【正文】 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文) 交通燈控制電路設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目　錄摘　 要 ....................................................................1引　 言 ....................................................................2第 1 章　 方案設(shè)計(jì)與論證 ....................................................3 總體方案設(shè)計(jì)思想 ....................................................3 系統(tǒng)方案選擇與比較 ..................................................4 控制模塊方案選擇.................................................4 顯示模塊方案選擇.................................................4 輸入模塊方案選擇.................................................4 電源模塊方案選擇.................................................5 系統(tǒng)總體方案論證 ....................................................5第 2 章　 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ......................................................7 總體設(shè)計(jì)及功能描述 ..................................................7 總體設(shè)計(jì)描述.....................................................7 各模塊功能描述...................................................7 各功能模塊硬件設(shè)計(jì) .................................................10 單片機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì)............................................10 倒計(jì)時(shí)顯示電路的設(shè)計(jì)............................................12 交通燈指示電路的設(shè)計(jì)............................................15 鍵盤及狀態(tài)顯示模塊的設(shè)計(jì)........................................16 開(kāi)關(guān)電源模塊的設(shè)計(jì)..............................................17 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)I 第 3 章　 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .....................................................18 軟件總體流程圖 .....................................................18 軟件主要子程序流程 .................................................19 緊急狀態(tài)子程序..................................................19 設(shè)置狀態(tài)子程序..................................................19 鍵盤模塊程序流程................................................20 交通燈指示子程序流程............................................21 倒計(jì)時(shí)程序流程..................................................22第 4 章　 實(shí)物制作 .........................................................24 元器件的檢測(cè)與焊接 .................................................24 焊前準(zhǔn)備........................................................24 焊接步驟：......................................................24 焊接的工藝要求..................................................26 焊接的操作......................................................26第 5 章　 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析 ...........................................28 系統(tǒng)操作說(shuō)明 .......................................................28 調(diào)試 ...............................................................28 指標(biāo)測(cè)試 ...........................................................29 測(cè)試儀器........................................................29 主要模塊測(cè)試....................................................29 測(cè)試結(jié)果........................................................30總　 結(jié) ...................................................................31參考文獻(xiàn) .................................................................32附錄１　 整機(jī)原理圖 .......................................................33附錄 2　 元件明細(xì)表........................................................34附錄 3　 系統(tǒng)控制程序......................................................35 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 2 頁(yè) 共 44 頁(yè)引　言隨著社會(huì)和城市交通的快速發(fā)展，近幾年機(jī)動(dòng)車輛數(shù)字急劇增加，道路超負(fù)荷承載道路現(xiàn)象嚴(yán)重，致使交通事故逐年增加。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。俗話說(shuō)“要想富，先修路” ，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路還是無(wú)法保障暢通安全。作為交通控制的重要組成部份的交通信號(hào)燈也應(yīng)國(guó)際化。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問(wèn)題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。