合肥工业大学课程设计报告
课程设计报告
课程设计名称：十字路口自动红绿灯指挥系统专业班级：
组长：
组员：
成绩：
指导教师：
开课时间：2011~2012 学年一学期
目录
一、设计题目 (1)
二、主要指标及要求 (1)
三、方案选择 (1)
四、工作原理分析 (2)
五、单元模块设计及分析 (2)
5.1控制器设计 (2)
5.2定时器设计 (6)
5.3 时钟信号脉冲发生器设计 (7)
5.4译码器设计 (8)
5.5延时电路设计 (9)
六、总电路图 (10)
七、仿真及结果分析 (11)
八、设计心得 (11)
九、参考文献 (13)
一．设计题目
十字路口自动红绿灯指挥系统
二．主要指标及要求
1.自动完成绿－黄－红－绿－……工作循环；
2.每种信号灯亮的时间不等，如：绿灯亮20秒－黄灯亮5秒－红灯亮15秒，如此循环；
3.用倒计时的方法，数字显示当前信号的剩余时间，提醒行人和司机；
4．(*) 信号灯的时间分别可调，以适应不同路口，不同路段交通流量的需求。
选题的意义：交通信号灯是我们日常生活中常见的，也是交通系统只不可或缺的一部分，选择这个课题有助于我们对交通指挥系统的了解，更有助于我们将理论运用于实际中，对于我们以后进行其余的课题研究有很好的积极作用。
三、方案选择
四、工作原理分析
绿红黄灯工作分三个阶段，即控制器有三个状态T0、T1、T2。在状态T0停留20秒，此间绿灯亮，然后转至状态T1。在状态T1停留5秒，此间黄灯亮。5秒后转至T2，在状态T2下，红灯亮15秒，15秒后返回状态T0。红绿灯控制系统由控制器、定时器、时钟信号脉冲发生器、译码器以及延时电路组成。控制器有3个输入信号：TS=19，TM=4，TL=14；3个状态信号：T0、T1和T2，编码分别为00、01、10，由Q1Q0表示。一个输出信号W：表示状态转换。三个状态信号分别控制绿红黄三种颜色的灯。W是计数器的回零信号。
五、单元模块设计及分析
5.1控制器设计
列出状态转换表如表1所示，由状态转换换表可推出状态方程和状态转换信号如下：
利用中规模集成电路实现控制器。控制器有三个状态，选择两个D触发器F1和F0组成控制时序电路的时序逻辑部分，其驱动方程就是控制器的状态方程，选择2个四选一数据选择器(74LS153)M2、M1组成控制器时序电路的组合逻辑部分。将触发器的现态作为数据选择器的选择变量，即BA=Q1n Q0n,状态转换信号TS、TM、和TL作为数据选择器的输入信号，绿红黄灯控制器的逻辑图如图2所示,图中C0对应TS，C1对应TM，C2对应TL。对于数据选择器M1和M2，设控制器现态Q1n Q0n=BA=00，由选择器M1和M0选择的数据分别为Y2=0，Y1=TS，即Y2Y1=0TS，由状态转换方程可知，正是00的次态，若TS=0，Y2Y1=00，若TS=1，Y2Y1=01；当现态Q1n Q0n=
BA=01，选择器M1、M2选择的数据Y2Y1为TM和TM的非，由状态转换方程可知，正是01状态的次态；同理，当现态Q1n Q0n= BA=10，选择器M1、M2选择的数据Y2Y1为TL的非和0，是10状态的次态。由此可见，数据选择器M1、M2所选择的数据是控制器的次态数据，图2所示的逻辑电路能够满足要求。
74LS153是双向数据选择器：双向是指经过选择，把多路数据中的一组数据传到公共数据线上，实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，74153是一个双四选一的数据选择器，它是由两组四选一数据选择器，共有54/74152、54/74LS153、54/74S153三种线路结构模式。74153的管脚功能表：
表5.1.2
表5.1.3
真值表：
74153管脚图:
7474芯片及其管脚图：
5.2定时器设计
定时器选用可逆计数器74192，它提供19、14、4秒的定时信号分别控制控制器状态的转换，当倒计数到零时，计数器产生的回零信号W提供给控制器的TS、TM、TL，使不同颜色交通灯状态发生跳转。计数器由两片74192构成，由双D触发器的输出Q1Q0决定预置时间，Q1Q0=00时，预置时间为1
秒，Q1Q0=01时，预置时间为14秒，Q1Q0=10时，预置时间为4秒。当倒计数到零时，由两个借位输出端B0产生信号通过延时电路控制LD端置数。具体见图3。
图3：
表5.2.1 74192集成计数器的逻辑功能表：
192 为可预置的十进制同步加/ 减计数器，共有54192/74192，
54LS192/74LS192 两种线路结构形式。其主要电特性的典型值如下：
192 的清除端是异步的。当清除端（LR）为高电平时，不管时钟端（CPD、CPU）状态如何，即可完成清除功能。
192 的预置是异步的。当置入控制端（LD）为低电平时，不管时钟CP的状态如何，输出端（Q0～Q3）即可预置成与数据输入端（A～D）相一致的状态。
