第一篇：交通燈開題報告

重慶電子工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告

系 別 電子信息系 專 業(yè) 微電子技術(shù)

班 級 微電081班 學(xué)生姓名 王 文 翔 學(xué) 號 2008110475 指導(dǎo)教師 劉睿強

一、畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容和意義：（500字左右）

單片機控制交通燈設(shè)計內(nèi)容：

本課題的主要內(nèi)容分兩部分即交通燈的軟件編程調(diào)試和硬件電路的實現(xiàn)。

交通燈的軟件部分基于AT89C51的c語言程序。在Proteus上模擬測量數(shù)據(jù)后再進(jìn)行分析及調(diào)試。硬件部分由普通面包板焊接制成，所用原件主要有51系列單片機，74系列鎖存器，2位數(shù)碼管，發(fā)光二極管和若干電器元件組成。

交通燈設(shè)計內(nèi)容：

1.要了解實際交通燈的變化規(guī)律.假設(shè)一個十字路口為東西南北走向.初始狀態(tài)0東西方向綠燈通車,南北方向紅燈,延時30 s.轉(zhuǎn)狀態(tài)1 ,東西方向黃燈亮，南北方向紅燈按1HZ的頻率閃爍,延時5s.再轉(zhuǎn)狀態(tài)2 ,東西方向紅燈亮,南北方向綠燈通車,延時20 s.轉(zhuǎn)狀態(tài)3 ,東西方向紅燈按1HZ的頻率閃爍，南北方向黃燈亮,延時5 s.最后循環(huán)至狀態(tài)0.這里的延時采用定時器0延時.2.當(dāng)有緊急救護(hù)車出現(xiàn)時,應(yīng)使東西南北四個方向全亮紅燈,并延時10 s , 以便急救車通過,同時對通行時間進(jìn)行倒計時,從P1口及P3口輸出在發(fā)光二極管,使用8051 定時器/ 計數(shù)器0作為定時器實現(xiàn)子程序延時.技術(shù)上可用外部中斷0發(fā)出一單脈沖向CPU申請中斷.3.一般交通信號燈控制程序中使用軟件延時,軟件延時是靠執(zhí)行一個循環(huán)程序以進(jìn)行時間延遲.軟件定時的特點是時間精確,且不需外加硬件電路.但軟件定時要占用CPU ,增加CPU 開銷,因此軟件定時的時間不宜太長.本程序使用定時器/ 計數(shù)器0來定時,定時電路已經(jīng)集成在芯片中,這種由硬件電路完成,不占CPU 時間.它通過對系統(tǒng)時鐘脈沖的計數(shù)來實現(xiàn),即每個機器周期產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖,也就是每個機器周期計數(shù)器加1.計數(shù)值通過程序設(shè)定,改變計數(shù)值,也就改變了定時時間,使用起來既靈活又方便.交通燈設(shè)計方法：

1.選用MCS-51單片機來實現(xiàn)，根據(jù)設(shè)計要求，交通信號燈控制器的外部輸出信號為主、副車道紅、黃、綠燈共12個驅(qū)動信號；編程使相應(yīng)位復(fù)/臵位來實現(xiàn)信號燈的亮/滅控制，使得十字路口的紅、綠燈交替點亮；在燈色交換時，黃燈閃爍提醒。

2.設(shè)計要求有緊急車輛通過時，十字路口均顯示紅燈?？梢酝ㄟ^軟件中斷來完成緊急任務(wù)，定義T0為計數(shù)中斷并為下降沿觸發(fā)，編寫對應(yīng)中斷向量子程序和中斷服務(wù)程序，完成中斷處理。

3.設(shè)計還對定時控制有所要求。對于精確定時，應(yīng)該用計數(shù)器加以控制，硬件實現(xiàn)復(fù)雜度增加?？紤]到該設(shè)計對時間精度要求不高，所以采用軟件定時可以大大簡化電路。先計算出程序單部執(zhí)行的時間，設(shè)臵循環(huán)參數(shù)，利用if語句按設(shè)計要求完成定時控制。單片機控制交通燈設(shè)計的意義：

信號燈的出現(xiàn)，使得交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有著明顯的效果。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向，左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行；紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車；黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進(jìn)入交叉路口。

自19世紀(jì)以來，紅綠燈就已經(jīng)被安裝在各個交通路口上，作為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。19世紀(jì)50年代，英國倫敦首先使用了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機械式信號燈，用以指揮馬車通行。但是這種交通燈有著極大的安全隱患，所以并未推廣使用。19世紀(jì)60年代，倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成。但是在隨后不久，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消使用。第二次工業(yè)革命前后，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國街頭，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，20世紀(jì)初安裝于紐約市5號大街的一座高塔上。

隨著工業(yè)革命的深入，20世紀(jì)20年代又出現(xiàn)了可控的紅綠燈和紅外線紅綠燈?？煽氐募t綠燈有兩種，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。這種技術(shù)在交通尚處于不是很擁堵的當(dāng)年是可行。但是現(xiàn)在只能再看一些特殊場合見到這種交通管理工具了。

二戰(zhàn)結(jié)束后，世界在冷戰(zhàn)軍事競賽的催發(fā)下，相繼誕生了電子集成高速計算技術(shù)，自動控制技術(shù)以及激光技術(shù)。后來又在太空大戰(zhàn)的計劃下誕生了大規(guī)模電子集成電路和高速計算機。

