第一篇：交通灯开题报告
重庆电子工程职业学院毕业设计（论文）开题报告
系 别 电子信息系 专 业 微电子技术
班 级 微电081班 学生姓名 王 文 翔 学 号 2008110475 指导教师 刘睿强
一、毕业设计的内容和意义：（500字左右）
单片机控制交通灯设计内容：
本课题的主要内容分两部分即交通灯的软件编程调试和硬件电路的实现。
交通灯的软件部分基于AT89C51的c语言程序。在Proteus上模拟测量数据后再进行分析及调试。硬件部分由普通面包板焊接制成，所用原件主要有51系列单片机，74系列锁存器，2位数码管，发光二极管和若干电器元件组成。
交通灯设计内容：
1.要了解实际交通灯的变化规律.假设一个十字路口为东西南北走向.初始状态0东西方向绿灯通车,南北方向红灯,延时30 s.转状态1 ,东西方向黄灯亮，南北方向红灯按1HZ的频率闪烁,延时5s.再转状态2 ,东西方向红灯亮,南北方向绿灯通车,延时20 s.转状态3 ,东西方向红灯按1HZ的频率闪烁，南北方向黄灯亮,延时5 s.最后循环至状态0.这里的延时采用定时器0延时.2.当有紧急救护车出现时,应使东西南北四个方向全亮红灯,并延时10 s , 以便急救车通过,同时对通行时间进行倒计时,从P1口及P3口输出在发光二极管,使用8051 定时器/ 计数器0作为定时器实现子程序延时.技术上可用外部中断0发出一单脉冲向CPU申请中断.3.一般交通信号灯控制程序中使用软件延时,软件延时是靠执行一个循环程序以进行时间延迟.软件定时的特点是时间精确,且不需外加硬件电路.但软件定时要占用CPU ,增加CPU 开销,因此软件定时的时间不宜太长.本程序使用定时器/ 计数器0来定时,定时电路已经集成在芯片中,这种由硬件电路完成,不占CPU 时间.它通过对系统时钟脉冲的计数来实现,即每个机器周期产生一个计数脉冲,也就是每个机器周期计数器加1.计数值通过程序设定,改变计数值,也就改变了定时时间,使用起来既灵活又方便.交通灯设计方法：
1.选用MCS-51单片机来实现，根据设计要求，交通信号灯控制器的外部输出信号为主、副车道红、黄、绿灯共12个驱动信号；编程使相应位复/臵位来实现信号灯的亮/灭控制，使得十字路口的红、绿灯交替点亮；在灯色交换时，黄灯闪烁提醒。
2.设计要求有紧急车辆通过时，十字路口均显示红灯。可以通过软件中断来完成紧急任务，定义T0为计数中断并为下降沿触发，编写对应中断向量子程序和中断服务程序，完成中断处理。
3.设计还对定时控制有所要求。对于精确定时，应该用计数器加以控制，硬件实现复杂度增加。考虑到该设计对时间精度要求不高，所以采用软件定时可以大大简化电路。先计算出程序单部执行的时间，设臵循环参数，利用if语句按设计要求完成定时控制。单片机控制交通灯设计的意义：
信号灯的出现，使得交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有着明显的效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向，左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行；红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车；黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
自19世纪以来，红绿灯就已经被安装在各个交通路口上，作为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。19世纪50年代，英国伦敦首先使用了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械式信号灯，用以指挥马车通行。但是这种交通灯有着极大的安全隐患，所以并未推广使用。19世纪60年代，伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成。但是在随后不久，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消使用。第二次工业革命前后，电气启动的红绿灯出现在美国街头，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，20世纪初安装于纽约市5号大街的一座高塔上。