192 的计数是同步的，靠CPD、CPU同时加在4 个触发器上而实现。在CPD、CPU 上升沿作用下Q0～Q3 同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当进行加计数或减计数时可分别利用CPD或CPU，此时另一个时钟应为高电平。
5.3 时钟信号脉冲发生器设计
主要用来产生秒脉冲信号。脉冲信号的频率可调，所以可以采用555组成多谐振荡器，其输出脉冲作为下一级的时钟信号。555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作，最大负载电流可达200mA，7555可在3~18V 工作，最大负载电流可达4mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
555定时器构成多谐振荡器，组成信号产生电路接通电源后，VCC通过电阻R1、R2给电容C充电，充电时间常数为（R1+R2），电容上的电压vC按指数规律上升，当上升到VREF1=2VCC/3时，比较器C1输出高电平，C2输出低电平，RS=10，触发器被复位，放电管T28导通，此时v0输出低电平，电容C开始通过R2放电，放电时间常数约为R2C，vC下降，当下降到VREF2=VCC/3时，比较器C1输出低电平，C2输出高电平，RS=01，触发器被置位，放电管T28截止，v0输出高电平，电容C又开始充电，当vC上升到时VREF1=2VCC/3，触发器又开始翻转。如此周而复始，输出矩形脉冲。其电路原理图如图4所示。
图4：由555定时器构成的时钟信号脉冲发生器
5.4译码器设计
控制器状态与信号灯的关系如下表所示。选用74LS138译码器对系统状态变量进行译码，再经过非门产生高电平有效的三色灯控制信号G、Y、R。译码器逻辑图如图5所示。
表5.4.1 控制器状态与信号灯的关系
图5：译码器逻辑图
5.5延时电路设计
倒计数到零时，由计数器产生的回零信号促使控制器状态跳转，跳转后的Q1Q0给计数器重新置数，同时回零信号将低电平送入LD置数有效，Q1Q0必须在LD得到低电平前已发生跳转并给计数器置数端置数好，所以必须让回零信号通过一个延时电路输出给LD，用可调的RC延时电路，既方便又简单。具体电路如图6所示。
图6：RC延时电路
六、总电路图：
七、分析仿真结果及
在设计过程中，我们进行了多次仿真，不断对电路进行修改，最后得到了以上总电路图。
在第一次仿真时，结果是电路无法翻转计数，当第一状态结束，即绿灯状态19秒计时完后，它又直接计数19并不再计数；于是我们又对电路各个模块进行排查，最后确定电路正确，且与方案没什么冲突，这是我们猜想是192芯片的BO溢出信号出少了一个延时电路，是的溢出信号还来不及让D触发器翻转，就直接输给192的LOAD端使其直接计数，并一直保持低电平；分析出原因后，我们给电路加上了延时电路，再次进行仿真。
再次仿真发现第一个状态结束后，电路翻转，但从99开始计时，以后都是如此反复，这是我们意识到是延时时间长了，于是经过多次修改，最终将参数配置成功，完成了仿真。
八、设计心得体会
此次课程设计以三人为一组，倒是带有点三个臭皮匠赛过一个诸葛亮的意味。设计的前期，小组三人各干各的，都想靠自己先整出一个方案来，结果一周过去了，大家都没结果，而且把大家自己的半成品拿出来一对照，发现思路都差不多，于是我们就开始整合三个人的方案，这次大家就很快发现了各自的问题，这样进度就快多了，很快的我们就将电路仿真出来了。这是一个靠团队才能更好的完成的任务，真的是一个巴掌拍不响啊，只有取大家之精华才能做到又快又好!
仿真出来后，就是搭电路实际制作了，我们应该是为数不多的几组实体制作不成功的吧。并不是我们偷懒了，我们花的时间绝对不比别人少，花了那么多心水，我们都不想放弃！电路拆了又搭，搭了又拆，但最后还是没出来；无奈的我们只好求助老师。经过老师的分析，得到的结果很是打击我们——理论有问题！当时我还是不死心，说可是仿真出来了啊，但老师告诉我们的是，仿真是绝对理想的东西。这时我们都不得不承认我们的理论出问题了，但这都不重要了，重要的是经过老师的分析，让我们对这个课题的分析有了更清晰的认识，使我们的逻辑性更好了，听完老师的分析我们都有一种茅塞顿开的感觉。
经过此次的课程设计，让我明白了，理论与实际总是有差距的，在实际没有证实前，再好的理论它终究还是理论吗，这或许就是为什么历史上许多伟大理论
诞生到实践证明前都不被真正承认的原因吧。还有一点感悟是就是自信是必须的但也不能够太过乐观，因为即使准备的在充分，总是还有突发情况需要我们面对。同时，课程设计也是个需要耐心的事，心急吃不了热豆腐，只有一步一个脚印，才能将它做好！
最后，要感谢老师给我们的指导和帮助，谢谢您！
九、参考文献
林红、周鑫霞编著·数字电路与逻辑设计第2版，清华大学出版社，2004；阎石主编·数字电子技术基础第4版，北京：高等教育出版社，1998；
伍时和主编·数字电子技术基础第1版，北京：清华大学出版社，2009.
