第一篇：交通燈開(kāi)題報(bào)告

重慶電子工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告

系 別 電子信息系 專 業(yè) 微電子技術(shù)

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

一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義：（500字左右）

單片機(jī)控制交通燈設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)。

交通燈的軟件部分基于AT89C51的c語(yǔ)言程序。在Proteus上模擬測(cè)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(jī)，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(jì)內(nèi)容：

1.要了解實(shí)際交通燈的變化規(guī)律.假設(shè)一個(gè)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(chē),南北方向紅燈,延時(shí)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(shí)5s.再轉(zhuǎn)狀態(tài)2 ,東西方向紅燈亮,南北方向綠燈通車(chē),延時(shí)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(shí)5 s.最后循環(huán)至狀態(tài)0.這里的延時(shí)采用定時(shí)器0延時(shí).2.當(dāng)有緊急救護(hù)車(chē)出現(xiàn)時(shí),應(yīng)使東西南北四個(gè)方向全亮紅燈,并延時(shí)10 s , 以便急救車(chē)通過(guò),同時(shí)對(duì)通行時(shí)間進(jìn)行倒計(jì)時(shí),從P1口及P3口輸出在發(fā)光二極管,使用8051 定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器0作為定時(shí)器實(shí)現(xiàn)子程序延時(shí).技術(shù)上可用外部中斷0發(fā)出一單脈沖向CPU申請(qǐng)中斷.3.一般交通信號(hào)燈控制程序中使用軟件延時(shí),軟件延時(shí)是靠執(zhí)行一個(gè)循環(huán)程序以進(jìn)行時(shí)間延遲.軟件定時(shí)的特點(diǎn)是時(shí)間精確,且不需外加硬件電路.但軟件定時(shí)要占用CPU ,增加CPU 開(kāi)銷(xiāo),因此軟件定時(shí)的時(shí)間不宜太長(zhǎng).本程序使用定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器0來(lái)定時(shí),定時(shí)電路已經(jīng)集成在芯片中,這種由硬件電路完成,不占CPU 時(shí)間.它通過(guò)對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖的計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),即每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖,也就是每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加1.計(jì)數(shù)值通過(guò)程序設(shè)定,改變計(jì)數(shù)值,也就改變了定時(shí)時(shí)間,使用起來(lái)既靈活又方便.交通燈設(shè)計(jì)方法：

1.選用MCS-51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，交通信號(hào)燈控制器的外部輸出信號(hào)為主、副車(chē)道紅、黃、綠燈共12個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；編程使相應(yīng)位復(fù)/臵位來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈的亮/滅控制，使得十字路口的紅、綠燈交替點(diǎn)亮；在燈色交換時(shí)，黃燈閃爍提醒。

2.設(shè)計(jì)要求有緊急車(chē)輛通過(guò)時(shí)，十字路口均顯示紅燈?？梢酝ㄟ^(guò)軟件中斷來(lái)完成緊急任務(wù)，定義T0為計(jì)數(shù)中斷并為下降沿觸發(fā)，編寫(xiě)對(duì)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(jì)還對(duì)定時(shí)控制有所要求。對(duì)于精確定時(shí)，應(yīng)該用計(jì)數(shù)器加以控制，硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度增加。考慮到該設(shè)計(jì)對(duì)時(shí)間精度要求不高，所以采用軟件定時(shí)可以大大簡(jiǎn)化電路。先計(jì)算出程序單部執(zhí)行的時(shí)間，設(shè)臵循環(huán)參數(shù)，利用if語(yǔ)句按設(shè)計(jì)要求完成定時(shí)控制。單片機(jī)控制交通燈設(shè)計(jì)的意義：

信號(hào)燈的出現(xiàn)，使得交通得以有效管制，對(duì)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(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車(chē)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(chē)輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車(chē)輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行；紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車(chē)輛必須在交叉路口的停車(chē)線后停車(chē)；黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車(chē)輛不能越過(guò)停車(chē)線，但車(chē)輛已十分接近停車(chē)線而不能安全停車(chē)時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。