而后，隨著蘇聯(lián)解體，兩極世界的形成，這些技術(shù)開始走向了民用的階段。在上世紀(jì)70年代，自動控制的信號燈已經(jīng)被各國大量的使用了?，F(xiàn)如今，交通信號燈越來越平民化，人性化和實用化，也越來越能體現(xiàn)一個國家的自動產(chǎn)業(yè)鏈條的整體水平。

二、文獻(xiàn)綜述：（300字左右）

交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著人們社會活動的日益頻繁，這點更是體現(xiàn)的淋漓盡致。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。

十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。交通信號燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機ATSC51和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件來設(shè)計交通燈控制器，實現(xiàn)了能根據(jù)實際車流量通過8051芯片的P1口設(shè)臵紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；紅綠燈循環(huán)點亮，倒計時剩5秒時黃燈閃爍警示（交通燈信號通過PA口輸出，顯示時間直接通過8255的PC口輸出至雙位數(shù)碼管）；車輛闖紅燈報警；綠燈時間可檢測車流量并可通過雙位數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴(kuò)展功能強。

一、工作計劃及方案論證：（500字左右）

工作計劃：

1.進(jìn)行全方位的自我定位分析，選擇適合自己的課題。2.多方面的收集資料，包括書籍，請教他人，網(wǎng)上查找。3.將畢業(yè)設(shè)計做一個基本版塊定位，熟悉每一章節(jié)應(yīng)書寫的內(nèi)容。4.做完以上工作，首先完成基本的開題報告，教指導(dǎo)老師檢查。5.開題報告通過后，進(jìn)行設(shè)計的內(nèi)容書寫，將每一章節(jié)的內(nèi)容做詳細(xì)的時間規(guī)劃書寫。

6.完成畢業(yè)設(shè)計初稿后，教指導(dǎo)老師檢查，根據(jù)老師的指導(dǎo)，再做重新的修改和整理。最終完成此次畢業(yè)設(shè)計。

方案論證步驟：

1.收集實物材料，實地觀察馬路交通燈的工作形式。2.開始硬件制板，決定芯片類型和i/o口配臵。3.軟件編程開始，Proteus調(diào)試通過。4.程序燒寫到芯片中去，開始總調(diào)試。5.電路板焊接，完成。

四、參考文獻(xiàn)：（不少于10篇，期刊類文獻(xiàn)不少于7篇）

[1] 林華兵編著.MCS-51單片機原理及應(yīng)用.武漢：華中科技大學(xué) 出版社，2003.6

[2] 先鋒工作室編著.單片機程序設(shè)計實例.清華大學(xué)出版社，2003.1 [3] 陳明熒編著.8051單片機課程設(shè)計實訓(xùn)教材.清華大學(xué)

出版社，2003.3 [4] 王曉明、曾紅編著.單片機教程.東北大學(xué)出版社，2001.12 [5] 張洪潤、藍(lán)清華編著.單片機應(yīng)用技術(shù)教程.清華大學(xué)

出版社，1997.11 [6] 求是科技、勒達(dá)編著.單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實例導(dǎo)航.人民郵電

出版社，2003.10 [7] 南建輝、熊鳴、王軍茹編著.MCS-51單片機原理及應(yīng)用實例.清華大學(xué)出版社，2004.3 [8] 蘇凱、劉慶國、陳國平編著.MCS-51系列單片機系統(tǒng)原理與設(shè)計.冶金工業(yè)出版社，2003.3 [9] 白駒珩、雷曉平編著.單片計算機及其應(yīng)用.成都：電子科技大學(xué)出版社，1997.12 [10] 徐愛鈞 彭秀華編著.單片機高級C51應(yīng)用程序設(shè)計.電子工業(yè)出版社，1998.6 [11] 李東生、張勇、許四毛編著.Protel 99SE電路設(shè)計技術(shù)入門與應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2002.12 [12] 王勇、陳愛弟、蔡明軍、任安宏編著.Protel 98實用指南.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1999.7 [13] 袁濤編著.單片機C高級語言程序設(shè)計及其應(yīng)用.清華大學(xué)出版社，2001.10 [14] G.B.Stringfellow and M.G.Craford, “High Brightness Light Emitting Diodes” , Semiconductors and Semi-metals Vol.48,Academic Press, 1997.[15] G.B.Stringfellow and M.G.Craford, “High Brightness Light Emitting Diodes” , Semiconductors and Semi-metals Vol.48,Academic Press, 1997.[16] 伍時和.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京:清華大學(xué)出版社，2009 [17] 吳友宇.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京:清華大學(xué)出版社，2009 [18] 李朝青.單片機原理及接口技術(shù).四川:電子科技大學(xué)出版社，2005 [19] 蔡朝洋.單片機控制實習(xí)與專題制作，北京:電子工業(yè)出版社，2004 [20] 趙廣林.電路設(shè)計與制版,北京:人民郵電出版社，2005