题目：基于单片机的交通灯控 制器设计 院（系）：信息与通信学院 专业：微电子学 摘要 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。本系统由单片机系统、四位数码管显示、彩色LED交通灯演示系统组成。设计一个用于东西、南北走向的交通管理。南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为45秒、支干道每次通行间为30秒。本系统结构简单，操作方便；可实现自动控制，具有一定的智能性；对优化城市交通具有一定的意义。本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程序结构，便于模块化处理，使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理，用以控制过往车辆的正常运作。 关键词：交通灯；单片机；数码管
Abstract Shuttle crossroads vehicles, pedestrians bustling, car dealers lane pavements people, methodical. Rely on to achieve orderly order it? Is automated command system of traffic lights. The system consists of a microcontroller system, four digital display color LED traffic lights demo system. The design for the east and west, north-south traffic management. Lane of the north-south direction (the main road) and east-west direction (branch roads) lanes on two cross-road vehicles run alternately main road every passage time is set to 45 seconds, the branch roads between each passage 30 seconds. The system is simple in structure, easy to operate; achieve automatic control, smart has a certain significance; optimize urban traffic. The design of each task segments packaging, remain relatively independent of each task; effective to improve the structure of the program to facilitate modular treatment program readability, maintainability and portability have been further improved. With the rapid development of science and technology in recent years, the application of SCM is the deepening of the traditional control while driving detection technology is increasingly updates. Real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is often as a core component to use microcontroller knowledge alone is not enough, should be based on the specific hardware structure of hardware and software combination, to be improved. This article come mainly from the application of SCM crossroads traffic lights intelligent management to control the normal functioning of the passing vehicles. Key words：traffic lights; microcontroller; digital tube
课 程 设 计 2015 年 7 月 30 日 设计题目 学 号 专业班级 学生姓名指导教师 十字路口自动红绿灯指挥系统
目录 一、主要指标及要求 (1) 二、方案选择 (1) 三、工作原理分析 (1) 四、单元模块设计及分析 (2) 4.1时钟信号脉冲发生器设计 (2) 4.2定时器设计 (4) 4.3 延时电路设计 (5) 4.4状态转换电路设计 (6) 4.5置数组合逻辑设计 (7) 五、总电路图 (9) 六、设计心得 (9) 七、参考文献 (10)
十字路口自动红绿灯指挥系统 班级：指导老师: 学生： 学号： 一、主要指标及要求 1.自动完成绿－黄－红－绿－……工作循环； 2.每种信号灯亮的时间不等，如：绿灯亮20秒－黄灯亮5秒－红灯亮15秒，如此循环； 3.用倒计时的方法，数字显示当前信号的剩余时间，提醒行人和司机； 4．(*) 信号灯的时间分别可调，以适应不同路口，不同路段交通流量的需求。 二、方案选择 三、工作原理分析 本电路分为五个模块，即时钟信号脉冲发生器、定时器、延时电路、状态转换电路、置数组合逻辑电路。其中由555定时器组成的时钟信号脉冲发生器为由两片74LS192计数器组成的定时器电路提供1Hz的脉冲信号，使计时器能够正常计数。由三片双四选一数据选择器组成的置数组合逻辑电路分别为计数器置