随着工业革命的深入，20世纪20年代又出现了可控的红绿灯和红外线红绿灯。可控的红绿灯有两种，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。这种技术在交通尚处于不是很拥堵的当年是可行。但是现在只能再看一些特殊场合见到这种交通管理工具了。
二战结束后，世界在冷战军事竞赛的催发下，相继诞生了电子集成高速计算技术，自动控制技术以及激光技术。后来又在太空大战的计划下诞生了大规模电子集成电路和高速计算机。
而后，随着苏联解体，两极世界的形成，这些技术开始走向了民用的阶段。在上世纪70年代，自动控制的信号灯已经被各国大量的使用了。现如今，交通信号灯越来越平民化，人性化和实用化，也越来越能体现一个国家的自动产业链条的整体水平。
二、文献综述：（300字左右）
交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。
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MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设臵红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
一、工作计划及方案论证：（500字左右）
工作计划：
1.进行全方位的自我定位分析，选择适合自己的课题。2.多方面的收集资料，包括书籍，请教他人，网上查找。3.将毕业设计做一个基本版块定位，熟悉每一章节应书写的内容。4.做完以上工作，首先完成基本的开题报告，教指导老师检查。5.开题报告通过后，进行设计的内容书写，将每一章节的内容做详细的时间规划书写。
6.完成毕业设计初稿后，教指导老师检查，根据老师的指导，再做重新的修改和整理。最终完成此次毕业设计。
方案论证步骤：
1.收集实物材料，实地观察马路交通灯的工作形式。2.开始硬件制板，决定芯片类型和i/o口配臵。3.软件编程开始，Proteus调试通过。4.程序烧写到芯片中去，开始总调试。5.电路板焊接，完成。
四、参考文献：（不少于10篇，期刊类文献不少于7篇）
[1] 林华兵编著.MCS-51单片机原理及应用.武汉：华中科技大学 出版社，2003.6
[2] 先锋工作室编著.单片机程序设计实例.清华大学出版社，2003.1 [3] 陈明荧编著.8051单片机课程设计实训教材.清华大学
出版社，2003.3 [4] 王晓明、曾红编著.单片机教程.东北大学出版社，2001.12 [5] 张洪润、蓝清华编著.单片机应用技术教程.清华大学
出版社，1997.11 [6] 求是科技、勒达编著.单片机应用系统开发实例导航.人民邮电
出版社，2003.10 [7] 南建辉、熊鸣、王军茹编著.MCS-51单片机原理及应用实例.清华大学出版社，2004.3 [8] 苏凯、刘庆国、陈国平编著.MCS-51系列单片机系统原理与设计.冶金工业出版社，2003.3 [9] 白驹珩、雷晓平编著.单片计算机及其应用.成都：电子科技大学出版社，1997.12 [10] 徐爱钧 彭秀华编著.单片机高级C51应用程序设计.电子工业出版社，1998.6 [11] 李东生、张勇、许四毛编著.Protel 99SE电路设计技术入门与应用.北京：电子工业出版社，2002.12 [12] 王勇、陈爱弟、蔡明军、任安宏编著.Protel 98实用指南.西安：西安电子科技大学出版社，1999.7 [13] 袁涛编著.单片机C高级语言程序设计及其应用.清华大学出版社，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] 伍时和.数字电子技术基础.北京:清华大学出版社，2009 [17] 吴友宇.模拟电子技术基础.北京:清华大学出版社，2009 [18] 李朝青.单片机原理及接口技术.四川:电子科技大学出版社，2005 [19] 蔡朝洋.单片机控制实习与专题制作，北京:电子工业出版社，2004 [20] 赵广林.电路设计与制版,北京:人民邮电出版社，2005
五、指导教师意见：
六、审查意见：
注：内容为四号仿宋体
指导教师（签字）教研室负责人（签字）系部负责人：（签字）日期：
日期：
日期：