五、指導(dǎo)教師意見：

六、審查意見：

注：內(nèi)容為四號仿宋體

指導(dǎo)教師（簽字）教研室負(fù)責(zé)人（簽字）系部負(fù)責(zé)人：（簽字）日期：

日期：

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第二篇：開題報告-基于單片機的交通燈設(shè)計

開題報告

電氣工程及自動化

基于單片機的交通燈設(shè)計

一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義

當(dāng)今社會，隨著日益增長的社會發(fā)展，人們對于社活的水平也日益提高，不僅在物質(zhì)享受方面有所提高，在精神享受方面也逐漸增長。最明顯的就是汽車的增長。現(xiàn)在幾乎每戶人家都有一輛汽車，以至于道路經(jīng)常堵塞，頻繁出現(xiàn)交通事故。由于這種狀況的出現(xiàn)，這就要求能有效的管理交通，其中十字路口的交通燈起著巨大的作用。因此，交通燈的有效控制能較好的緩解當(dāng)前的交通堵塞壓力。一般的交通燈只有四盞紅綠燈，紅燈禁止，綠燈通行。較好的交通燈不僅有紅黃綠燈，還有可以讓行人通行的行人路燈以及顯示通行方向和時間的顯示器。其中主干道為雙向的交通線路，垂直的輔路可供行人行走。主干道上的紅綠燈指揮車輛的行駛，輔路上的紅綠燈指揮行人的通行與禁止。但是這種交通燈還是不能滿足當(dāng)前的交通狀況，要使車輛和行人能有條不紊的通行，就需要交通燈能根據(jù)車流量自動的調(diào)節(jié)時間，這樣就可以提高通行的效率。目前國內(nèi)有一種新型的無線十字路口交通燈智能感應(yīng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主機通過無線模塊通信得到各方向從機采集的公路車輛實時流量信息并計算出十字路口交通動態(tài)配時。該系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)固定配時模式，大大提高了十字路口車輛通行效率，緩解了交通阻塞，具有實際應(yīng)用前景。

本設(shè)計采用51系列單片機設(shè)計智能交通燈，該系統(tǒng)由8051單片機、交通燈顯示、LED倒計時、車輛檢測及調(diào)整、違規(guī)檢測、緊急處理、時間模式手動設(shè)置等模塊組成。系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有通行時間手動設(shè)置、可倒計時顯示、急車強行通過、車流量檢測及調(diào)整、交通異常狀況判別及處理等相關(guān)功能。理論證明該系統(tǒng)能夠簡單、經(jīng)濟(jì)、有效地疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。

單片機是一種廣泛應(yīng)用的微處理器技術(shù)。單片機具有種類繁多、價格低、功能強大和擴(kuò)展能力強等優(yōu)點。隨著第一代4位單片機的誕生，在短短三十幾年時間中，單片機產(chǎn)品不斷更新，其發(fā)展大致經(jīng)歷了4個階段。

（1）4位單片機時代

第一階段是4位單片機時代（1970年—1974年），這時的單片機已經(jīng)包含多種I/O接口，如并行接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換接口等。這些豐富的I/O接口使得4位單片機具有很強的控制能力。主要用于收音機、電視機和電子玩具等產(chǎn)品中。

（2）低中檔8位單片機時代

第二階段是中檔8為單片機時代（1974年—1978年），Intel公司的MCS-48系列單片機是主要的代表產(chǎn)品。這時的單片機內(nèi)部集成了8位CPU、多個并行I/O口、8位定時器/計數(shù)器、小容量的RAM和ROM等。這種單片機中沒有集成串行接口，操作仍比較簡單。

（3）高檔8位單片機時代

第三階段是高檔8位單片機時代（1978年—1983年），以Intel公司的MCS-51系列為典型代表。此時的單片機性能比前一代產(chǎn)品有明顯提高，其內(nèi)部增加了串行通信接口，具備多級中斷處理系統(tǒng)，將定時器/計數(shù)器擴(kuò)展為16位，并且擴(kuò)大了RAM和ROM的容量等。這類單片機功能強，應(yīng)用范圍極廣，至今仍有一定的應(yīng)用市場。

（4）增強型單片機時代

第四階段是增強型單片機時代及16位單片機時代（1983年—至今）。這一階段出現(xiàn)了許多新型的8位增強型單片機，其工作頻率、內(nèi)部存儲器等都有很大的提升，例如PIC系列單片機、ARM系列單片機、AVR系列單片機、C8051F系列單片機等。另外有些集成電路廠商還推出了16位單片機，甚至32位單片機，其功能越來越來強大，集成越來越來高。

總的來說，現(xiàn)在的單片機產(chǎn)品非常豐富，但4位、8位、16位單片機均有其各自的應(yīng)用領(lǐng)域。例如4位單片機在一些簡單的家電和玩具使用中使用，8位單片機在中、小規(guī)模電子設(shè)計領(lǐng)域中占主流，而高性能的16位單片機在比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用。

目前51系列單片機以其高性能、高速度。體積小、價格低廉、可重復(fù)編程和方便功能等優(yōu)點，在市場上得到廣泛的應(yīng)用。其主要應(yīng)用于如下幾個領(lǐng)域：

①家電產(chǎn)品及玩具。由于51系列單片機價格低、體積小、控制能力強、功能擴(kuò)展方便等優(yōu)點，使其廣泛應(yīng)用于電視、冰箱、洗衣機、玩具、家用防盜報警器等方面。

②機電一體化設(shè)備。機電一體化設(shè)備是指將機械技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合在一起，從而產(chǎn)生具有智能化特性的產(chǎn)品，它是現(xiàn)代機械及電子工業(yè)的主要發(fā)展方向。單片機可以作為機電一體化產(chǎn)品的控制，從而簡化原機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，并擴(kuò)展其功能。

③智能測量設(shè)備。以前的測量儀表體積大、功能單一，限制了測量儀表的發(fā)展。采用單片機改造各種測量控制儀表，可以使其體積減少、功能擴(kuò)展，從而產(chǎn)生新一代的智能化儀表，如各種數(shù)字萬用表、示波器等。

④自動測控系統(tǒng)。采用單片機可以設(shè)計各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)等。例如溫度的自動控制、電壓電流的數(shù)據(jù)采集。

