同组毕业设计题目设计目的交通灯控制系统的设计与制作交通信号灯自动指挥系统控制十字路口。本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51和芯片74LS245为中心器件来设计交通灯控制系统。系统性能稳定，意义功能完善，适用于各种交通指挥。第一种方案：采用数字电子技术实现。用基本的555芯片（利用单稳态实现定时），计数芯片（如74LS163，74LS160等）完成计时功能，结合基本元件，通过规律电路实现交通灯的功能。装订线

方案论证其次种方案：使用单片机可编程来实现交通灯的控制功能。利用单片机的外围扩展，显示电路构成基本硬件。然后编程实现对定时，控制，显示电路的控制。论证：根据毕业设计任务书的要求，方案一造价相对低廉，但存在一定的还缺陷，如线性度、灵敏度差等。我们最终选用其次种方案的设计思路。该系统实现简单、功能稳定、使用便利。时间安排指导教师看法审核小组看法●08年10月-09年3月收集整理资料●4月20日前进行方案论证及原理设计●5月5日-6月10日进行实物制作与调试●6月10日前提交设计论文和实物签字：2023年月日组长签字：2023年月日桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）

交通灯控制系统的设计与制作

摘要：道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路

交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。适用于十字、丁字等交织路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制技术日益更新。本文将介绍一种基于单片机控制的交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式好多。本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51和芯片74LS245为中心器件来设计交通灯控制系统。本系统性能稳定，功能完善，实用性强。

Abstract:Roadtrafficlightsisasafetyproduct

categories,istoenhanceroadtrafficmanagementandreducetheoccurrenceoftrafficaccidentsandenhanceroaduseefficiencyandimprovethetrafficconditionsofanimportanttool.Applicabletocross,suchasT-intersection,fromroadtrafficsignalcontrolmachinecontrol,guidanceofvehiclesandpedestriantrafficsafetyinanorderlymanner.Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,theapplicationofSCMisatthesametime,increasinglydriventoupdatethetraditionalcontroltechnology.Thisarticlewillintroduceasingle-chipmicrocomputer-basedcontroloftheautomatictrafficsignalcontrolsystem.Manytrafficlightscontrol.ThesystemusesMSC-51seriessingle-chipandchipAT89C51devicesto74LS245-centricdesignofthetrafficlightcontrolsystem.Stableperformanceofthesystem,functional,practical.

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止，黄灯作为红绿转换的提醒，形象直观，简单明白，更便利控制。

按键控制台，可供警察在室内实时监视交通状况。通过按键可设置\\紧急状况发生时的交通灯状态控制人机界面十分友好。

系统采用双数码管倒计时计数功能，最大显示数字99。

友好的人机界面、灵活的控制方式、优化的物理结构以及丰富的功能是本设计的亮点。

整个硬件电路组成模块如图1；

AT89C51单片机

I/0口扩展

LED数码管显示

中断系统复位电路

图1-1.系统硬件构成模块

1．2．1功能概述

本设计由中断系统、单片机、LED数码显示模块和按键等构成。单片机是集成的IC芯片AT89C51单片机，只需根据实际选型。其他部分都需要根据应用要求和性能指标自行设计。

复位电路LED数码显示电路中断系统电路AT89C51单片机键盘控制电路电源稳压控制电路交通灯控制电路程序运行指示电路紧急状况处理电路2

123456NL1Q7NPNABCDEFGpDQ8NPND12VccVcc458329140R125kR115kDRP110111213141516170177Vcc3534U2VCC红黄绿N1.1红黄0305N322N200N124WR.1040374LS2451011121314151617040510k20231716151413121110VccB0B1B2B3B4B5B6B7GNDA0A1A2A3A4A5A6A7CEDIR2345678919112345678P10P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P0739383736353433320001020304050607123456789绿N1.213A31274LS24500VccINT1INT0E1.2红黄绿2127202301红黄绿2527红黄绿绿黄01红0035153414T1T001红黄绿绿黄红W103E_105042327C3Y02EL4VCC3131EA/VPP20P21P22P23P24P25P26P2702WL2212223242526272820232223242527C1919181830pC212MX1X2C99RESET红黄27绿黄ABCDEFGpDS1红37173616202307RDWRGNDRXDTXDALE/PPSEN10113029A1A23029绿30pW21红黄硬件总体框图ABCDEFGpDC11U8051绿S224583291绿黄S383291745017红A120uR410k红黄A302R110kS4E1.1202721S3S225S1021011121314151617绿A2E_3W3WF.21011121314151617R210k绿黄红红24绿黄27绿黄红01绿黄23绿2702R310k01Q1NPN00Q2NPN黄0001Vcc红22红000177红黄绿红黄213736030405绿SL3ABCDEFGpD14583291桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）