自19世紀(jì)以來(lái)，紅綠燈就已經(jīng)被安裝在各個(gè)交通路口上，作為疏導(dǎo)交通車(chē)輛最常見(jiàn)和最有效的手段。19世紀(jì)50年代，英國(guó)倫敦首先使用了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械式信號(hào)燈，用以指揮馬車(chē)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(huì)大廈前的廣場(chǎng)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(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)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(hào)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(cè)器安在地下，車(chē)輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)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(chǎng)合見(jiàn)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(jìng)賽的催發(fā)下，相繼誕生了電子集成高速計(jì)算技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)以及激光技術(shù)。后來(lái)又在太空大戰(zhàn)的計(jì)劃下誕生了大規(guī)模電子集成電路和高速計(jì)算機(jī)。

而后，隨著蘇聯(lián)解體，兩極世界的形成，這些技術(shù)開(kāi)始走向了民用的階段。在上世紀(jì)70年代，自動(dòng)控制的信號(hào)燈已經(jīng)被各國(guó)大量的使用了?，F(xiàn)如今，交通信號(hào)燈越來(lái)越平民化，人性化和實(shí)用化，也越來(lái)越能體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家的自動(dòng)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(huì)活動(dòng)的日益頻繁，這點(diǎn)更是體現(xiàn)的淋漓盡致。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)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(chē)輛穿梭，行人熙攘，車(chē)行車(chē)道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。交通信號(hào)燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)ATSC51和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車(chē)流量通過(guò)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(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩5秒時(shí)黃燈閃爍警示（交通燈信號(hào)通過(guò)PA口輸出，顯示時(shí)間直接通過(guò)8255的PC口輸出至雙位數(shù)碼管）；車(chē)輛闖紅燈報(bào)警；綠燈時(shí)間可檢測(cè)車(chē)流量并可通過(guò)雙位數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。

一、工作計(jì)劃及方案論證：（500字左右）

工作計(jì)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(shū)籍，請(qǐng)教他人，網(wǎng)上查找。3.將畢業(yè)設(shè)計(jì)做一個(gè)基本版塊定位，熟悉每一章節(jié)應(yīng)書(shū)寫(xiě)的內(nèi)容。4.做完以上工作，首先完成基本的開(kāi)題報(bào)告，教指導(dǎo)老師檢查。5.開(kāi)題報(bào)告通過(guò)后，進(jìn)行設(shè)計(jì)的內(nèi)容書(shū)寫(xiě)，將每一章節(jié)的內(nèi)容做詳細(xì)的時(shí)間規(guī)劃書(shū)寫(xiě)。

6.完成畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)。

方案論證步驟：

1.收集實(shí)物材料，實(shí)地觀察馬路交通燈的工作形式。2.開(kāi)始硬件制板，決定芯片類型和i/o口配臵。3.軟件編程開(kāi)始，Proteus調(diào)試通過(guò)。4.程序燒寫(xiě)到芯片中去，開(kāi)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(jī)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(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例.清華大學(xué)出版社，2003.1 [3] 陳明熒編著.8051單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)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(jī)教程.東北大學(xué)出版社，2001.12 [5] 張洪潤(rùn)、藍(lán)清華編著.單片機(jī)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)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(jī)原理及應(yīng)用實(shí)例.清華大學(xué)出版社，2004.3 [8] 蘇凱、劉慶國(guó)、陳國(guó)平編著.MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì).冶金工業(yè)出版社，2003.3 [9] 白駒珩、雷曉平編著.單片計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用.成都：電子科技大學(xué)出版社，1997.12 [10] 徐愛(ài)鈞 彭秀華編著.單片機(jī)高級(jí)C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì).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(jì)技術(shù)入門(mén)與應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2002.12 [12] 王勇、陳愛(ài)弟、蔡明軍、任安宏編著.Protel 98實(shí)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(jī)C高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)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(shí)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(jī)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(jī)控制實(shí)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(jì)與制版,北京:人民郵電出版社，2005

五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)：

六、審查意見(jiàn)：

注：內(nèi)容為四號(hào)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：

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第二篇：開(kāi)題報(bào)告-基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計(jì)

開(kāi)題報(bào)告

電氣工程及自動(dòng)化

基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計(jì)