第二篇：开题报告-基于单片机的交通灯设计
开题报告
电气工程及自动化
基于单片机的交通灯设计
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
当今社会，随着日益增长的社会发展，人们对于社活的水平也日益提高，不仅在物质享受方面有所提高，在精神享受方面也逐渐增长。最明显的就是汽车的增长。现在几乎每户人家都有一辆汽车，以至于道路经常堵塞，频繁出现交通事故。由于这种状况的出现，这就要求能有效的管理交通，其中十字路口的交通灯起着巨大的作用。因此，交通灯的有效控制能较好的缓解当前的交通堵塞压力。一般的交通灯只有四盏红绿灯，红灯禁止，绿灯通行。较好的交通灯不仅有红黄绿灯，还有可以让行人通行的行人路灯以及显示通行方向和时间的显示器。其中主干道为双向的交通线路，垂直的辅路可供行人行走。主干道上的红绿灯指挥车辆的行驶，辅路上的红绿灯指挥行人的通行与禁止。但是这种交通灯还是不能满足当前的交通状况，要使车辆和行人能有条不紊的通行，就需要交通灯能根据车流量自动的调节时间，这样就可以提高通行的效率。目前国内有一种新型的无线十字路口交通灯智能感应控制系统，该系统的主机通过无线模块通信得到各方向从机采集的公路车辆实时流量信息并计算出十字路口交通动态配时。该系统突破了传统固定配时模式，大大提高了十字路口车辆通行效率，缓解了交通阻塞，具有实际应用前景。
本设计采用51系列单片机设计智能交通灯，该系统由8051单片机、交通灯显示、LED倒计时、车辆检测及调整、违规检测、紧急处理、时间模式手动设置等模块组成。系统除基本交通灯功能外，还具有通行时间手动设置、可倒计时显示、急车强行通过、车流量检测及调整、交通异常状况判别及处理等相关功能。理论证明该系统能够简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。
单片机是一种广泛应用的微处理器技术。单片机具有种类繁多、价格低、功能强大和扩展能力强等优点。随着第一代4位单片机的诞生，在短短三十几年时间中，单片机产品不断更新，其发展大致经历了4个阶段。
（1）4位单片机时代
第一阶段是4位单片机时代（1970年—1974年），这时的单片机已经包含多种I/O接口，如并行接口、A/D和D/A转换接口等。这些丰富的I/O接口使得4位单片机具有很强的控制能力。主要用于收音机、电视机和电子玩具等产品中。
（2）低中档8位单片机时代
第二阶段是中档8为单片机时代（1974年—1978年），Intel公司的MCS-48系列单片机是主要的代表产品。这时的单片机内部集成了8位CPU、多个并行I/O口、8位定时器/计数器、小容量的RAM和ROM等。这种单片机中没有集成串行接口，操作仍比较简单。
（3）高档8位单片机时代
第三阶段是高档8位单片机时代（1978年—1983年），以Intel公司的MCS-51系列为典型代表。此时的单片机性能比前一代产品有明显提高，其内部增加了串行通信接口，具备多级中断处理系统，将定时器/计数器扩展为16位，并且扩大了RAM和ROM的容量等。这类单片机功能强，应用范围极广，至今仍有一定的应用市场。
（4）增强型单片机时代
第四阶段是增强型单片机时代及16位单片机时代（1983年—至今）。这一阶段出现了许多新型的8位增强型单片机，其工作频率、内部存储器等都有很大的提升，例如PIC系列单片机、ARM系列单片机、AVR系列单片机、C8051F系列单片机等。另外有些集成电路厂商还推出了16位单片机，甚至32位单片机，其功能越来越来强大，集成越来越来高。
总的来说，现在的单片机产品非常丰富，但4位、8位、16位单片机均有其各自的应用领域。例如4位单片机在一些简单的家电和玩具使用中使用，8位单片机在中、小规模电子设计领域中占主流，而高性能的16位单片机在比较复杂的控制系统中得到应用。
目前51系列单片机以其高性能、高速度。体积小、价格低廉、可重复编程和方便功能等优点，在市场上得到广泛的应用。其主要应用于如下几个领域：
①家电产品及玩具。由于51系列单片机价格低、体积小、控制能力强、功能扩展方便等优点，使其广泛应用于电视、冰箱、洗衣机、玩具、家用防盗报警器等方面。
②机电一体化设备。机电一体化设备是指将机械技术、微电子技术和计算机技术结合在一起，从而产生具有智能化特性的产品，它是现代机械及电子工业的主要发展方向。单片机可以作为机电一体化产品的控制，从而简化原机械产品的结构，并扩展其功能。