⑥計算機控制及其通信技術(shù)。51系列單片機都集成有串行通信接口，可以通過該借口和計算機的串行接口進(jìn)行通信，實現(xiàn)計算機的程序控制和通信等。

在51系列單片機中的AT89S51是一個低功耗、高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4KB

ISP（In-system

programmable）的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲其，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)。功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。

AT89S51具有如下特點：40個引腳，4KB

Flash片內(nèi)程序存儲器，128B的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器RAM，32個外部雙向輸入/輸出I/O口，5個中斷優(yōu)先級，2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，看門狗WDT電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。

基于51系列單片機具有如此強大的功能、廣泛的用途和AT89S51的特點，本設(shè)計采用AT89S51單片機來設(shè)計交通燈，實現(xiàn)真正的智能化控制，解決當(dāng)前的交通問題，保證交通線路的暢通無阻，改善交通網(wǎng)絡(luò)提高城市的工業(yè)文明水平，減少交通事故的發(fā)生，保障人身安全，延伸生命通道。

二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題：

設(shè)計一個基于單片機的智能交通燈。主要有以下幾個問題要解決：

①AT89S51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、并行I/O接口、時鐘電路、中斷系統(tǒng)等其他功能。

②測量車流量傳感器的工作原理及其選用型號，數(shù)碼顯示管的接口。

③編寫程序。

④模擬仿真。

⑤做出實物，驗證結(jié)果。

三、研究步驟、方法及措施：

1.設(shè)計一個總體框架，列出所需器件。

2.深入研究AT89S51單片機的工作原理。

3.研究傳感器工作原理以及相關(guān)顯示器的工作原理及其接口。

4.編寫程序，進(jìn)行模擬仿真，并做出實物。

如遇到問題參考相關(guān)書籍、向指導(dǎo)老師請教或者上網(wǎng)查詢。

四、參考文獻(xiàn)

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趙建領(lǐng)，薛園園.51單片機開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)詳解[M].北京:電子工業(yè)出版社，2008.[3]

陸彬.21天學(xué)習(xí)51單片機開發(fā)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.[4]

蔡美琴，張為名，何金兒，毛敏，陶正蘇，毛義梅.MCS-51系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社，1990.[5]

馬鴻文，陳松立，陳治國，李劍.微計算機應(yīng)用[M].北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.

第三篇：PLC交通燈設(shè)計與發(fā)展前景(畢業(yè)設(shè)計開題報告)

畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告

項目名稱：PLC交通燈設(shè)計與發(fā)展前景 專

業(yè)：機電一體化技術(shù)

班 級：12級機電一體化技術(shù)班

學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：

機械工程系 2014年 12 月28日

畢業(yè)設(shè)計開題報告

專業(yè) 題目 機電一體化技術(shù)

班級 12級機電一體化

技術(shù)

單片機的交通燈設(shè)計

一、項目研究的背景與現(xiàn)狀：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市現(xiàn)代化程度不斷提高，交通需求和交通量迅速增長，城市交通網(wǎng)絡(luò)中交通擁擠日益嚴(yán)重，道路運輸所帶來的交通擁堵、交通事故和環(huán)境污染等負(fù)面效應(yīng)也日益突出，逐步成為經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中的全球性共同問題。交通問題已經(jīng)日益成為世界性的難題，城市交通事故、交通阻塞和交通污染問題愈加突出。為了解決車和路的矛盾，常用的有兩種方法：一是控制需求，最直接的辦法就是限制車輛的增加；二是增加供給，也就是修路。但是這兩個辦法都有其局限性。交通是社會發(fā)展和人民生活水平提高的基本條件，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必然帶來出行的增加，而且在我國汽車工業(yè)正處在起步階段的時期，因此限制車輛的增加不是解決問題的好方法。而采取增加供給，即大量修筑道路基礎(chǔ)設(shè)施的方法，在資源、環(huán)境矛盾越來越突出的今天，面對越來越擁擠的交通，有限的源和財力以及環(huán)境的壓力，也將受到限制。這就需要依靠除限制需求和提供道路設(shè)施之外的其他方法來滿足日益增長的交通需求。

交通系統(tǒng)正是解決這一矛盾的途徑之一。智能交通系統(tǒng)是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)及計算機處理技術(shù)等有效的集成運用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實時、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。對城市交通流進(jìn)行智能控制，可以使道路暢通，提高交通效率。合理進(jìn)行交通控制可以對交通流進(jìn)行有效的引導(dǎo)和調(diào)度，使交通保持在一個平穩(wěn)的運行狀態(tài)，從而避免或緩和交通擁擠狀況，大大提高交通運輸?shù)倪\行效率，還可以減少交通事故，增加交通安全，降低污染程度，節(jié)省能源消耗，本文就是通過對交叉路口交通信號的智能控制，達(dá)到優(yōu)化路口交通流的目的

進(jìn)入20世紀(jì)70年代，隨著計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，以及交通