19s、4s、14s和0s等不同的数。当计数归零时，计数器的溢出信号使双D触发器的状态发生跳转，同时控制着绿黄红灯的亮灭，使得绿黄红灯亮时，定时器分别置19s、4s、14s。延时电路起到延时作用，当计数器计数归零时，溢出信号通过延时电路先使触发器状态发生翻转，再加载LD信号，使计数器置一个新数。 四、单元模块设计及分析 4.1时钟信号脉冲发生器 时钟信号脉冲发生器选用555定时器主要用来产生秒脉冲信号。脉冲信号的频率可调，所以可以采用555组成多谐振荡器，其输出脉冲作为下一级的时钟信号。555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作，最大负载电流可达200mA。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。 555定时器构成多谐振荡器，组成信号产生电路接通电源后，VCC通过电阻R1、R2给电容C充电，充电时间常数为（R1+R2），电容上的电压vC按指数规律上升，当上升到VREF1=2VCC/3时，比较器C1输出高电平，C2输出低电平，RS=10，触发器被复位，放电管T28导通，此时v0输出低电平，电容C开始通过R2放电，放电时间常数约为R2C，vC下降，当下降到VREF2=VCC/3时，比较器C1输出低电平，C2输出高电平，RS=01，触发器被置位，放电管T28截止，v0输出高电平，电容C又开始充电，当vC上升到时VREF1=2VCC/3，触发器又开始翻转。如此周而复始，输出矩形脉冲。其电路原理图如下：
重庆三峡职业学院 课程设计 课题名称交通灯控制系统设计 交通灯控制系统设计 摘要：本系统由单片机最小系统、按键（开关）、LED显示等等组成交通灯演示系统。 系统用红、黄、绿三个发光二极管模拟交通灯的红灯、黄灯、绿灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时（15秒）、时间设置、紧急情况（按键模拟传感器）处理等功能。 关键词：AT89C51,交通规则 弓I 言:随着日新月异的电子变革，电子产品发生了突飞猛进的巨变，而在其中AT89C51扮演着一个重要的角色，AT89C51单片机具有广泛性、工具性、基础性的几个特点。单片机应成为中等技术人员的重要技术知识层面。近年来，我国工程技术队伍的梯队建设有了很大的进展。各类高职、高专如雨后春笋，涉电专业普遍开设单片机类课程。直观性表现在尽可能让我们在学习基本原理时能直观地看到相关实物及实物表演，使基本原理能实现形象化的表达；实践性表现在我们要通过许多实际操作来理解与掌握单片机的本质与技能；综合性表现在最终能使我们达到运用知识与技能来完成一个应用系统开发的全过程，有助于大学生动手能力的培养和提高，课程设计就是一门应用性很强的课程。如何让我们在学好基础知识的同时，迅速掌握设计应用技术，其中，实验与课程设计环节起着非常重要的作用。对我们学习和掌握单片机设计技术起到积极的作用。
一、方案比较、设计与论证
(1)电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案 方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统线路变复杂，且可能影响系统各模块的电路电平。 方案二：采用干电池提供电源。该方案的优点是系统简明扼要，线路易于梳理，节约成本；缺点是输出功率不高。 综上所述，我们选择第二种方案。 (2)显示界面方案： 该系统要求完成数码管倒计时(15s)、状态灯发光二极管(红、黄、绿)的显示功能。基于上述原因，我们考虑了二种方案： 方案一：东西南北四个方向分别采用两位数码管显示倒计时。这种方案只显示有限的符号和数码字苻，并且制作PCB图时有许多的线相交，线路十分的复杂，不易制作原理图与PCB图，无法胜任题目要求。 方案二：东西南北四面各自采用红、黄、绿三个发光二极管显示，采用一个两位数码管显示倒计时，主要优点是易于调整元件在硬制板上摆放的位置，同时也易于PCB图的制作。 综上所述，我们选择方案二。 (3)输入方案： 题目要求系统能即时的处理外部紧急情况产生的中断，我们讨论了两种方案: 方案一：采用矩阵键盘。该方案的优点是： 可提供较多I/O 口，实现更多的外部中断。直接站单片机的接口少的特点，但操作起来稍显复杂，而且编程也趋于复杂。 方案二：直接在IO 口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路。 由于该系统对于交通灯等发光二极管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，只要一个开关来模拟一个外部的紧急中断，且本身的计数器及RAM E经够用，故选择方案二。 (4)系统方案： 本系统的硬件采用模块化设计，以单片机控制器为核心，与LED信号灯电路等组成单片机控制信号系统? 单 片 机
交通控制器设计实验 一．实验目的 1．了解交通灯的亮灭规律。 2．了解交通灯控制器的工作原理。 3．进一步熟悉VHDL语言编程，了解实际设计中的优化方案。二．实验任务 设计一个十字路口交通控制系统，其东西，南北两个方向除了有红、黄、绿灯指示是否允许通行外，还设有时钟，以倒计时方式显示每一路允许通行的时间，绿灯，黄灯，红灯的持续时间分别是40、5和45秒。当东西或南北两路中任一道上出现特殊情况，例如有消防车，警车要去执行任务，此时交通控制系统应可由交警手动控制立即进入特殊运行状态，即两条道上的所有车辆皆停止通行，红灯全亮，时钟停止计时，且其数字在闪烁。当特殊运行状态结束后，管理系统恢复原来的状态，继续正常运行。 三．原理分析 本系统主要由计数控制器和倒计时显示器电路组成。计数控制器实现总共90秒的计数，90秒也是交通控制系统的一个大循环；控制器控制系统的状态转移和红黄绿灯的信号输出；倒计时显示器电路实现45秒倒计时和显示功能。整个系统的工作时序受控制器控制，它是系统的核心。 控制器的整个工作过程用状态机进行描述，其状态转移关系如下图所示。五种状态描述如下： s0：东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，此状态持续40秒的时间； s1：东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮，此状态持续5秒的时间；