101112131415161701772AQ3NPNR85kR75kQ4NPNTitle3534345120504033E_2Vcc2030405072706Q5NPNQ6NPNBR95kR105kSR.23736BR55kSF.1R65kJ2VccJASizeBDate:File:NumberRevision30-Dec-2023SheetofE:\\see\\workdoucument\\学习\\毕业设计\\myself\\交D通raw灯n.dBdby:6桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）

注：以上电路图为我们所设计的交通灯控制系统的具体电路图，在东南西北四个方向的LED指示灯，代表四个方位的交通信号灯，电路图的下方是单片机控制系统。复位，中断等子电路。

1、本系统交通灯控制规则如下：

(1)每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿、黄三种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。

(2)共有四种通行方式：

①车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。

②南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1分钟。

③东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。

④东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为1分钟。(3)在通行终止前10秒钟，绿灯闪烁直至终止。

2、有倒计时时间显示时间，红绿灯切换提前5秒亮黄灯提醒。

3、若交道口出现紧急状况，交警可手动控制：全路口车辆禁行、行人通行。紧急状况终止后再转成自动状态。

第2部分系统硬件设计

2．1交通灯四种通行模式及行车方向指示

按交通灯控制规则，每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色灯。交道口模型如图2－1所示：

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图2－1交道口模型图

4组LED数码管依照设置的通行时间（各路口默认的通行时间均为1分钟）进行倒计时，并各自进行红、绿灯显示，共有四种通行方式，分别为：

图2-2通行方式一示意图图2-3通行方式二示意图

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图2-4通行方式三示意图图2-5通行方式四示意图

通行方式一：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：南北直行：绿；东西直行：红；各路右拐：绿；左拐：红；人行道：南北绿，东西红；各路右拐比直行滞后10秒钟开放。如图2-2所示。

通行方式二：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：南北左拐：绿，各路右拐：绿，所有人行道：红。如图2-3所示。

通行方式三：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：东西直行：绿，南北直行：红，各路右拐：绿，左拐：红，人行道：东西绿，南北红，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。如图2-4所示。

通行方式四：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：东西左拐：绿，各路右拐：绿，所有人行道：红。如图2-5所示。

通行默认时间为1分钟，系统设置了任意更改功能，一般主干道通行时间要比次干道要长一些，可以根据实际状况进行调整，以提高车辆通过率，缓减交通压力。在通行终止前10秒钟，绿灯闪烁直至终止。

本设计选用LED发光二极管的红绿灯状态用来指示左右拐、直行等交通指示信息。绿色表示通行，红色则表示阻止通行。中间绿色灯亮，表示直行，两边红色灯亮，表示阻止通行；左边绿色灯亮，表示左拐弯；其他红色灯亮则表示阻止通行和右拐弯。所有指示信息一目了然。

2．2各功能模块硬件设计及实现

2．2．1行人通行指示及其实现

人行道的通行采用红绿两种颜色的发光二极管来指示，其中多加了一个黄灯作为提醒红绿转换的提醒标志。按规则，南北车辆直行的时间也就是东西路口行

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3.贴完胶后，应在板上垫放一张厚张，用手掌在上面压一压，其目的是使全

部贴胶与复铜板粘贴得更加牢靠。必要时还可用吹风筒加热，可使用权贴胶粘度加强，由于所用的贴胶具很好的粘性，而且胶纸又薄，故采用这种贴胶进行制板，效果较好，一般是不须再作加热处理。