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流理論的不斷完善，交通運輸組織與優(yōu)化理論和技術(shù)水平不斷提高，控制手段越來越先進(jìn)，形成了一批商水平有實效的城市道路交通控制系統(tǒng)。早在1977年，Pappis等人就將模糊控制運用到交通控制上，通過建立規(guī)則庫或是專家系統(tǒng)對各種交通狀況進(jìn)行模糊控制，并取得了很好的效果。近年來，歐美日本等相繼建立了智能交通控制系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，大部分都在路口附近安裝磁性環(huán)路檢測器，還使用了新型檢測器等技術(shù)和設(shè)備。這些現(xiàn)代化設(shè)備技術(shù)加上控制理論和現(xiàn)代化科學(xué)管理技術(shù)，使得交通控制系統(tǒng)日益完善。隨著一些研究控制理論的學(xué)者投身到交通控制的研究中，在交通信號控制領(lǐng)域提出了一些新方法、新思路。如靜態(tài)多段配時控制、準(zhǔn)動態(tài)多段配時控制、最優(yōu)控制、大系統(tǒng)遞階控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，網(wǎng)絡(luò)路由控制等。模糊交通控制已經(jīng)成為了交通信號控制的主流方向之一。國內(nèi)外很多學(xué)者都進(jìn)行了此類研究。

交通系統(tǒng)作為一個時變的、具有隨機性的復(fù)雜系統(tǒng)，傳統(tǒng)的人為設(shè)定多種方案或是建立各種預(yù)測模型均比較困難。城市交通控制研究的起源比較早。1868年，英國倫敦燃汽信號燈的問世，標(biāo)志著城市交通控制的開始。1913年，在美國俄亥俄州的Cleveland市出現(xiàn)了世界上最早的交通信號控制。1926年美國的芝加哥市采用了交通燈控制方案，每個交叉口設(shè)有唯一的交通燈，適用于單一的交通流。從此，交通控制技術(shù)和相關(guān)的控制算法得到了發(fā)展和改善，提高了交通控制的安全性、有效性，并減少了對環(huán)境的影響。

在日常生活中，交通信號燈的使用，市交通得以有效管理，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。

本次設(shè)計能使我們對數(shù)字電子技術(shù)和單片機技術(shù)有了更進(jìn)一步的熟悉，通過這次設(shè)計讓我們把書本學(xué)到的知識作用于實際運用中，加深我們對知識的理解及運用。同時通過本次電路的設(shè)計，增強了學(xué)習(xí)的興趣，讓我們了解到團(tuán)隊配合的重要性及考驗了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和組織材料的綜合能力。

二、項目研究的目的、意義和主要內(nèi)容（含設(shè)計思路、設(shè)計方法、主要工作以及技術(shù)要求等）：

1、研究的目的、意義

本設(shè)計使用單片機作為核心進(jìn)行控制。單片機具有集成度高，通用性好，功能強，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強和使用方便等獨特優(yōu)點，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。

1）鞏固、加深和擴(kuò)大單片機應(yīng)用的知識面，提高綜合及靈活運用所學(xué)知識解決工業(yè)控制的能力。

2）培養(yǎng)針對課題需要，選擇和查閱有關(guān)手冊、圖表及文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力，提高組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試的動手能力。

3）通過對課題設(shè)計方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設(shè)計的方法、內(nèi)容及步驟。

2、主要研究內(nèi)容及思路：

目前設(shè)計交通燈的方案有很多，有應(yīng)用CPLD實現(xiàn)交通信號燈控制器的設(shè)計，有應(yīng)用PLC實現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計。有應(yīng)用單片機實現(xiàn)對交通信號燈設(shè)計的方法。由于AT89C51單片機自帶有2個計數(shù)器，6個中斷源，能滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。用單片機設(shè)計不但設(shè)計簡單，而且成本低。用其設(shè)計的交通燈也滿足了要求，所以本文采用單片機設(shè)計交通燈。

設(shè)計一個十字路口交通燈控制電路，根據(jù)設(shè)定好的周期時間能夠指揮車輛在十字路口完成左轉(zhuǎn)和直行交替運行。在相同的時間里提高通車的質(zhì)量、效率。并能在高峰期根據(jù)實際狀況結(jié)合方程式控制按鈕來調(diào)整主次干道的通車時間，降低交通擁擠堵塞現(xiàn)象。并使交通控制系統(tǒng)具有緊急控制，使救護(hù)車、救護(hù)車通過時，使兩個方向均亮紅燈，救護(hù)車和消防車通過后，恢復(fù)原來狀態(tài)，增加對出現(xiàn)特殊情況的處理能力。主要思路：

(a).設(shè)計交通燈狀態(tài)的管理方案；

(b).設(shè)計單片機最小系統(tǒng)和周邊電路；

(c).設(shè)計交通燈系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)以及中斷系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)；(d).設(shè)計整個系統(tǒng)的電路分布和接線；

(d).使用C語言編寫整個系統(tǒng)運行所需要的程序，重點是分時管理系統(tǒng)和緊急中斷系統(tǒng)的程序。

3、主要工作：

為使模塊穩(wěn)定工作，本設(shè)計考慮兩種電源方案：

方案一：采用獨立穩(wěn)壓電源，優(yōu)點是穩(wěn)定可靠，且有成熟電路選擇，缺點是會使系統(tǒng)復(fù)雜，影響電平。

方案二：采用單片機控制，優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，成本低，缺點輸出功率低?？紤]到成本和電路簡潔本設(shè)計采用第二種。