③智能测量设备。以前的测量仪表体积大、功能单一，限制了测量仪表的发展。采用单片机改造各种测量控制仪表，可以使其体积减少、功能扩展，从而产生新一代的智能化仪表，如各种数字万用表、示波器等。
④自动测控系统。采用单片机可以设计各种数据采集系统、自适应控制系统等。例如温度的自动控制、电压电流的数据采集。
⑥计算机控制及其通信技术。51系列单片机都集成有串行通信接口，可以通过该借口和计算机的串行接口进行通信，实现计算机的程序控制和通信等。
在51系列单片机中的AT89S51是一个低功耗、高性能CMOS8位单片机，片内含4KB
ISP（In-system
programmable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储其，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51具有如下特点：40个引脚，4KB
Flash片内程序存储器，128B的随机存取数据存储器RAM，32个外部双向输入/输出I/O口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗WDT电路，片内时钟振荡器。
基于51系列单片机具有如此强大的功能、广泛的用途和AT89S51的特点，本设计采用AT89S51单片机来设计交通灯，实现真正的智能化控制，解决当前的交通问题，保证交通线路的畅通无阻，改善交通网络提高城市的工业文明水平，减少交通事故的发生，保障人身安全，延伸生命通道。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
设计一个基于单片机的智能交通灯。主要有以下几个问题要解决：
①AT89S51单片机的内部结构、存储结构、并行I/O接口、时钟电路、中断系统等其他功能。
②测量车流量传感器的工作原理及其选用型号，数码显示管的接口。
③编写程序。
④模拟仿真。
⑤做出实物，验证结果。
三、研究步骤、方法及措施：
1.设计一个总体框架，列出所需器件。
2.深入研究AT89S51单片机的工作原理。
3.研究传感器工作原理以及相关显示器的工作原理及其接口。
4.编写程序，进行模拟仿真，并做出实物。
如遇到问题参考相关书籍、向指导老师请教或者上网查询。
四、参考文献
[1]
李萍，张池，张勃.AT89S51单片机原理、开发与应用实例[M].北京：中国电力出版社，2008.[2]
赵建领，薛园园.51单片机开发与应用技术详解[M].北京:电子工业出版社，2008.[3]
陆彬.21天学习51单片机开发[M].北京：电子工业出版社，2010.[4]
蔡美琴，张为名，何金儿，毛敏，陶正苏，毛义梅.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京:高等教育出版社，1990.[5]
马鸿文，陈松立，陈治国，李剑.微计算机应用[M].北京:中国矿业大学出版社，2009.
第三篇：PLC交通灯设计与发展前景(毕业设计开题报告)
毕业设计（论文）开题报告
项目名称：PLC交通灯设计与发展前景 专
业：机电一体化技术
班 级：12级机电一体化技术班
学生姓名： 指导教师：
机械工程系 2014年 12 月28日
毕业设计开题报告
专业 题目 机电一体化技术
班级 12级机电一体化
技术
单片机的交通灯设计
一、项目研究的背景与现状：
随着经济的发展，城市现代化程度不断提高，交通需求和交通量迅速增长，城市交通网络中交通拥挤日益严重，道路运输所带来的交通拥堵、交通事故和环境污染等负面效应也日益突出，逐步成为经济和社会发展中的全球性共同问题。交通问题已经日益成为世界性的难题，城市交通事故、交通阻塞和交通污染问题愈加突出。为了解决车和路的矛盾，常用的有两种方法：一是控制需求，最直接的办法就是限制车辆的增加；二是增加供给，也就是修路。但是这两个办法都有其局限性。交通是社会发展和人民生活水平提高的基本条件，经济的发展必然带来出行的增加，而且在我国汽车工业正处在起步阶段的时期，因此限制车辆的增加不是解决问题的好方法。而采取增加供给，即大量修筑道路基础设施的方法，在资源、环境矛盾越来越突出的今天，面对越来越拥挤的交通，有限的源和财力以及环境的压力，也将受到限制。这就需要依靠除限制需求和提供道路设施之外的其他方法来满足日益增长的交通需求。