s2：东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，此状态持续40秒的时间； s3：东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮，此状态持续5秒的时间； s4：紧急制动状态，东西方向红灯亮，南北方向红灯亮，当紧急制动信号有效（hold=’0’）时进入这种状态。 当紧急制动信号无效（hold=’1’）时，状态机按照s0→s1→s2→s3→s0循环；当紧急制动有效（hold=’0’）时，状态机立即进入s4，两个方向红灯全亮，计数器停止计数；当紧急制动信号再恢复无效时，状态机会回到原来的状态继续执行。 四．电路设计 交通控制器系统顶层原理图如下图所示，它由计数控制器（control），45秒倒计时计数器（M45）模块组成。下面主要介绍计数控制器和倒计时计数器M45的设计方法。
微机原理课程设计报告 新疆农业大学 计算机与信息工程学院 课程题目：微机原理与几口技术 班级：电科112 指导老师：张婧婧 姓名：刘建国 学号：114633222
基于8086的交通信号控制器的设计报告摘要： 这次课程设计，我们的任务是：基于8086的交通信号控制器的设计。8086系统是我们这个学期学习的主线方向，我们将在8086系统的基础上完成交通信号控制器的设计，其具体功能是：1.显示十字路口东西、南北2个方向的红、黄、绿的指示状态。2.实现正常的倒计时功能。用2组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，显示时间为红灯30s，绿灯50s，黄灯5s。3.按S1键能实现特殊的功能，显示倒计时的2组数码管闪烁，计数器停止计数并保持在原来的状态；东西、南北路口均显示红灯状态；特殊状态解除后能继续计数。4.按S2键实现总体清零功能。计数器由初始状态计数，对应的指示灯亮。 关键词：8086系统 74154 74HC373 8255A LED交通灯
(一) 1) 设计目的 交通信号控制灯是日常交通不可缺少的工具，涉及到人们的人生和财产安全，在道路行驶上起了相当关键的作用，因而设计交通信号控制灯是非常有意义的。同时我们这次设计的课题就是“基于8086交通信号控制器的设计”，基于以上目的，我利用一周时间精心设计出课题要求的交通灯。 2) 设计思想 在此次设计过程中，我们选择了数码管、发光二极管、74LS138、74LS373、8255A和8086来控制实现交通灯按设计要求工作。 3）硬件部分 1、LED设计说明: 用LED作为倒计时时间的显示器，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为10:1，利用LED技术，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，LED是发光二极管属于二极管的一种,LCD是液晶显示器,两者相差太多.但是用LED的点阵也能组成显示器,适用于户外大屏幕显示,分辨率较低，LED与LCD具体比较如下图 表1-1：LCD与LED的比较 2、8255设计说明: 用8255A可编程并行接口芯片的A、B、C三口作为红、绿、黄交通灯的控制输入口。8255有三个并行输入输出口，可以方便的对三种颜色的交通灯进行很好的控制。解决方案是：PB0~PB7接模拟灯二极管，PA0~PA7接7段二极管的段选，PC0~PC3接7段二极管的位选，PC4~PC7与开关相连，处理器芯片集成芯片卡PCI卡连接，用于完成硬件方面的实验正常通信。其芯片比较说明:如下表： 表1-2：8255A与8251芯片的比较
安徽三联学院 学年论文 十字路口交通灯控制系统Crossroads traffic lights control system 专业：电气工程及其自动化 姓名： 学号： 指导老师： 2010年12 月15 日 信息与通信技术系
【摘要】根据8051单片机的特点及交通灯在实际控制中的特点，本文提出一种用单片机自动控制交通灯及时间显示的方法。同时给出了软硬件设计方法,设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤，对在单片机应用中可能遇到的重要技术问题都有涉足。本文对十字路口状态预设为两种，一种是正常状态，另一种是故障或紧急状态，通过按键来实现。通过按键可以调节时间的显示；以及红绿灯亮的时间；还可以设置交通忙碌时间；当时间达到忙碌的时间，程序则进入忙碌时间。在此设计中用LCD1602来作为人机相联的显示屏，数码管作倒计时，双色LED作为红绿黄三种交通控制灯，四个按键当为设置和急停用。 【关键词】单片机；交通灯；时间显示器；数码管。 【Abstract】8051 features and characteristics of traffic lights in the actual control, this paper proposes a single-chip automatic control of traffic lights and time display. Given hardware and software design methods, the two steps of the design process including the hardware circuit design and programming have to get involved on important technical issues that may be encountered in the SCM application. Crossroads state default two, one is the normal state, another is a failure or emergency button. Button can adjust the time display; and traffic lights bright; can also set the traffic busy time; time to reach a busy time, the program is to enter a busy time. In this design, using LCD1602 as a display of human-computer linked digital tube to make countdown, the two-color LED as red, green and yellow three traffic control lights, four buttons to use for the set and emergency stop. 【Key words】SCM; traffic lights; time display; digital tube.