本設(shè)計涉及倒計時，狀態(tài)燈功能，基于需要，考慮三種方案：

方案一：完全采用數(shù)碼管顯示，此方案只能顯示有限的符號和數(shù)碼字符，無法滿足需要。

方案二：完全采用點陣式LED顯示，優(yōu)點可顯示各種英文字符，缺點太復(fù)雜，需要完成大量軟件工作。

方案三：采用前兩種方案相結(jié)合的方式，用數(shù)碼管與LED燈分別顯示時間與提示信息。

輸入方案考慮緊急情況和具體現(xiàn)場情況，本設(shè)計考慮兩種方案：

方案一：采用8155擴(kuò)展，優(yōu)點：使用靈活可編程，可提供較多I/O口。缺點是操作復(fù)雜。

方案二：直接在I/O口線上接上按鍵開關(guān)，優(yōu)點成低，編程簡潔。缺點是功能有限。

二、項目研究的目的、意義和主要內(nèi)容（含設(shè)計思路、設(shè)計方法、主要工作以及技術(shù)要求等）：

1、研究的目的、意義

本設(shè)計使用單片機作為核心進(jìn)行控制。單片機具有集成度高，通用性好，功能強，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強和使用方便等獨特優(yōu)點，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。

1）鞏固、加深和擴(kuò)大單片機應(yīng)用的知識面，提高綜合及靈活運用所學(xué)知識解決工業(yè)控制的能力。

2）培養(yǎng)針對課題需要，選擇和查閱有關(guān)手冊、圖表及文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力，提高組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試的動手能力。

3）通過對課題設(shè)計方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設(shè)計的方法、內(nèi)容及步驟。

2、主要研究內(nèi)容及思路：

目前設(shè)計交通燈的方案有很多，有應(yīng)用CPLD實現(xiàn)交通信號燈控制器的設(shè)計，有應(yīng)用PLC實現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計。有應(yīng)用單片機實現(xiàn)對交通信號燈設(shè)計的方法。由于AT89C51單片機自帶有2個計數(shù)器，6個中斷源，能滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。用單片機設(shè)計不但設(shè)計簡單，而且成本低。用其設(shè)計的交通燈也滿足了要求，所以本文采用單片機設(shè)計交通燈。

設(shè)計一個十字路口交通燈控制電路，根據(jù)設(shè)定好的周期時間能夠指揮車輛在十字路口完成左轉(zhuǎn)和直行交替運行。在相同的時間里提高通車的質(zhì)量、效率。并能在高峰期根據(jù)實際狀況結(jié)合方程式控制按鈕來調(diào)整主次干道的通車時間，降低交通擁擠堵塞現(xiàn)象。并使交通控制系統(tǒng)具有緊急控制，使救護(hù)車、救護(hù)車通過時，使兩個方向均亮紅燈，救護(hù)車和消防車通過后，恢復(fù)原來狀態(tài)，增加對出現(xiàn)特殊情況的處理能力。主要思路：

(a).設(shè)計交通燈狀態(tài)的管理方案；

(b).設(shè)計單片機最小系統(tǒng)和周邊電路；

(c).設(shè)計交通燈系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)以及中斷系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)；(d).設(shè)計整個系統(tǒng)的電路分布和接線；

(d).使用C語言編寫整個系統(tǒng)運行所需要的程序，重點是分時管理系統(tǒng)和緊急中斷系統(tǒng)的程序。

3、主要工作：

為使模塊穩(wěn)定工作，本設(shè)計考慮兩種電源方案：

方案一：采用獨立穩(wěn)壓電源，優(yōu)點是穩(wěn)定可靠，且有成熟電路選擇，缺點是會使系統(tǒng)復(fù)雜，影響電平。

方案二：采用單片機控制，優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，成本低，缺點輸出功率低?？紤]到成本和電路簡潔本設(shè)計采用第二種。

本設(shè)計涉及倒計時，狀態(tài)燈功能，基于需要，考慮三種方案：

方案一：完全采用數(shù)碼管顯示，此方案只能顯示有限的符號和數(shù)碼字符，無法滿足需要。

方案二：完全采用點陣式LED顯示，優(yōu)點可顯示各種英文字符，缺點太復(fù)雜，需要完成大量軟件工作。

方案三：采用前兩種方案相結(jié)合的方式，用數(shù)碼管與LED燈分別顯示時間與提示信息。

三、課題研究已具備的條件（包括主要儀器設(shè)備、軟件和參考資料）硬件條件：單片機、、電源、、數(shù)碼管。軟件條件：Protel 99 SE、Proteus、Keil。

方法：（1）通過網(wǎng)絡(luò)及各種相關(guān)書籍查找相關(guān)信息，確定使用的元器件。（2）以單片機AT89C52為核心，開發(fā)一個完整的系統(tǒng)，包括硬件設(shè)計和軟件的編程。

（3）使用Protel軟件，繪制原理圖、PCB，并進(jìn)行元器件安裝、焊接及調(diào)試檢測達(dá)到預(yù)期的目的。

四、設(shè)計進(jìn)程：

設(shè)計預(yù)計用時8周。具體安排如下：

第1-2周：開題報告。收集和查閱與設(shè)計相關(guān)的資料（書籍和案例），學(xué)習(xí)有關(guān)的知識，并完成系統(tǒng)的需求分析和設(shè)計，作好開題報告；

第3-6周：設(shè)計階段。主要進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計，同時寫出設(shè)計提綱；完成元件的采購和電路設(shè)計及電路版的設(shè)計制作；系統(tǒng)安裝和調(diào)試過程。

第7周：畢業(yè)設(shè)計報告。撰寫畢業(yè)設(shè)計報告并征求指導(dǎo)教師意見,反復(fù)修改和完善，完成畢業(yè)設(shè)計；

第8周：畢業(yè)設(shè)計答辯。上交畢業(yè)設(shè)計及其相關(guān)資料，由答辯委員會評閱畢業(yè)設(shè)計，并準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計答辯和實驗演示；畢業(yè)設(shè)計答辯。進(jìn)行設(shè)計總結(jié)及畢業(yè)答辯。