交通系统正是解决这一矛盾的途径之一。智能交通系统是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效的集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。对城市交通流进行智能控制，可以使道路畅通，提高交通效率。合理进行交通控制可以对交通流进行有效的引导和调度，使交通保持在一个平稳的运行状态，从而避免或缓和交通拥挤状况，大大提高交通运输的运行效率，还可以减少交通事故，增加交通安全，降低污染程度，节省能源消耗，本文就是通过对交叉路口交通信号的智能控制，达到优化路口交通流的目的
进入20世纪70年代，随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通
姓名
流理论的不断完善，交通运输组织与优化理论和技术水平不断提高，控制手段越来越先进，形成了一批商水平有实效的城市道路交通控制系统。早在1977年，Pappis等人就将模糊控制运用到交通控制上，通过建立规则库或是专家系统对各种交通状况进行模糊控制，并取得了很好的效果。近年来，欧美日本等相继建立了智能交通控制系统。在这些系统中，大部分都在路口附近安装磁性环路检测器，还使用了新型检测器等技术和设备。这些现代化设备技术加上控制理论和现代化科学管理技术，使得交通控制系统日益完善。随着一些研究控制理论的学者投身到交通控制的研究中，在交通信号控制领域提出了一些新方法、新思路。如静态多段配时控制、准动态多段配时控制、最优控制、大系统递阶控制、模糊控制、神经网络控制，网络路由控制等。模糊交通控制已经成为了交通信号控制的主流方向之一。国内外很多学者都进行了此类研究。
交通系统作为一个时变的、具有随机性的复杂系统，传统的人为设定多种方案或是建立各种预测模型均比较困难。城市交通控制研究的起源比较早。1868年，英国伦敦燃汽信号灯的问世，标志着城市交通控制的开始。1913年，在美国俄亥俄州的Cleveland市出现了世界上最早的交通信号控制。1926年美国的芝加哥市采用了交通灯控制方案，每个交叉口设有唯一的交通灯，适用于单一的交通流。从此，交通控制技术和相关的控制算法得到了发展和改善，提高了交通控制的安全性、有效性，并减少了对环境的影响。
在日常生活中，交通信号灯的使用，市交通得以有效管理，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。
本次设计能使我们对数字电子技术和单片机技术有了更进一步的熟悉，通过这次设计让我们把书本学到的知识作用于实际运用中，加深我们对知识的理解及运用。同时通过本次电路的设计，增强了学习的兴趣，让我们了解到团队配合的重要性及考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料和组织材料的综合能力。
二、项目研究的目的、意义和主要内容（含设计思路、设计方法、主要工作以及技术要求等）：
1、研究的目的、意义
本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。
1）巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。
2）培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力。
3）通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。
2、主要研究内容及思路：
目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD实现交通信号灯控制器的设计，有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计。有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。由于AT89C51单片机自带有2个计数器，6个中断源，能满足系统的设计要求。用单片机设计不但设计简单，而且成本低。用其设计的交通灯也满足了要求，所以本文采用单片机设计交通灯。