黄河科技学院课程设计任务书 工学院机械系机械设计制造及其自动化专业10 级班学号姓名指导教师 题目: 彩灯控制器的设计 课程:单片机课程设计 课程设计时间 2013年10月28日至2013年11 月10 日共2 周 一、设计要求： 利用AT89C51单片机的4位数字加法计算器，能进行加减运算。 创新要求： 功能键能清零、超出位数光报警提示、违规操作声报警 二、设计方案分析： 采用4×4键盘，键盘定义十个数字键，六个功能键，使用串行动态显示显示运算结果。主程序进行初始化，采用行列扫描进行查表得出键值，每次按键后调用显示子程序。 主要单元电路的设计 复位电路 复位电路采用上电复位与手动复位相结合的方案。上电复位时，上电瞬间RST 端的电位与VCC相同，即为高电平，随着充电电流的减小，RST端的电位逐渐下降。只要高电平保持时间足够长，就可以使AT89C52有效地复位。手动复位时，按下复位按钮，电容C1通过R2电阻迅速放电，使RST端迅速变为高电平，复
位按钮松开后，电容通过R和内部下拉电阻放电，逐渐使RST端恢复为低电平。 电路如图所示 晶振电路 晶振电路是单片机的心脏，它用于产生单片机工作所需要的时钟信号，晶振电路给数字钟提供一个频率稳定准确的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定，晶振电路如图 键盘电路的设计 键盘可分为两类：编码键盘和非编码键盘。编码键盘是较多按键（20个以上）和专用驱动芯片的组合，当按下某个按键时，它能够处理按键抖动、连击等问题，直接输出按键的编码，无需系统软件干预。通用计算机使用的标准键盘就是编码键盘。当系统功能比较复杂，按键数量很多时，采用编码键盘可以简化软件设计。但大多数智能仪器和电子产品的按键数目都不太多（20个以内），为了降低成本和简化电路通常采用非编码键盘。非编码键盘的接口电路有设计者根据需要自行决定，按键信息通过接口软件来获取。本课题需要的是16个按键，故选择用非编码键盘。 计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会很简单，但是会占用大量的I/O 口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式，而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用四条I/O 线作为行线，四条I/O 线作为列线组成键盘，在行线和列线的每个交叉点上设置一
第一章单片机概述 单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件。它在一块芯片内芯片内集成了计算机的各种功能部件，构成一种单片式的微型计算机。20世纪80年代以来，国际上单片机的发展迅速，其产品之多令人目不暇接，单片机应用不断深入，新技术层出不穷。 单片机的应用技术是一项新型的工程技术，其内涵随着单片机的发展而发展。由于MCS-51系列的单片机的模块化结构比较典型、应用灵活，为许多大公司所采纳，使8051系列的单片产品日新月异。在Intel公司20世纪80年代初推出MCS-51系列单片机以后，世界上许多著名的半导体厂商相继生产和这个系列兼容的单片机，使产品型号不断地增加、品种不断丰富、功能不断加强，在国内外单片机应用中占有重要地位。由于单片机具有功能强、体积小、价格低等一系列优点，在各个领域都有广泛的应用，有力地推动了各行各业的技术改造和产品更新换代。 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，
产品更新换代的节奏也越来越快。 第二章MSC-51芯片简介 8051是MCS-51系列单片机的典型产品。 8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： ·中央处理器：
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 ·数据存储器(RAM) 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM 只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 ·程序存储器(ROM)： 8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。 ·定时/计数器(ROM)： 8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 ·并行输入输出(I/O)口： 8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。 ·全双工串行口： 8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
网络教育学院 《可编程控制器》大作业 题目：十字路口交通灯控制设计 学习中心：辽宁彰武电大学习中心 层次：高中起点专科 专业：电力系统自动化技术 年级： 2015 年秋季 学号： 151524228206 学生姓名：陈润泽