一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義

當(dāng)今社會(huì)，隨著日益增長(zhǎng)的社會(huì)發(fā)展，人們對(duì)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(zhǎng)。最明顯的就是汽車(chē)的增長(zhǎng)?，F(xiàn)在幾乎每戶人家都有一輛汽車(chē)，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(shí)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(chē)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(chē)輛和行人能有條不紊的通行，就需要交通燈能根據(jù)車(chē)流量自動(dòng)的調(diào)節(jié)時(shí)間，這樣就可以提高通行的效率。目前國(guó)內(nèi)有一種新型的無(wú)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(jī)通過(guò)無(wú)線模塊通信得到各方向從機(jī)采集的公路車(chē)輛實(shí)時(shí)流量信息并計(jì)算出十字路口交通動(dòng)態(tài)配時(shí)。該系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)固定配時(shí)模式，大大提高了十字路口車(chē)輛通行效率，緩解了交通阻塞，具有實(shí)際應(yīng)用前景。

本設(shè)計(jì)采用51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)智能交通燈，該系統(tǒng)由8051單片機(jī)、交通燈顯示、LED倒計(jì)時(shí)、車(chē)輛檢測(cè)及調(diào)整、違規(guī)檢測(cè)、緊急處理、時(shí)間模式手動(dòng)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(shí)間手動(dòng)設(shè)置、可倒計(jì)時(shí)顯示、急車(chē)強(qiáng)行通過(guò)、車(chē)流量檢測(cè)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(jiǎn)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(jī)是一種廣泛應(yīng)用的微處理器技術(shù)。單片機(jī)具有種類繁多、價(jià)格低、功能強(qiáng)大和擴(kuò)展能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。隨著第一代4位單片機(jī)的誕生，在短短三十幾年時(shí)間中，單片機(jī)產(chǎn)品不斷更新，其發(fā)展大致經(jīng)歷了4個(gè)階段。

（1）4位單片機(jī)時(shí)代

第一階段是4位單片機(jī)時(shí)代（1970年—1974年），這時(shí)的單片機(jī)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(jī)具有很強(qiáng)的控制能力。主要用于收音機(jī)、電視機(jī)和電子玩具等產(chǎn)品中。

（2）低中檔8位單片機(jī)時(shí)代

第二階段是中檔8為單片機(jī)時(shí)代（1974年—1978年），Intel公司的MCS-48系列單片機(jī)是主要的代表產(chǎn)品。這時(shí)的單片機(jī)內(nèi)部集成了8位CPU、多個(gè)并行I/O口、8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、小容量的RAM和ROM等。這種單片機(jī)中沒(méi)有集成串行接口，操作仍比較簡(jiǎn)單。

（3）高檔8位單片機(jī)時(shí)代

第三階段是高檔8位單片機(jī)時(shí)代（1978年—1983年），以Intel公司的MCS-51系列為典型代表。此時(shí)的單片機(jī)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(jí)中斷處理系統(tǒng)，將定時(shí)器/計(jì)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(jī)功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍極廣，至今仍有一定的應(yīng)用市場(chǎng)。

（4）增強(qiáng)型單片機(jī)時(shí)代

第四階段是增強(qiáng)型單片機(jī)時(shí)代及16位單片機(jī)時(shí)代（1983年—至今）。這一階段出現(xiàn)了許多新型的8位增強(qiáng)型單片機(jī)，其工作頻率、內(nèi)部存儲(chǔ)器等都有很大的提升，例如PIC系列單片機(jī)、ARM系列單片機(jī)、AVR系列單片機(jī)、C8051F系列單片機(jī)等。另外有些集成電路廠商還推出了16位單片機(jī)，甚至32位單片機(jī)，其功能越來(lái)越來(lái)強(qiáng)大，集成越來(lái)越來(lái)高。

總的來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的單片機(jī)產(chǎn)品非常豐富，但4位、8位、16位單片機(jī)均有其各自的應(yīng)用領(lǐng)域。例如4位單片機(jī)在一些簡(jiǎn)單的家電和玩具使用中使用，8位單片機(jī)在中、小規(guī)模電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中占主流，而高性能的16位單片機(jī)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(jī)以其高性能、高速度。體積小、價(jià)格低廉、可重復(fù)編程和方便功能等優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)上得到廣泛的應(yīng)用。其主要應(yīng)用于如下幾個(gè)領(lǐng)域：