五、參考文獻(xiàn)

1.廖常初主編.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，2004 2.廖常初等.PLC的順序控制編程方法.工業(yè)自動化，（香港），1997 3.廖常初主編.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，2002 4.廖常初.PLC梯形圖的順序控制設(shè)計法.電工技術(shù)雜志，2001 5.廖常初.電機及拖動.高等教育出版社，

第四篇：數(shù)字電路課程設(shè)計報告—交通燈

數(shù)字電路課程設(shè)計

--交通燈控制器的設(shè)計

院系：

姓名：

指導(dǎo)教師：

完成日期：2011年6月7日

數(shù)字電路課程設(shè)計

--交通燈控制器的設(shè)計

一、課程設(shè)計目的

1．熟悉集成電路的引腳安排

2.掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。

3.了解數(shù)字交通燈控制電路的組成及工作原理 4.學(xué)會用仿真軟件對設(shè)計的原理圖進(jìn)行仿真。

二、設(shè)計要求及原理：

要求：設(shè)計一個主要街道和次要街道十字路口的交通燈控制器。主要街道綠燈亮6s，黃燈亮2s；次要街道綠燈亮3s，黃燈亮1 s。依次循環(huán)。當(dāng)主要街道亮綠燈和黃燈時，次要街道亮紅燈(8s)，當(dāng)次要街道亮綠燈和黃燈時，主要街道亮紅燈(4 s)。用MG，MY，MR，CG，CY，CR分別表示主要街道的綠燈、黃燈、紅燈，次要街道的綠燈、黃燈、紅燈。

原理：根據(jù)設(shè)計要求可知，各燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換的周期為12s，因此可設(shè)計一個12進(jìn)制的加計數(shù)器，來控制秒數(shù)，當(dāng)計數(shù)值達(dá)到1011時，通過反饋置數(shù)法，將計數(shù)器清零，從而達(dá)到循環(huán)效果。列出每秒各燈亮的情況的真值表，通過真值表得到相應(yīng)的邏輯圖，便可實現(xiàn)對交通燈的控制。

三、設(shè)計步驟：

1、根據(jù)設(shè)計要求列出交通燈控制器的真值表如下：

交通燈控制器真值表：

QD QC QB QA MG MY MR CG 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1

CY

0 0 0 0 0 0 0 0 0 CR 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 X X X X 0 0 0 X X X X 1 1 1 X X X X 1 1 0 X X X X 0 0 1 X X X X 0 0 0 X X X X

2、從元器件庫中拖出邏輯轉(zhuǎn)換儀，根據(jù)交通燈控制器的真值表，獲得MG的最簡邏輯表達(dá)式。同理，求出MY，MR，CG，CY，CR的最簡邏輯表達(dá)式如下：

MY?B*C MR?D

CG?DB?DA CY?ABD CR?D MG?DC?DB

3、利用邏輯轉(zhuǎn)換儀將MG,MY,MR,CG,CY,CR由最簡式轉(zhuǎn)換成下圖所示邏輯圖：

4、將MG,MY,MR,CG,CY,CR邏輯圖進(jìn)行元件封裝，得到下圖所示封裝元件，并將各元件按下圖方式連接。

(圖一)

5、將連接好的電路再進(jìn)行整體封裝，得到下圖2所示的元件:

(圖二)

6、將74LS163和上面生成的元件進(jìn)行下圖所示連接，便得到了一個完整的交通燈控制電路。其中，~LOAD是置數(shù)端。CLK接一秒方波。邏輯分析儀時時分析交通燈輸出狀態(tài)。

四、仿真結(jié)果分析：

時鐘頻率設(shè)置為1Hz時，邏輯分析儀顯示各點波形如下：

本次試驗基本達(dá)到設(shè)計要求：與仿真校對時間相比，主要街道綠燈亮6s，黃燈亮2s，紅燈4s；次要街道綠燈亮3s，黃燈亮1 s，紅燈8s，依次循環(huán)。但是，實驗中還存在一點瑕疵，當(dāng)主要街道MG燈亮?xí)r，次要街道亮燈由CR轉(zhuǎn)換到CG時CY燈有短暫的閃亮，分析其原因，應(yīng)該是仿真過程中，電路的某一部分有延時，引起了計數(shù)器計數(shù)的瞬間非法脈沖，或者計數(shù)器本身計數(shù)跳變時存在中間態(tài)，而導(dǎo)致的。

五、參考文獻(xiàn)：

①《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（模擬部分）康華光主編 華中理工大學(xué)電子學(xué)教研室

②《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（數(shù)字部分）康華光主編 華中理工大學(xué)電子學(xué)教研室

③《電子技術(shù)試驗與課程設(shè)計》 畢滿清主編 機械工業(yè)出版社

六、設(shè)計心得：

這次的課程設(shè)計可謂是歷經(jīng)波折，面對著多選的題目，不知道該選哪個好，起初試圖性的做了搶答器的設(shè)計，但由于對涉及到的大多芯片功能及引腳作用不甚了解，對數(shù)電的知識也忘了很多，只進(jìn)行了一小步就沒辦法再繼續(xù)下去了，只好轉(zhuǎn)而進(jìn)行交通燈控制器的設(shè)計。在設(shè)計交通燈控制器的過程中，也碰到了很多問題，不斷的查錯，不斷的修改甚至重新畫電路圖，不斷的查閱相關(guān)資料，來解心中的疑惑，最終，完成設(shè)計任務(wù)。