题目五：十字路口交通灯控制设计 起动后，南北红灯亮并维持30s。在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，东西绿灯亮25s后闪亮，3s后熄灭，东西黄灯亮，黄灯亮2s后，东西红灯亮，与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。南北绿灯亮25s后闪亮，3s后熄灭，南北黄灯亮，黄灯亮2s后，南北红灯亮，东西红灯灭，东西绿灯亮。依次循环。 十字路口交通灯控制示意图及时序图如下图所示。 设计要求：（1）首先对可编程序控制器（PLC）的产生与发展、主要性 能指标、分类、特点、功能与应用领域等进行简要介绍； （2）设计选用西门子S7－200 系列PLC，对其I/O口进行分配， 并使用STEP7-MicroWIN编程软件设计程序梯形图（梯形图 截图后放到作业中）； （3）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。
1 设计背景 1.1 背景概述 本文对十字路口交通信号灯控制系统，运用可编程逻辑器件PLC做了软件与硬件的设计，能基本达到控制要求。系统仅实现了小型PLC系统的一个雏形，在完善各项功能方面都还需要进一步的分析、研究和调试工作。如果进一步结合工业控制的要求，形成一个较为成型的产品，则需要作更多、更深入的研究。 1.2 可编程逻辑控制器简介 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称 PLC) 根据国际电工委员会(IEC)在1987年的可编程控制器国际标准第三稿中，对其作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程控制器作为目前工业自动化的重要基础设备，被称为“工业自动化三大支柱性产业之一”，在各工业生产领域发挥着愈来愈大的作用。 2 十字路口交通信号灯PLC控制系统简介 2.1 控制对象及要求 2.1.1 控制对象 本系统的控制对象有八个，分别是： 东西方向红灯（R—EW）两个； 南北方向红灯 (R—SN) 两个； 东西方向黄灯（Y—EW）两个； 南北方向黄灯 (Y—SN) 两个； 东西方向绿灯（G—EW）两个；
单片机原理及应用课程设计报告 系别：物理系 专业：电子信息工程 指导教师： 班级：1504 学号： 姓名： 2018.5
课程设计任务书 目录
一、绪言 (1) 二、方案比较与论证 (1) 2.1 系统整体流程图 (1) 2.2 单片机的选择方案论证 (1) 2.3 89C51单片机引脚功能说明 (2) 2.4单片机最小系统 (5) 三、硬件电路设计 (6) 3.1 交通灯控制系统电路图 (6) 3.2 晶振电路的设计 (7) 3.3 LED灯电路的设计 (7) 3.4 主要元器件选择 (8) 四、程序设计 (8) 五、交通灯控制系统仿真 (10) 六、结束语 (11) 七、参考文献 (11)
一、绪言 近年来，随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，正在不断的应用到实际生活中，并且根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 二、方案比较与论证 2.1 系统整体流程图 2.2 单片机的选择方案论证 方案一：采用可编程逻辑期间CPLD 作为控制器。CPLD可以实现
竭诚为您提供优质文档/双击可除plc红绿灯实验报告 篇一：交通灯pLc控制实验报告 交通灯的pLc控制实验报告 学院：自动化学院班级：0811103姓名：张乃心学号：20XX213307 实验目的 1．熟悉pLc编程软件的使用和程序的调试方法。2．加深对pLc循环顺序扫描的工作过程的理解。3．掌握pLc的硬件接线方法。 4．通过pLc对红绿灯的变时控制，加深对pLc按时间控制功能的理解。5．熟悉掌握pLc的基本指令以及定时器指令的正确使用方法。 实验设备 1．含可编程序控制器microLogix1500系列pLc的Demo 实验箱一个 2．可编程序控制器的编程器一个（装有编程软件的pc 电脑）及编程电缆。3．导线若干
实验原理 交通指挥信号灯图 I/o端子分配如下表 注：pLc的24VDc端接Demo模块的24V+；pLc的com端接Demo模块的com。 系统硬件连线与控制要求 采用1764-L32Lsp型号的microLogix1500可编程控制器，进行 I/o端子的连线。它由220VAc供电，输入回路中要串入24V直流电源。1764系列可编程控制器的产品目录号的各位含义如下示。1764：产品系列的代号L：基本单元 24：32个I/o点（12个输入点，12个输出点）b：24V 直流输入w：继电器输出 A：100/240V交流供电 下图为可编程控制器控制交通信号灯的I/o端子的连线图。本实验中模拟交通信号灯的指示灯由24V直流电源供电。o/2-o/4为南北交通信号灯，o/5-o/7为东西交通信号灯。 实现交通指挥信号灯的控制，交通指挥信号灯的布置，控制要求如下：（1）信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始正常工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯熄灭。 （2）南北红灯维持25秒。在南北红灯亮的同时东西绿
课 程 设 计 2015 年 7 月 30 日 设计题目 学 号 专业班级 学生姓名指导教师
目录 一、主要指标及要求 (1) 二、方案选择 (1) 三、工作原理分析 (1) 四、单元模块设计及分析 (2) 4.1时钟信号脉冲发生器设计 (2) 4.2定时器设计 (4) 4.3 延时电路设计 (5) 4.4状态转换电路设计 (6) 4.5置数组合逻辑设计 (7) 五、总电路图 (9) 六、设计心得 (9) 七、参考文献 (10)
