交通灯控制系统的设计与制作_毕业论文(编辑修改稿)

交通灯控制系统的设计与制作_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

e e nL5E y e l l owL6E r e dL7S gr e e nL8S y e l l owL9S r e dL 10W gr e e nL 11W y e l l owL 12W r e dV C CV C CV C CV C CNgreenN gr e e nNyellowN y e l l owN r e dNredSgreenS gr e e nS y e l l owSyellowSredS r e dW r e dW r e dW y e l l owW y e l l owW gr e e nW gr e e nE gr e e nE gr e e nE y e l l owE y e l l owE r e dE r e dP 3. 2P 3. 3P 3. 4P 3. 5P 3. 6C230PC130PR 18C3R 33V C CR S TR S TS1R E S 2R 32R E S 2R 33R E S 2R 34R E S 2R 35R E S 2R 36R E S 2R 37R E S 2R 38R E S 2R 39R E S 2R 40R E S 2R 41R E S 2R 42R E S 2 交通灯控制系统的设计与制作毕业论文 6 图 交通灯输出控制模块 道口交通灯指示采用红、黄、绿发光二极管进行提示。 其图如图 所示： 图 当 R=1000 欧时，按公式 A=()/R 计算，电路中的电流大小应为 A=。 由于每个路口的通行双向指示处理相同，因此每个端口应具有 的吸收电流能力。 时间显示电路模块 考虑设计需要，我们在各个方向分别用二位数码管用来显示倒计时时间，构成交通提示信息，形象逼真。 本系统使用数码管完成倒计时显示功能。 以方向东西为为例，数码管显示的数值从绿灯的设置时间最大值往下减，每秒钟减 1，一直减到 0。 然后又从红灯的设置时间最大值往下减，一直减到 0。 接下来又显示绿灯时间， 如此循环。 系统共有 1 个二位的 LED 数码管，分别放置在模拟交通灯控制板上四组交通灯中间。 四个方向上都应该显示同样的内容，所以我们可以把它们同样对待，只用了一组数码管来模拟。 也就是说各个方向的数码管个位（把数码管第二位定义为个位，第一位定义为十位）用一根信号线控制，十位用另一根信号线控制。 道口通行剩余时间采用红色 7 段数码管显示，采用共阴数码管，如用单片机P0 口加上拉电阻驱动，。 其显示电路如图 所示： 交通灯控制系统的设计与制作毕业论文 7 图 系统电源模块电路 由于该系统中 51 单片机及三极管工作电压均为 5V 电压，所以要保证系统稳定可靠的工作，需要设计一个可以稳定提供 5V 电压的供电系统。 本设计采用外置 5V 稳压开关电源作为系统的供电电源，系统电源输入接口要加滤波电容以确保工作电压稳定。 电源输出接口加上 LED 电源指示灯，用来判定电源是否正常工作。 该系统电源电路设计如图 所示： 图 交通灯控制系统的设计与制作毕业论文 8 2 系统软件设计 根据实际交通灯的变化情况和规律。 假设一个十字路口为东南西 北走向。 初始状态 1 东西绿灯通车，南北红灯亮。 过 25s，转状态 2，东西绿灯灭黄灯亮，南北红灯灭黄灯亮，过 5s，再转状态 3，南北绿灯通车，东西红灯亮。 过 25s，转状态 4，南北绿灯灭黄灯亮，东西红灯灭黄灯亮，过 5s，又循环至状态 1。 对于交通信号灯来说东西南北共四组灯，由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，因此，采用单片机内部的 I/O口来控制 12 个信号灯。 通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。 软件总体流程图 软件总体设计及流程图见图 21，主要完成各部分的软件控制和协调。 本 系统主程序模块主要完成的工作是对系统的初始化，发送显示数据，同时对按键进行扫描，等待外部中断，以及根据所需要的功能进行相应的操作。 其流程图如图， 所示 : 图 软件总体流程图 图 扫描外部按键状态 判断当前状态 复位 状态 时间 显示 初始化 开始 东西绿灯，南北红灯 延时 30s 东西黄灯，南北黄灯 延时 5s 东西红灯，南北绿灯 延时 30s 东西黄灯，南北黄灯 延时 5s 开始 交通灯控制系统的设计与制作毕业论文 9 软件主要子程序流程 复位状态子程序 现今社会经济发展状况下，我们身边的交通状况显得越来越拥挤。 在道路交通突然状况也越来越多，特别是在车流辆比较集 中的十字路口。 本设计在紧急状态下，车辆禁行、行人通行。 紧急情况结束后按下复位按钮再转成自动状态，如图 所示： 图 复位状态子程序 紧急状态 开始 按键是否按下 返回 转换成正常状态 是 否 交通灯控制系统的设计与制作毕业论文 10 显示状态子程序 图 显示状态子程序 本设计各路口灯比较多，各通行状态前文已有描述在此不一一赘述。 虽然整个系统 LED 灯的数量比较多，但各个方向的灯各司其职使交通指挥更加显而明了。 在人为手动复位和初始化的情况下，各路口所有交通灯均点亮。 此时若 有 LED 灯出现故障，一目了然，可以及时检修。 若有紧急中断信号出现，显示子程序优先处理中断程序，将所有路口的信号灯置为红色禁止通行。 紧急状态解除各信号灯再进入正常状态显示。 初始化 四个路口的灯全部不亮 按设定的交通方案显示 各路口 LED 灯的状态 开始 倒计时显示延 时 返回 交通灯控制系统的设计与制作毕业论文 11 3 系统调试分析及结果 因本设计本身要求有稳定性高、免维护、抗干扰能力强等功能，系统调试除了验证数据处理的精度，确保判断的准确性外，同时必须确认各项功能的正常运行。 电路板实物的制作 印制电路板 PCB 图的绘制 由于本电路硬件设计中，用单片机的一个 IO 口控制各路交通灯的循环点亮。 用同一芯片单片机的 P0口来控制数码管的显示点亮。 因此，在同一芯片中，所要接的线路比较多。 在硬件的布局中，各位 LED 灯和数码管的布局比较固定化，集中分布在所控制的两个路口。 因此，若采用双面 PCB板的话，这个电路的布线比较容易实现。 但是，现实水平中做双面板会出现一些焊点接触不良而导致电路调试过程不易实现。 因此，决定使用单面板布线。 单片面板的布线需要牺牲本设计电路板一部分实际电路的美观。 印制电路板的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的 功能。 印刷电路板的设计主要指版图设计，需要考虑外部连接的布局、内部电子元件的优化布局、金属连线和通孔的优化布局、电磁保护、热耗散等各种因素。 优秀的版图设计可以节约生产成本，达到良好的电路性能和散热性能。 实物的制做 准备工作：采购万能板若干张，实物电路所需的各种元器件； 还有其他的基本电子器件和制板工具。 ① 总 制板工艺程序 1)先将所有元器件摆放到万能板上，确实各个原件的最有位置，原则是，既美观，又容易焊接。 2)把摆好位置的元器件焊到板子上，最好用焊台来完成。 3)根据原理图，把所有 的连线连接起来，连接的导线，尽量用细一点的。 ②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，比如焊跳线的时候，由于接线太多，而且是手工焊接，并且焊接设备不好，烙铁头高温下容易老化氧化和温度不可控制。 因交通灯控制系统的设计与制作毕业论文 12 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，所以焊接很不方便。 但为了不出现虚焊，却花了很长时。