城市交通信号控制系统的设计论文.docx
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城市交通信号控制系统的设计论文
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：
任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
1.1课题名称………………………………………………...…………………2
1.2设计任务…………………………………………………..……………….2
1.3设计要求…………………………………………………………………...2
3.1元器件清单………………………………………………………………...3
3.3PCB底层线路图……………………………………………………..........5
3.4PCB顶层线路图…………………………………………………..............5
3.5PCB标识层版图…………………………………………………..............6
3.6PCB总线路图……………………………………………………………..6
四、程序编码............................................................................................................7五、程序运行效果图................................................................................................215.1主干道运行时间设置状态...........................................................21
5.2次干道运行时间设置状态...........................................................22
5.3四方缓慢通行状态.........................................................................................23
5.4四方禁止通行状态.........................................................................................24
5.5黄灯时间设置状态.........................................................................................24
一、选题内容
1.1课题名称
城市交通信号控制系统的设计
1.2设计任务
设计一个十字路口交通灯定时控制系统。
1）主干道和支干道车辆交替通行，主干道通车时间30秒，次干道通车时间20秒。
2）绿灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行。
3）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒（此时另一干道上的红灯不变）。
4）十字路口要有数字显示，采用倒计时的方式，用两位十进制数字显示红、绿、黄色信号灯的时间，以便人们更直观地把握时间。
5）要求主、支干道通行时间及黄灯时间均可在0－99秒内任意设定。
1.3设计要求
1）以小组为单位确定设计方案。
2）画出电路原理图，正确使用逻辑关系。
3）确定元器件及元件参数。
4）电路仿真。
5）SCH文件生成及打印输出。
6）PCB文件生成及打印输出。
7）PCB板制作。
8）元件安装调试。
二、单片机简介
2.1单片机的发展历程
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
在MCS-51系列单片机中，有两个子系列：
51子系列和52子系列。
每个子系列有若干种型号。
51系列有8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生了80c51、87c51、80c31三个型号；52系列有5021、8752、8032三个型号，改进后的型号是80c52/87c52、80c32。
改进后的型号更加省电。
52系列比对应的51系列增加了定时器T2并将内部程序存贮器增加到8KB。
Inter公司停止生产MCS-51系列单片机之后将生产权转让给了许多其他公司，于是出现了许多与Mcs-51兼容的单片机。
现在生产mcs-51兼容单片机的公司对其进行了不同程度的改进和提高。
我们现在使用比较的多的是AT89C51/AT89s51等。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：
中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗
2.2单片机的特点
1）性价比高，开发周期短，易于产品化，
2）集成度高，可靠性好，抗干扰性强，
3）功能完善，接口多样，
4）低功耗、低电压。
一般电源供电电压在5～3V范围内单片机都能正常工作，供电的下限可达1～2V。
5）总线多样，易于扩展。
单片机外部的典型三总线结构,方便系统构扩展,构成各种规模的应用系统。
外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式,可根据需要进行并行或者串行扩展。