设计一个十字路口交通灯控制电路，根据设定好的周期时间能够指挥车辆在十字路口完成左转和直行交替运行。在相同的时间里提高通车的质量、效率。并能在高峰期根据实际状况结合方程式控制按钮来调整主次干道的通车时间，降低交通拥挤堵塞现象。并使交通控制系统具有紧急控制，使救护车、救护车通过时，使两个方向均亮红灯，救护车和消防车通过后，恢复原来状态，增加对出现特殊情况的处理能力。主要思路：
(a).设计交通灯状态的管理方案；
(b).设计单片机最小系统和周边电路；
(c).设计交通灯系统、不间断供电系统以及中断系统的电路结构；(d).设计整个系统的电路分布和接线；
(d).使用C语言编写整个系统运行所需要的程序，重点是分时管理系统和紧急中断系统的程序。
3、主要工作：
为使模块稳定工作，本设计考虑两种电源方案：
方案一：采用独立稳压电源，优点是稳定可靠，且有成熟电路选择，缺点是会使系统复杂，影响电平。
方案二：采用单片机控制，优点结构简单，成本低，缺点输出功率低。考虑到成本和电路简洁本设计采用第二种。
本设计涉及倒计时，状态灯功能，基于需要，考虑三种方案：
方案一：完全采用数码管显示，此方案只能显示有限的符号和数码字符，无法满足需要。
方案二：完全采用点阵式LED显示，优点可显示各种英文字符，缺点太复杂，需要完成大量软件工作。
方案三：采用前两种方案相结合的方式，用数码管与LED灯分别显示时间与提示信息。
输入方案考虑紧急情况和具体现场情况，本设计考虑两种方案：
方案一：采用8155扩展，优点：使用灵活可编程，可提供较多I/O口。缺点是操作复杂。
方案二：直接在I/O口线上接上按键开关，优点成低，编程简洁。缺点是功能有限。
二、项目研究的目的、意义和主要内容（含设计思路、设计方法、主要工作以及技术要求等）：
1、研究的目的、意义
本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。
1）巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。
2）培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力。
3）通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。
2、主要研究内容及思路：
目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD实现交通信号灯控制器的设计，有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计。有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。由于AT89C51单片机自带有2个计数器，6个中断源，能满足系统的设计要求。用单片机设计不但设计简单，而且成本低。用其设计的交通灯也满足了要求，所以本文采用单片机设计交通灯。
设计一个十字路口交通灯控制电路，根据设定好的周期时间能够指挥车辆在十字路口完成左转和直行交替运行。在相同的时间里提高通车的质量、效率。并能在高峰期根据实际状况结合方程式控制按钮来调整主次干道的通车时间，降低交通拥挤堵塞现象。并使交通控制系统具有紧急控制，使救护车、救护车通过时，使两个方向均亮红灯，救护车和消防车通过后，恢复原来状态，增加对出现特殊情况的处理能力。主要思路：
(a).设计交通灯状态的管理方案；
(b).设计单片机最小系统和周边电路；
(c).设计交通灯系统、不间断供电系统以及中断系统的电路结构；(d).设计整个系统的电路分布和接线；
(d).使用C语言编写整个系统运行所需要的程序，重点是分时管理系统和紧急中断系统的程序。
3、主要工作：
为使模块稳定工作，本设计考虑两种电源方案：
方案一：采用独立稳压电源，优点是稳定可靠，且有成熟电路选择，缺点是会使系统复杂，影响电平。
方案二：采用单片机控制，优点结构简单，成本低，缺点输出功率低。考虑到成本和电路简洁本设计采用第二种。
本设计涉及倒计时，状态灯功能，基于需要，考虑三种方案：
方案一：完全采用数码管显示，此方案只能显示有限的符号和数码字符，无法满足需要。
方案二：完全采用点阵式LED显示，优点可显示各种英文字符，缺点太复杂，需要完成大量软件工作。
方案三：采用前两种方案相结合的方式，用数码管与LED灯分别显示时间与提示信息。