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

②機(jī)電一體化設(shè)備。機(jī)電一體化設(shè)備是指將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)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(jī)械及電子工業(yè)的主要發(fā)展方向。單片機(jī)可以作為機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制，從而簡(jiǎn)化原機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，并擴(kuò)展其功能。

③智能測(cè)量設(shè)備。以前的測(cè)量?jī)x表體積大、功能單一，限制了測(cè)量?jī)x表的發(fā)展。采用單片機(jī)改造各種測(cè)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(wàn)用表、示波器等。

④自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)。采用單片機(jī)可以設(shè)計(jì)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(dòng)控制、電壓電流的數(shù)據(jù)采集。

⑥計(jì)算機(jī)控制及其通信技術(shù)。51系列單片機(jī)都集成有串行通信接口，可以通過(guò)該借口和計(jì)算機(jī)的串行接口進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的程序控制和通信等。

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

ISP（In-system

programmable）的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)其，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)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(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。

AT89S51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4KB

Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，32個(gè)外部雙向輸入/輸出I/O口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗WDT電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。

基于51系列單片機(jī)具有如此強(qiáng)大的功能、廣泛的用途和AT89S51的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用AT89S51單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)交通燈，實(shí)現(xiàn)真正的智能化控制，解決當(dāng)前的交通問(wèn)題，保證交通線路的暢通無(wú)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(wèn)題：

設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能交通燈。主要有以下幾個(gè)問(wèn)題要解決：

①AT89S51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、并行I/O接口、時(shí)鐘電路、中斷系統(tǒng)等其他功能。

②測(cè)量車(chē)流量傳感器的工作原理及其選用型號(hào)，數(shù)碼顯示管的接口。

③編寫(xiě)程序。

④模擬仿真。

⑤做出實(shí)物，驗(yàn)證結(jié)果。

三、研究步驟、方法及措施：

1.設(shè)計(jì)一個(gè)總體框架，列出所需器件。

2.深入研究AT89S51單片機(jī)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(xiě)程序，進(jìn)行模擬仿真，并做出實(shí)物。

如遇到問(wèn)題參考相關(guān)書(shū)籍、向指導(dǎo)老師請(qǐng)教或者上網(wǎng)查詢。

四、參考文獻(xiàn)

[1]

李萍，張池，張勃.AT89S51單片機(jī)原理、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)例[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.[2]

趙建領(lǐng)，薛園園.51單片機(jī)開(kāi)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(jī)開(kāi)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(jī)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(guó)，李劍.微計(jì)算機(jī)應(yīng)用[M].北京:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.

第三篇：PLC交通燈設(shè)計(jì)與發(fā)展前景(畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告

項(xiàng)目名稱：PLC交通燈設(shè)計(jì)與發(fā)展前景 專

業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)

班 級(jí)：12級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)班

學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：

機(jī)械工程系 2014年 12 月28日

畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

專業(yè) 題目 機(jī)電一體化技術(shù)

班級(jí) 12級(jí)機(jī)電一體化

技術(shù)

單片機(jī)的交通燈設(shè)計(jì)

一、項(xiàng)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(zhǎng)，城市交通網(wǎng)絡(luò)中交通擁擠日益嚴(yán)重，道路運(yùn)輸所帶來(lái)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(huì)發(fā)展中的全球性共同問(wèn)題。交通問(wèn)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(wèn)題愈加突出。為了解決車(chē)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(chē)輛的增加；二是增加供給，也就是修路。但是這兩個(gè)辦法都有其局限性。交通是社會(huì)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(lái)出行的增加，而且在我國(guó)汽車(chē)工業(yè)正處在起步階段的時(shí)期，因此限制車(chē)輛的增加不是解決問(wèn)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(lái)越突出的今天，面對(duì)越來(lái)越擁擠的交通，有限的源和財(cái)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(lái)滿足日益增長(zhǎng)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(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效的集成運(yùn)用于整個(gè)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(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。對(duì)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(duì)交通流進(jìn)行有效的引導(dǎo)和調(diào)度，使交通保持在一個(gè)平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)，從而避免或緩和交通擁擠狀況，大大提高交通運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)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(guò)對(duì)交叉路口交通信號(hào)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(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，以及交通