4.腐蚀一般采用三氯化铁作腐蚀液，腐蚀速度与腐蚀液的浓度，温度及腐蚀

过程中采取抖动有关，为保证制板质量及提高腐蚀速度，我们采用了抖动和加热的方法。

5.腐蚀完成后，应用自来水冲洗清白，并将胶纸去掉，把印刷板抹干。

6.用细砂布将印刷板复铜面擦至光亮为止，然后马上涂上松香溶液。（涂松

香水时应将印刷电路板倾斜放轩再涂以松香水，以免松香水经钻孔流至后面）。

附注：

(1)松香水的作用是防氧化，助焊及增加焊点的光亮度等；松香溶液是用松

香粉末与酒精或天寻水按一定比例配制面成，其浓度应适中，以用感有一定粘性即可。

(2)三氯化铁溶液对人体皮肤不会有不良影响，但三氯化若搞到衣服上或地

面上，寻是难以洗掉的，所以使用时我们是特别防备的。

制板心得：我们在制板过程中，

1.首先是PROTEL设计的时候出现的错误导致印制电路板制作错误。2.其次是由于设计的理论和实际有误差导致无法实现目标。

3.焊接过程中出现了一些问题，譬如焊跳线的时候，由于接线太多，而且是手工焊接，并且焊接设备不好，烙铁头高温下简单老化氧化和温度不可控制。因此导致焊盘脱落，原件烫伤等原因导致报废了好几块板子。此外，有些焊盘太小并且有损坏迹象，所以焊接很不便利。但为了不出现虚焊，却花了很长时间去焊，有些焊点并不是很美观。

4.焊接过程中，有时候焊锡会不防备将相邻的两根引线短路。所以，此次做板积累了一些经验，主要是，再次做板的时候一定要注意PCB的引线之间的距离不能设置太近。由于我们是手工制作，精度和密度都必需有一个自由度和能力所

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及的范围，并且考虑到手工制板的局限性和线路过细密导致的氧化和短路故障。我们拥有了这些宝贵的经验，相信今后制板，一定会完美保证电路的实现！

4．2系统硬件调试

在设计过程中，我们使用了proteus硬件仿真软件对该设计的硬件电路进行了实物功能仿真，仿真效果良好。实物交通灯控制系统的PCB电路板焊接工作量十分大，电路安装完成后，首先进行检查，即确认电路无虚焊，无短路，无断路，集成元件安装是否正确，之后进行电路功能模块的分级调试，根据电路功能逐级进行：通行方式功能调试：包括对四种通行方式控制调试，行人和行车方向指示灯亮度和驱动电路调试；倒计时功能调试：数码管亮度调试；复位和紧急状况手动控制功能调试。

4．3系统软件调试

本系统的软件系统很大，选用一般的伟福仿真器对程序进行编写和调试。除了语法过错外，当确认程序没问题时，通过直接下载到单片机来调试。采取的是自下到上的调试方法，即单独调试好每一个模块，然后再连接成一个完整的系统，最终完成一个完整的系统调试。

4．4系统总体调试

系统做好后，进行系统的完整调试。主要任务是检验实现的功能及其效果并校正误差。

测试一开始，我们就发现了系统出现了两个问题：一是有一部分交通灯亮度不够，所发出来的光十分的微弱以致于几乎感觉不到它的亮度；二是数码管不工作，没有时间显示。这与设计的要求完全不符。为了找出这个问题和解决方法，我们查找了电路的输出各部分的输出电平。发现了一个现象，我们采用的数码管是共阴极数码。而控制数码段显示的P1口输出的是高电平。

经多方查阅资料，解决其次个问题可以有两个解决方法。其一，将硬件电路作修改，将数码管换成共阳极的数码管。这样数码管就可以正常进行时间显示了。其二，修改程序，让控制数码管段码的P1输出的是低电平。若采用修改硬件电路的方法的话，硬件电路就得作变动。已经布好的线也必需有相应的变动，操作起来比较麻烦。所以，我们采用了其次种方法。修改了程序电路中的段码代码。再次调试，依照设计要求的指标，系统数码管电路部分基本能依照预先设定的要求来进行倒计时的显示。亮度要求也基本符合预先设想。

接下来还有一个问题有待解决，交通灯亮度不足，以致于部分交通灯只能勉强看得出来它在亮而已。这明显不能满足设计要求。经多方检测，我们认为这是由于LED灯驱动能力不足引起的亮度弱问题。若要修正这个问题，那就得为LED灯增