三、课题研究已具备的条件（包括主要仪器设备、软件和参考资料）硬件条件：单片机、、电源、、数码管。软件条件：Protel 99 SE、Proteus、Keil。
方法：（1）通过网络及各种相关书籍查找相关信息，确定使用的元器件。（2）以单片机AT89C52为核心，开发一个完整的系统，包括硬件设计和软件的编程。
（3）使用Protel软件，绘制原理图、PCB，并进行元器件安装、焊接及调试检测达到预期的目的。
四、设计进程：
设计预计用时8周。具体安排如下：
第1-2周：开题报告。收集和查阅与设计相关的资料（书籍和案例），学习有关的知识，并完成系统的需求分析和设计，作好开题报告；
第3-6周：设计阶段。主要进行系统分析和设计，同时写出设计提纲；完成元件的采购和电路设计及电路版的设计制作；系统安装和调试过程。
第7周：毕业设计报告。撰写毕业设计报告并征求指导教师意见,反复修改和完善，完成毕业设计；
第8周：毕业设计答辩。上交毕业设计及其相关资料，由答辩委员会评阅毕业设计，并准备毕业设计答辩和实验演示；毕业设计答辩。进行设计总结及毕业答辩。
五、参考文献
1.廖常初主编.PLC基础及应用.北京：机械工业出版社，2004 2.廖常初等.PLC的顺序控制编程方法.工业自动化，（香港），1997 3.廖常初主编.PLC基础及应用.北京：机械工业出版社，2002 4.廖常初.PLC梯形图的顺序控制设计法.电工技术杂志，2001 5.廖常初.电机及拖动.高等教育出版社，
第四篇：数字电路课程设计报告—交通灯
数字电路课程设计
--交通灯控制器的设计
院系：
姓名：
指导教师：
完成日期：2011年6月7日
数字电路课程设计
--交通灯控制器的设计
一、课程设计目的
1．熟悉集成电路的引脚安排
2.掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
3.了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理 4.学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。
二、设计要求及原理：
要求：设计一个主要街道和次要街道十字路口的交通灯控制器。主要街道绿灯亮6s，黄灯亮2s；次要街道绿灯亮3s，黄灯亮1 s。依次循环。当主要街道亮绿灯和黄灯时，次要街道亮红灯(8s)，当次要街道亮绿灯和黄灯时，主要街道亮红灯(4 s)。用MG，MY，MR，CG，CY，CR分别表示主要街道的绿灯、黄灯、红灯，次要街道的绿灯、黄灯、红灯。
原理：根据设计要求可知，各灯状态转换的周期为12s，因此可设计一个12进制的加计数器，来控制秒数，当计数值达到1011时，通过反馈置数法，将计数器清零，从而达到循环效果。列出每秒各灯亮的情况的真值表，通过真值表得到相应的逻辑图，便可实现对交通灯的控制。
三、设计步骤：
1、根据设计要求列出交通灯控制器的真值表如下：
交通灯控制器真值表：
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、从元器件库中拖出逻辑转换仪，根据交通灯控制器的真值表，获得MG的最简逻辑表达式。同理，求出MY，MR，CG，CY，CR的最简逻辑表达式如下：
MYB*C MRD
CGDBDA CYABD CRD MGDCDB
3、利用逻辑转换仪将MG,MY,MR,CG,CY,CR由最简式转换成下图所示逻辑图：
4、将MG,MY,MR,CG,CY,CR逻辑图进行元件封装，得到下图所示封装元件，并将各元件按下图方式连接。
(图一)
5、将连接好的电路再进行整体封装，得到下图2所示的元件:
(图二)
6、将74LS163和上面生成的元件进行下图所示连接，便得到了一个完整的交通灯控制电路。其中，~LOAD是置数端。CLK接一秒方波。逻辑分析仪时时分析交通灯输出状态。
四、仿真结果分析：
时钟频率设置为1Hz时，逻辑分析仪显示各点波形如下：
本次试验基本达到设计要求：与仿真校对时间相比，主要街道绿灯亮6s，黄灯亮2s，红灯4s；次要街道绿灯亮3s，黄灯亮1 s，红灯8s，依次循环。但是，实验中还存在一点瑕疵，当主要街道MG灯亮时，次要街道亮灯由CR转换到CG时CY灯有短暂的闪亮，分析其原因，应该是仿真过程中，电路的某一部分有延时，引起了计数器计数的瞬间非法脉冲，或者计数器本身计数跳变时存在中间态，而导致的。
五、参考文献：