姓名

流理論的不斷完善，交通運(yùn)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(lái)越先進(jìn)，形成了一批商水平有實(shí)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(yùn)用到交通控制上，通過(guò)建立規(guī)則庫(kù)或是專家系統(tǒng)對(duì)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(lái)，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(cè)器，還使用了新型檢測(cè)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(hào)控制領(lǐng)域提出了一些新方法、新思路。如靜態(tài)多段配時(shí)控制、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)多段配時(shí)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(hào)控制的主流方向之一。國(guó)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(gè)時(shí)變的、具有隨機(jī)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(cè)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(guó)倫敦燃汽信號(hào)燈的問(wèn)世，標(biāo)志著城市交通控制的開(kāi)始。1913年，在美國(guó)俄亥俄州的Cleveland市出現(xiàn)了世界上最早的交通信號(hào)控制。1926年美國(guó)的芝加哥市采用了交通燈控制方案，每個(gè)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(duì)環(huán)境的影響。

在日常生活中，交通信號(hào)燈的使用，市交通得以有效管理，對(duì)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(jì)能使我們對(duì)數(shù)字電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)有了更進(jìn)一步的熟悉，通過(guò)這次設(shè)計(jì)讓我們把書(shū)本學(xué)到的知識(shí)作用于實(shí)際運(yùn)用中，加深我們對(duì)知識(shí)的理解及運(yùn)用。同時(shí)通過(guò)本次電路的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的興趣，讓我們了解到團(tuán)隊(duì)配合的重要性及考驗(yàn)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(xiàng)目研究的目的、意義和主要內(nèi)容（含設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)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(jì)使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，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(jī)應(yīng)用的知識(shí)面，提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工業(yè)控制的能力。

2）培養(yǎng)針對(duì)課題需要，選擇和查閱有關(guān)手冊(cè)、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(dòng)手能力。

3）通過(guò)對(duì)課題設(shè)計(jì)方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機(jī)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、研制的過(guò)程，軟硬件設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容及步驟。

2、主要研究?jī)?nèi)容及思路：

目前設(shè)計(jì)交通燈的方案有很多，有應(yīng)用CPLD實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì)，有應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。有應(yīng)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)的方法。由于AT89C51單片機(jī)自帶有2個(gè)計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。用單片機(jī)設(shè)計(jì)不但設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，而且成本低。用其設(shè)計(jì)的交通燈也滿足了要求，所以本文采用單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈。

設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通燈控制電路，根據(jù)設(shè)定好的周期時(shí)間能夠指揮車(chē)輛在十字路口完成左轉(zhuǎn)和直行交替運(yùn)行。在相同的時(shí)間里提高通車(chē)的質(zhì)量、效率。并能在高峰期根據(jù)實(shí)際狀況結(jié)合方程式控制按鈕來(lái)調(diào)整主次干道的通車(chē)時(shí)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(chē)、救護(hù)車(chē)通過(guò)時(shí)，使兩個(gè)方向均亮紅燈，救護(hù)車(chē)和消防車(chē)通過(guò)后，恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)，增加對(duì)出現(xiàn)特殊情況的處理能力。主要思路：

(a).設(shè)計(jì)交通燈狀態(tài)的管理方案；

(b).設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)和周邊電路；

(c).設(shè)計(jì)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(jì)整個(gè)系統(tǒng)的電路分布和接線；

(d).使用C語(yǔ)言編寫(xiě)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行所需要的程序，重點(diǎn)是分時(shí)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(jì)考慮兩種電源方案：

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

方案二：采用單片機(jī)控制，優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，缺點(diǎn)輸出功率低?？紤]到成本和電路簡(jiǎn)潔本設(shè)計(jì)采用第二種。

本設(shè)計(jì)涉及倒計(jì)時(shí)，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(hào)和數(shù)碼字符，無(wú)法滿足需要。