十字路口自动红绿灯指挥系统 班级：指导老师: 学生： 学号： 一、主要指标及要求 1.自动完成绿－黄－红－绿－……工作循环； 2.每种信号灯亮的时间不等，如：绿灯亮20秒－黄灯亮5秒－红灯亮15秒，如此循环； 3.用倒计时的方法，数字显示当前信号的剩余时间，提醒行人和司机； 4．(*) 信号灯的时间分别可调，以适应不同路口，不同路段交通流量的需求。 二、方案选择 三、工作原理分析 本电路分为五个模块，即时钟信号脉冲发生器、定时器、延时电路、状态转换电路、置数组合逻辑电路。其中由555定时器组成的时钟信号脉冲发生器为由两片74LS192计数器组成的定时器电路提供1Hz的脉冲信号，使计时器能够正常计数。由三片双四选一数据选择器组成的置数组合逻辑电路分别为计数器置19s、4s、14s和0s等不同的数。当计数归零时，计数器的溢出信号使双D触发器的状态发生跳转，同时控制着绿黄红灯的亮灭，使得绿黄红灯亮时，定时器分别置19s、4s、14s。延时电路起到延时作用，当计数器计数归零时，溢出信号通过延时电路先使触发器状态发生翻转，再加载LD信号，使计数器置一个新数。 四、单元模块设计及分析 4.1时钟信号脉冲发生器 时钟信号脉冲发生器选用555定时器主要用来产生秒脉冲信号。脉冲信号的频率可调，所以可以采用555组成多谐振荡器，其输出脉冲作为下一级的时钟信号。555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作，最大负载电流可达200mA。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。 555定时器构成多谐振荡器，组成信号产生电路接通电源后，VCC通过电阻R1、R2给电容C充电，充电时间常数为（R1+R2），电容上的电压vC按指数规律上升，当上升到VREF1=2VCC/3时，比较器C1输出高电平，C2输出低电平，RS=10，
本科课程设计报告 单片机课程设计报告交通灯控制系统设计
摘要 本设计是针对交通灯系统的设计，由单片机AT89C51（实物用AT89S52）、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中，构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列，是一组高性能兼容型单片机，AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机，40个引脚，片内含4KB Flash ROM和128B RAM，它是一个全双工的串行通行口，既可以用常规编程，又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示，对每一位数码分时轮流通电显示，复位电路采用上电+按钮电平复位，时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式，在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描，已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计，并将已编程的程序载入调试，可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。A道放行 25秒，B道放行20秒。一道有车而另一道无车，交通灯控制系统能立即让有车道放行。有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1：源程序代码 (13) 附2：系统原理图 (20)
实验报告 班级：学号： 姓名：日期： 实验一、红绿灯控制 一、实验目的 熟悉软件的使用，掌握plc编程的方法，编写程序控制十字路口的红绿灯。 二、实验设备 一台安装有STEP 7-MivroWIN4.0与S7200_simulation的电脑。 三、控制要求分析 实验利用PLC控制十字路口的红绿灯。十字路口的红绿灯分为横向控制灯和纵向控制灯，每个方向有红、绿、黄3种颜色的控制灯。 当电路接通，双向红绿灯开始正常工作，横向的绿灯和纵向的红灯先亮。横向的绿灯亮维持8s，在横向绿灯亮的同时纵向的红灯也亮起，并维持10s。第8秒时横向的绿灯熄灭，同时亮起黄灯并维持2s后熄灭。第10s时，横向黄灯熄灭的同时亮起红灯并维持10s，同时纵向的绿灯亮起并维持8s。当纵向绿灯熄灭并亮起黄灯持续2s后红灯亮起，同时横向的绿灯也亮起并维持8s到此一个循环就此结束下一个循环开始。当按下紧停按钮时两路同时亮黄灯2s后，其中一路亮红灯另一路亮绿灯。本实验设置了两个紧停按钮。 四、PLC的I/O分析 I0.1,I0.2两个紧停按钮。M0.1，M0.2中间继电器。 Q0.0横向绿灯，Q0.1横向黄灯，Q0.2横向红灯， Q0.3纵向红灯，Q0.4纵向绿灯，Q0.5纵向黄灯。 T37、T41为8s定时器， T38、T42为2s定时器， T39、T40为10s定时器。 五、PLC梯形图程序及指令表程序
梯形图程序：
指令表程序： LD I0.1 = M0.1 Network 2 LDN M0.2
AN T37 LDN M0.1 A T38 A M0.2 OLD = Q0.0 Network 3 LDN M0.2 AN M0.1 AN T39 TON T37, 80 Network 4 LDN M0.2 AN M0.1 AN T38 A T37 LDN M0.2 AN T38 A M0.1 OLD LDN M0.1 AN T38 A M0.2 OLD = Q0.1 Network 5 LDN M0.1 AN M0.2 A T37 LDN M0.2 A M0.1 OLD LDN M0.1 A M0.2 OLD TON T38, 20 Network 6 LDN M0.2 AN M0.1 AN T39 A T38 LDN M0.2 A T38