①《电子技术基础》（模拟部分）康华光主编 华中理工大学电子学教研室
②《电子技术基础》（数字部分）康华光主编 华中理工大学电子学教研室
③《电子技术试验与课程设计》 毕满清主编 机械工业出版社
六、设计心得：
这次的课程设计可谓是历经波折，面对着多选的题目，不知道该选哪个好，起初试图性的做了抢答器的设计，但由于对涉及到的大多芯片功能及引脚作用不甚了解，对数电的知识也忘了很多，只进行了一小步就没办法再继续下去了，只好转而进行交通灯控制器的设计。在设计交通灯控制器的过程中，也碰到了很多问题，不断的查错，不断的修改甚至重新画电路图，不断的查阅相关资料，来解心中的疑惑，最终，完成设计任务。
通过本次课程设计，使我明白了做事应该要有毅力，要敢于面对各种难题。加强了我动手、思考和解决问题的能力,虽说过程有点艰辛，但让我不仅温习了数电知识，对书本上的知识有了更深入的理解，也从相关资料中额外的学到了很多东西。因此，这次的课设，总得来说，算是蛮成功的。
第五篇：交通灯心得
交通灯实训心得体会
通过本次课程设计，我深深的体会到了作为一个硬件工程师的艰辛。即使做一个小小的项目，都需要这么多的辛苦，必须考虑到问题的任何一个细节，否则最后也将是功败垂成。
原理图设计: 当我们选取了这样一个题目，我们就开始收集相关的各种资料，对题目有个大致的了解，规划一下设计的任务将要完成哪些功能。然后就具体的每一项功能应该怎样具体的设计，例如用什么方法完成这一功能，这种想法是否合理，比较使用哪个芯片来完成这项功能。经过长时间的查阅资料、思索、推敲，最后定出了这次设计的原理图。
PCB板设计：刚开学的时候我们就学习了protel软件使用，研究应该怎样生成正确的网络表，PCB板的布局，布线，制板等工作。刚开始由于经验不足，不知道如何封装库里面没有的器件和芯片而且生成的网络表又有那么多的线，当时真是一头雾水，经过老师和同学的帮助以及自己的摸索，最后以勉强合格的水准画出了这次的设计用板。
硬件焊接：在拿到板之后，按照老师的要求我们首先检查了一下板子是否有错误，这是一个非常关键的步骤，因为当你焊接上器件之后将会很难检查。结果发现了真的还有一些不足，比如在画板的过程中我们居然忘记留出电源接口，还有一些两根电源线没有和其他线接到一块，另外我们给按键留的引脚的孔太小了，数码管的引脚情况也给弄错了，这些应该是初学这些东西经验不够和粗心造成的。这些也都给以后的学习留下了经验和教训，必须先拿到或熟悉芯片才能确定引脚的间距以及大小，制板过程必须要细心。发现这些错误，在焊接过程中我们采取了一系列的措施来补救这些错误。比如割断板子上的线，用导线来连接等。关于焊接这块是由我来负责，因为自己的水平不怎么样，需要一定的经验和技巧。刚开始烙铁和焊锡配合不到一块，然后就是焊锡的量的控制问题。我认为硬件也有点原因，可能是烙铁不够热吧。始终达不到老师焊接的那种效果，但是焊接出来还是能使用的，只是不太美观。
编程调试：此次设计的编程，难点在于对LED数码管显示程序的编写，由于对芯片的工作原理不是很熟悉，所以一开始摸不着头脑。上网查阅相关资料，对芯片的工作原理有个大致的了解后，程序的编写也初见端倪了，所以花在编此段程序的时间最长；交通灯状态的显示则没有费多大力气，因为通过所学的课程已经了解了其工作原理，就是向每个相应的口上写“1”或“0”；中断程序的编写也是常规的编写，就是保存原来状态，处理，恢复现场这一中断的基本步骤。
通过上面的这个步骤，把程序调试好，接下来就是真正的硬件连接调试了。程序既然已经在仿真的软件上通过认证，如果连接上硬件不好使的话，说明在硬件上某个部分存在一定的问题。这点得到了验证：硬件模拟的时候，和仿真完全不一样,灯全亮,或者乱亮，而数码管也没能显示，估计是编程还有硬件接口出现问题，最后也没能通过老师的验收。我们也只能再进行修改。
最后交通灯的大部分功能都已经基本实现，只是关于数码管的部分，由于对芯片不了解，所剩余的时间无几，所以没有办法进行编程调试了，这点真的很遗憾。有时间一定会把这一课补上的。
这次课程设计我感觉到了自己平时学习到的东西太浅，没能完成好这次的任务。但从中还是学习到了不少东西，使我受益匪浅。这次课程设计中犯下了不少错误，以后我会接受这些教训，同时把这些教训转换为经验应用到以后的此类设计中。最后，衷心感谢在课程设计期间老师对我们的无私帮助，还要感谢和我同组的合作者，以及所有帮助过我的同学。
点击咨询 