方案二：完全采用點(diǎn)陣式LED顯示，優(yōu)點(diǎn)可顯示各種英文字符，缺點(diǎn)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(shí)間與提示信息。

輸入方案考慮緊急情況和具體現(xiàn)場(chǎng)情況，本設(shè)計(jì)考慮兩種方案：

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

方案二：直接在I/O口線上接上按鍵開(kāi)關(guān)，優(yōu)點(diǎn)成低，編程簡(jiǎn)潔。缺點(diǎn)是功能有限。

二、項(xiàng)目研究的目的、意義和主要內(nèi)容（含設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)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(jì)使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，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(jī)應(yīng)用的知識(shí)面，提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工業(yè)控制的能力。

2）培養(yǎng)針對(duì)課題需要，選擇和查閱有關(guān)手冊(cè)、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(dòng)手能力。

3）通過(guò)對(duì)課題設(shè)計(jì)方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機(jī)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、研制的過(guò)程，軟硬件設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容及步驟。

2、主要研究?jī)?nèi)容及思路：

目前設(shè)計(jì)交通燈的方案有很多，有應(yīng)用CPLD實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì)，有應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。有應(yīng)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)的方法。由于AT89C51單片機(jī)自帶有2個(gè)計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。用單片機(jī)設(shè)計(jì)不但設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，而且成本低。用其設(shè)計(jì)的交通燈也滿足了要求，所以本文采用單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈。

設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通燈控制電路，根據(jù)設(shè)定好的周期時(shí)間能夠指揮車(chē)輛在十字路口完成左轉(zhuǎn)和直行交替運(yùn)行。在相同的時(shí)間里提高通車(chē)的質(zhì)量、效率。并能在高峰期根據(jù)實(shí)際狀況結(jié)合方程式控制按鈕來(lái)調(diào)整主次干道的通車(chē)時(shí)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(chē)、救護(hù)車(chē)通過(guò)時(shí)，使兩個(gè)方向均亮紅燈，救護(hù)車(chē)和消防車(chē)通過(guò)后，恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)，增加對(duì)出現(xiàn)特殊情況的處理能力。主要思路：

(a).設(shè)計(jì)交通燈狀態(tài)的管理方案；

(b).設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)和周邊電路；

(c).設(shè)計(jì)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(jì)整個(gè)系統(tǒng)的電路分布和接線；

(d).使用C語(yǔ)言編寫(xiě)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行所需要的程序，重點(diǎn)是分時(shí)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(jì)考慮兩種電源方案：

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

方案二：采用單片機(jī)控制，優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，缺點(diǎn)輸出功率低?？紤]到成本和電路簡(jiǎn)潔本設(shè)計(jì)采用第二種。

本設(shè)計(jì)涉及倒計(jì)時(shí)，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(hào)和數(shù)碼字符，無(wú)法滿足需要。

方案二：完全采用點(diǎn)陣式LED顯示，優(yōu)點(diǎn)可顯示各種英文字符，缺點(diǎn)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(shí)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：?jiǎn)纹瑱C(jī)、、電源、、數(shù)碼管。軟件條件：Protel 99 SE、Proteus、Keil。

方法：（1）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及各種相關(guān)書(shū)籍查找相關(guān)信息，確定使用的元器件。（2）以單片機(jī)AT89C52為核心，開(kāi)發(fā)一個(gè)完整的系統(tǒng)，包括硬件設(shè)計(jì)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(cè)達(dá)到預(yù)期的目的。

四、設(shè)計(jì)進(jìn)程：

設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)用時(shí)8周。具體安排如下：

第1-2周：開(kāi)題報(bào)告。收集和查閱與設(shè)計(jì)相關(guān)的資料（書(shū)籍和案例），學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí)，并完成系統(tǒng)的需求分析和設(shè)計(jì)，作好開(kāi)題報(bào)告；

第3-6周：設(shè)計(jì)階段。主要進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)，同時(shí)寫(xiě)出設(shè)計(jì)提綱；完成元件的采購(gòu)和電路設(shè)計(jì)及電路版的設(shè)計(jì)制作；系統(tǒng)安裝和調(diào)試過(guò)程。