通過本次課程設(shè)計，使我明白了做事應(yīng)該要有毅力，要敢于面對各種難題。加強了我動手、思考和解決問題的能力,雖說過程有點艱辛，但讓我不僅溫習(xí)了數(shù)電知識，對書本上的知識有了更深入的理解，也從相關(guān)資料中額外的學(xué)到了很多東西。因此，這次的課設(shè)，總得來說，算是蠻成功的。

第五篇：交通燈心得

交通燈實訓(xùn)心得體會

通過本次課程設(shè)計，我深深的體會到了作為一個硬件工程師的艱辛。即使做一個小小的項目，都需要這么多的辛苦，必須考慮到問題的任何一個細(xì)節(jié)，否則最后也將是功敗垂成。

原理圖設(shè)計: 當(dāng)我們選取了這樣一個題目，我們就開始收集相關(guān)的各種資料，對題目有個大致的了解，規(guī)劃一下設(shè)計的任務(wù)將要完成哪些功能。然后就具體的每一項功能應(yīng)該怎樣具體的設(shè)計，例如用什么方法完成這一功能，這種想法是否合理，比較使用哪個芯片來完成這項功能。經(jīng)過長時間的查閱資料、思索、推敲，最后定出了這次設(shè)計的原理圖。

PCB板設(shè)計：剛開學(xué)的時候我們就學(xué)習(xí)了protel軟件使用，研究應(yīng)該怎樣生成正確的網(wǎng)絡(luò)表，PCB板的布局，布線，制板等工作。剛開始由于經(jīng)驗不足，不知道如何封裝庫里面沒有的器件和芯片而且生成的網(wǎng)絡(luò)表又有那么多的線，當(dāng)時真是一頭霧水，經(jīng)過老師和同學(xué)的幫助以及自己的摸索，最后以勉強合格的水準(zhǔn)畫出了這次的設(shè)計用板。

硬件焊接：在拿到板之后，按照老師的要求我們首先檢查了一下板子是否有錯誤，這是一個非常關(guān)鍵的步驟，因為當(dāng)你焊接上器件之后將會很難檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了真的還有一些不足，比如在畫板的過程中我們居然忘記留出電源接口，還有一些兩根電源線沒有和其他線接到一塊，另外我們給按鍵留的引腳的孔太小了，數(shù)碼管的引腳情況也給弄錯了，這些應(yīng)該是初學(xué)這些東西經(jīng)驗不夠和粗心造成的。這些也都給以后的學(xué)習(xí)留下了經(jīng)驗和教訓(xùn)，必須先拿到或熟悉芯片才能確定引腳的間距以及大小，制板過程必須要細(xì)心。發(fā)現(xiàn)這些錯誤，在焊接過程中我們采取了一系列的措施來補救這些錯誤。比如割斷板子上的線，用導(dǎo)線來連接等。關(guān)于焊接這塊是由我來負(fù)責(zé)，因為自己的水平不怎么樣，需要一定的經(jīng)驗和技巧。剛開始烙鐵和焊錫配合不到一塊，然后就是焊錫的量的控制問題。我認(rèn)為硬件也有點原因，可能是烙鐵不夠熱吧。始終達(dá)不到老師焊接的那種效果，但是焊接出來還是能使用的，只是不太美觀。

編程調(diào)試：此次設(shè)計的編程，難點在于對LED數(shù)碼管顯示程序的編寫，由于對芯片的工作原理不是很熟悉，所以一開始摸不著頭腦。上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，對芯片的工作原理有個大致的了解后，程序的編寫也初見端倪了，所以花在編此段程序的時間最長；交通燈狀態(tài)的顯示則沒有費多大力氣，因為通過所學(xué)的課程已經(jīng)了解了其工作原理，就是向每個相應(yīng)的口上寫“1”或“0”；中斷程序的編寫也是常規(guī)的編寫，就是保存原來狀態(tài)，處理，恢復(fù)現(xiàn)場這一中斷的基本步驟。

通過上面的這個步驟，把程序調(diào)試好，接下來就是真正的硬件連接調(diào)試了。程序既然已經(jīng)在仿真的軟件上通過認(rèn)證，如果連接上硬件不好使的話，說明在硬件上某個部分存在一定的問題。這點得到了驗證：硬件模擬的時候，和仿真完全不一樣,燈全亮,或者亂亮，而數(shù)碼管也沒能顯示，估計是編程還有硬件接口出現(xiàn)問題，最后也沒能通過老師的驗收。我們也只能再進(jìn)行修改。

最后交通燈的大部分功能都已經(jīng)基本實現(xiàn)，只是關(guān)于數(shù)碼管的部分，由于對芯片不了解，所剩余的時間無幾，所以沒有辦法進(jìn)行編程調(diào)試了，這點真的很遺憾。有時間一定會把這一課補上的。

這次課程設(shè)計我感覺到了自己平時學(xué)習(xí)到的東西太淺，沒能完成好這次的任務(wù)。但從中還是學(xué)習(xí)到了不少東西，使我受益匪淺。這次課程設(shè)計中犯下了不少錯誤，以后我會接受這些教訓(xùn)，同時把這些教訓(xùn)轉(zhuǎn)換為經(jīng)驗應(yīng)用到以后的此類設(shè)計中。最后，衷心感謝在課程設(shè)計期間老師對我們的無私幫助，還要感謝和我同組的合作者，以及所有幫助過我的同學(xué)。