隨著城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況。因此，自 80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì)高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒(méi)有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點(diǎn)，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵?tīng)顩r，越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問(wèn)題?？梢?jiàn)交通燈是城市交通有序、安全、快速運(yùn)行的重要保障，因此解決好公路交通信號(hào)燈控制問(wèn)題也成了保障交通有序、安全、快速運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)是一款基于單片機(jī) AT89C51為控制核心的交通控制系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛、行人的有效導(dǎo)引。設(shè)計(jì)中我們選用紅、綠、黃三種不同 LED發(fā)光管作為車輛和行人的指示，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，形象直觀；采用 LED數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)顯示，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。該系統(tǒng)還可根據(jù)交通擁擠情況可以設(shè)置主干道的通行時(shí)間，以提高效率，緩減交通擁擠；當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，交警可將系統(tǒng)設(shè)置成手動(dòng)，讓某路口車輛通行，此路口行人禁行，緊急情況結(jié)束后再轉(zhuǎn)成自動(dòng)狀態(tài)。本設(shè)計(jì)并對(duì)系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，很有城市交通道口的“模型”味。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 0 頁(yè) 共 44 頁(yè)第 1 章　方案設(shè)計(jì)與論證設(shè)計(jì)要求要實(shí)現(xiàn)交通燈基本信息指示功能的基礎(chǔ)上，還要實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)時(shí)間和工作狀態(tài)顯示、緊急情況處理等功能，如何選擇有效方案至關(guān)重要。 總體方案設(shè)計(jì)思想根據(jù)傳統(tǒng)十字路口交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可將本系統(tǒng)分為四個(gè)模塊，第一個(gè)模塊是控制模塊，主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)工作的控制和運(yùn)算，從而使各模塊正常工作；第二個(gè)模塊為顯示模塊，主要是對(duì)車輛和行人應(yīng)該遵守交通規(guī)則的指導(dǎo)性的直觀顯示，它主要包括倒計(jì)時(shí)顯示和紅、綠、黃燈兩大部分；第三個(gè)模塊是輸入模塊，它的主要作用是輔助控制模塊，相當(dāng)于輸入裝置，利用它可以對(duì)交通燈各路口通行時(shí)間的設(shè)置以及出現(xiàn)緊急情況時(shí)，進(jìn)行不同工作方式的切換設(shè)置；第四個(gè)模塊是電源模塊，它是整個(gè)系統(tǒng)的“心臟” ，負(fù)責(zé)給各模塊提供合適的電壓，讓各模塊能穩(wěn)定工作。其系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖 11所示：電源模塊控制模塊顯示模塊顯示模塊顯示模塊顯示模塊輸入模塊東西南北十字路口工作狀態(tài)顯示圖 11 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 1 頁(yè) 共 44 頁(yè) 系統(tǒng)方案選擇與比較 控制模塊方案選擇方案一：由計(jì)數(shù)器 74LS161級(jí)聯(lián)組成，配合譯碼器和秒脈沖信號(hào)發(fā)生器等器件組成交通燈系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)單，調(diào)試容易等優(yōu)點(diǎn)。 方案二：采用 ATC公司的單片機(jī) ATC89C51作為控制器。單片機(jī)運(yùn)算能力強(qiáng)，軟件編程靈活，自由度大。它是 MCS51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品，在指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn) 8052單片機(jī)完全兼容，使用時(shí)容易掌握；采用 ATC89C51單片機(jī)穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)，在系統(tǒng)/在應(yīng)用可編程。方案比較：采用方案一來(lái)實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈控制系統(tǒng)非常方便，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制單一，但整個(gè)系統(tǒng)性能不是很高，倒計(jì)時(shí)不是非常精確，如果要求系統(tǒng)能設(shè)置不同工作時(shí)間不容易，因而對(duì)于完成題目較困難，而方案二完全能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，容易掌握，利用編程，易控制，I/O 接口很多，易于擴(kuò)展外圍電路，價(jià)格便宜，故選擇方案二。 顯示模塊方案選擇該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)、狀態(tài)燈等功能?；谏鲜鲈颍紤]了三種方案。方案一：完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字苻，無(wú)法勝任題目要求。方案二：完全采用點(diǎn)陣式 LED 顯示。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。方案三：用七段 LED數(shù)碼管完成倒計(jì)時(shí)顯示，用 LED燈作為狀態(tài)燈指示功能。方案比較：方案一和方案二都不符合設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，而方案三采用數(shù)碼管與 LED燈相結(jié)合的方法因?yàn)樵O(shè)計(jì)既要求倒計(jì)時(shí)數(shù)字輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出等，為方便觀看并考慮到現(xiàn)實(shí)情況，用數(shù)碼管與 LED燈分別顯示時(shí)間與提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。權(quán)衡利弊，選擇方案三。 輸入模塊方案選擇方案一：采用 8155擴(kuò)展 I/O 口及鍵盤，顯示等。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：使用靈活可編程，并且有 RAM,及計(jì)數(shù)器。若用該方案，可提供較多 I/O 口,但操作起來(lái)稍顯復(fù)雜。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 2 頁(yè) 共 44 頁(yè)方案二：直接在 I/O口線上接上按鍵開(kāi)關(guān)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)精簡(jiǎn)和優(yōu)化了電路，所以剩余的口資源還