第7周：畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告。撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告并征求指導(dǎo)教師意見(jiàn),反復(fù)修改和完善，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)；

第8周：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。上交畢業(yè)設(shè)計(jì)及其相關(guān)資料，由答辯委員會(huì)評(píng)閱畢業(yè)設(shè)計(jì)，并準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯和實(shí)驗(yàn)演示；畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。進(jìn)行設(shè)計(jì)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(jī)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(dòng)化，（香港），1997 3.廖常初主編.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 4.廖常初.PLC梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法.電工技術(shù)雜志，2001 5.廖常初.電機(jī)及拖動(dòng).高等教育出版社，

第四篇：數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告—交通燈

數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)

--交通燈控制器的設(shè)計(jì)

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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(jì)

--交通燈控制器的設(shè)計(jì)

一、課程設(shè)計(jì)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(huì)用仿真軟件對(duì)設(shè)計(jì)的原理圖進(jìn)行仿真。

二、設(shè)計(jì)要求及原理：

要求：設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)，次要街道亮紅燈(8s)，當(dāng)次要街道亮綠燈和黃燈時(shí)，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(jì)要求可知，各燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換的周期為12s，因此可設(shè)計(jì)一個(gè)12進(jìn)制的加計(jì)數(shù)器，來(lái)控制秒數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到1011時(shí)，通過(guò)反饋置數(shù)法，將計(jì)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(guò)真值表得到相應(yīng)的邏輯圖，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈的控制。

三、設(shè)計(jì)步驟：

1、根據(jù)設(shè)計(jì)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(kù)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(jiǎn)邏輯表達(dá)式。同理，求出MY，MR，CG，CY，CR的最簡(jiǎn)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(jiǎn)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(gè)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(shí)時(shí)分析交通燈輸出狀態(tài)。

四、仿真結(jié)果分析：

時(shí)鐘頻率設(shè)置為1Hz時(shí)，邏輯分析儀顯示各點(diǎn)波形如下：

本次試驗(yàn)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求：與仿真校對(duì)時(shí)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(shí)驗(yàn)中還存在一點(diǎn)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(shí)CY燈有短暫的閃亮，分析其原因，應(yīng)該是仿真過(guò)程中，電路的某一部分有延時(shí)，引起了計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的瞬間非法脈沖，或者計(jì)數(shù)器本身計(jì)數(shù)跳變時(shí)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(yàn)與課程設(shè)計(jì)》 畢滿清主編 機(jī)械工業(yè)出版社

六、設(shè)計(jì)心得：

這次的課程設(shè)計(jì)可謂是歷經(jīng)波折，面對(duì)著多選的題目，不知道該選哪個(gè)好，起初試圖性的做了搶答器的設(shè)計(jì)，但由于對(duì)涉及到的大多芯片功能及引腳作用不甚了解，對(duì)數(shù)電的知識(shí)也忘了很多，只進(jìn)行了一小步就沒(méi)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(jì)。在設(shè)計(jì)交通燈控制器的過(guò)程中，也碰到了很多問(wèn)題，不斷的查錯(cuò)，不斷的修改甚至重新畫(huà)電路圖，不斷的查閱相關(guān)資料，來(lái)解心中的疑惑，最終，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我明白了做事應(yīng)該要有毅力，要敢于面對(duì)各種難題。加強(qiáng)了我動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力,雖說(shuō)過(guò)程有點(diǎn)艱辛，但讓我不僅溫習(xí)了數(shù)電知識(shí)，對(duì)書(shū)本上的知識(shí)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(lái)說(shuō)，算是蠻成功的。

第五篇：交通燈心得

交通燈實(shí)訓(xùn)心得體會(huì)

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

原理圖設(shè)計(jì): 當(dāng)我們選取了這樣一個(gè)題目，我們就開(kāi)始收集相關(guān)的各種資料，對(duì)題目有個(gè)大致的了解，規(guī)劃一下設(shè)計(jì)的任務(wù)將要完成哪些功能。然后就具體的每一項(xiàng)功能應(yīng)該怎樣具體的設(shè)計(jì)，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(gè)芯片來(lái)完成這項(xiàng)功能。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的查閱資料、思索、推敲，最后定出了這次設(shè)計(jì)的原理圖。

PCB板設(shè)計(jì)：剛開(kāi)學(xué)的時(shí)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(kāi)始由于經(jīng)驗(yàn)不足，不知道如何封裝庫(kù)里面沒(méi)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(shí)真是一頭霧水，經(jīng)過(guò)老師和同學(xué)的幫助以及自己的摸索，最后以勉強(qiáng)合格的水準(zhǔn)畫(huà)出了這次的設(shè)計(jì)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(cuò)誤，這是一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟，因?yàn)楫?dāng)你焊接上器件之后將會(huì)很難檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了真的還有一些不足，比如在畫(huà)板的過(guò)程中我們居然忘記留出電源接口，還有一些兩根電源線沒(méi)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(cuò)了，這些應(yīng)該是初學(xué)這些東西經(jīng)驗(yàn)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(yàn)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(guò)程必須要細(xì)心。發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò)誤，在焊接過(guò)程中我們采取了一系列的措施來(lái)補(bǔ)救這些錯(cuò)誤。比如割斷板子上的線，用導(dǎo)線來(lái)連接等。關(guān)于焊接這塊是由我來(lái)負(fù)責(zé)，因?yàn)樽约旱乃讲辉趺礃?，需要一定的?jīng)驗(yàn)和技巧。剛開(kāi)始烙鐵和焊錫配合不到一塊，然后就是焊錫的量的控制問(wèn)題。我認(rèn)為硬件也有點(diǎn)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(lái)還是能使用的，只是不太美觀。

編程調(diào)試：此次設(shè)計(jì)的編程，難點(diǎn)在于對(duì)LED數(shù)碼管顯示程序的編寫(xiě)，由于對(duì)芯片的工作原理不是很熟悉，所以一開(kāi)始摸不著頭腦。上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，對(duì)芯片的工作原理有個(gè)大致的了解后，程序的編寫(xiě)也初見(jiàn)端倪了，所以花在編此段程序的時(shí)間最長(zhǎng)；交通燈狀態(tài)的顯示則沒(méi)有費(fèi)多大力氣，因?yàn)橥ㄟ^(guò)所學(xué)的課程已經(jīng)了解了其工作原理，就是向每個(gè)相應(yīng)的口上寫(xiě)“1”或“0”；中斷程序的編寫(xiě)也是常規(guī)的編寫(xiě)，就是保存原來(lái)狀態(tài)，處理，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)這一中斷的基本步驟。

通過(guò)上面的這個(gè)步驟，把程序調(diào)試好，接下來(lái)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(guò)認(rèn)證，如果連接上硬件不好使的話，說(shuō)明在硬件上某個(gè)部分存在一定的問(wèn)題。這點(diǎn)得到了驗(yàn)證：硬件模擬的時(shí)候，和仿真完全不一樣,燈全亮,或者亂亮，而數(shù)碼管也沒(méi)能顯示，估計(jì)是編程還有硬件接口出現(xiàn)問(wèn)題，最后也沒(méi)能通過(guò)老師的驗(yàn)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(shí)現(xiàn)，只是關(guān)于數(shù)碼管的部分，由于對(duì)芯片不了解，所剩余的時(shí)間無(wú)幾，所以沒(méi)有辦法進(jìn)行編程調(diào)試了，這點(diǎn)真的很遺憾。有時(shí)間一定會(huì)把這一課補(bǔ)上的。

這次課程設(shè)計(jì)我感覺(jué)到了自己平時(shí)學(xué)習(xí)到的東西太淺，沒(méi)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(jì)中犯下了不少錯(cuò)誤，以后我會(huì)接受這些教訓(xùn)，同時(shí)把這些教訓(xùn)轉(zhuǎn)換為經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到以后的此類設(shè)計(jì)中。最后，衷心感謝在課程設(shè)計(jì)期間老師對(duì)我們的無(wú)私幫助，還要感謝和我同組的合作者，以及所有幫助過(guò)我的同學(xué)。