2.3AT89C52单片机简介
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
三、硬件设计
3.1元器件清单
器件类型
型号
数量
单片机
STC89C52RC
1
LED灯
红黄绿各4个
12
数码管
共阴极
4
晶振
12.0M
1
二极管
1N4148
1
自锁开关
8*8mm六脚
1
按键开关
6*6*6mm
5
排阻
4.7K九脚直插
1
排阻
1K九脚直插
1
电阻
1K
1
电阻
10K
1
电解电容
10uF/25V
2
瓷片电容
30pF
2
IC座
40脚宽体
1
单排针
2.54mm间距
4
单排座
2.54mm间距
22
杜邦线
约20cm长
4
USB转TTL模块
PL2303HX
1
3.2硬件电路图
硬件电路图通过ProtelDXP设计，总体电路图如下所示：
3.3PCB底层线路图
PCB采用双面板设计，其底层线路图如下：
3.4PCB顶层线路图
3.5PCB标识层版图
3.6PCB总路线图
四、程序编码
程序流程图如下所示：
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
uchardatabuf[6];
uchardatasec_dx=20;//东西数默认
uchardatasec_nb=30;//南北默认值
uchardataset_timedx=20;
uchardataset_timenb=30;
uchardatayellow=5;
uchardataguan=2;
uchardataset=2;
intn;
uchardatacountt0;//定时器0中断次数
//定义5组开关
sbitk4=P3^7;//切换方向
sbitk1=P3^5;//时间加
sbitk2=P3^6;//时间减
sbitk3=P3^4;//确认
sbitYellow_nb=P2^5;//南北黄灯标志
sbitYellow_dx=P2^2;//东西黄灯标志
sbitGreen_nb=P2^4;//南北绿灯标志
sbitGreen_dx=P2^1;//东西绿灯标志
bittime=0;//灯状态循环标志
bitopen=1;
bitbutter=1;
ucharcodetable[11]={//共阴极字型码
0x3f,//--0
0x06,//--1
0x5b,//--2
0x4f,//--3
0x66,//--4
0x6d,//--5
0x7d,//--6
0x07,//--7
0x7f,//--8
0x6f,//--9
0x00//--NULL
};
//函数的声明部分
voiddelay（intms）;//延时子程序
voidkey（）;//按键扫描子程序
voidkey_to1（）;//键处理子程序
voidkey_to2（）;
voiddisplay（）;//显示子程序
voidlogo（）;//开机LOGO
voidpaomaden（）;//跑马灯
voidchoice（）;//设置后的状态选择子程序
//主程序
voidmain（）
{
TMOD=0X11;//定时器设置
TH0=0X3C;//定时器0置初值0.05S
TL0=0XB0;
EA=1;//开总中断
ET0=1;//定时器0中断开启
TR0=1;//启动定时0
logo（）;
P2=0X99;//开始默认状态，东西绿灯，南北黄灯
sec_dx=sec_nb+yellow;//默认南北通行时间比东西多5秒
while
（1）
{
key（）;//调用按键扫描程序
display（）;//调用显示程序
}
}
//函数的定义部分
voidkey（）//按键扫描子程序
{
if（k1!
=1）//时间加按下时
{
if（k1!
=1）
{
while（k1!
=1）//当按键未弹起时，一直执行
{
key_to1（）;//调用按键1功能
for（n=0;n<40;n++）//调用40次显示，用于延时
{display（）;}
}
}
}
if（k2!
=1）//当K2按键按下时
{
if（k2!
=1）
{
while（k2!
=1）//按键按下未弹起时一直执行
{
key_to2（）;//调用key2功能
for（n=0;n<40;n++）//调用40次显示，用于延时
{display（）;}
}
}
}
if（k3!
=1）//当K3（确认）键按下时
{
if（open==1）
{
if（butter==1）//四个方向禁止通行
{
TR0=0;//关定时器
P2=0Xc9;//全部置红灯
sec_dx=00;//四个方向的时间都为00
sec_nb=00;
while（k3!
=1）
{display（）;}//调用显示程序
}
if（butter==0）//四个方向黄灯闪烁
{
TR0=0;
P2=0x00;
sec_dx=00;//四个方向的时间都为00
sec_nb=00;
while（k3!
=1）
{
Yellow_nb=1;
Yellow_dx=1;
display（）;//调用显示程序
}
Yellow_nb=0;
Yellow_dx=0;
while
（1）
{
if（k3!
=1）
{open=0;
break;}
for（n=0;n<130;n++）
{display（）;}
Yellow_nb=!
Yellow_nb;
Yellow_dx=!
Yellow_dx;
}
}
butter=!
butter;
}
if（open==0）
{open=1;
if（set==3）
{set=2;
guan=2;}
if（set==1）
{set=0;
guan=1;}
sec_nb=set_timenb;//从中断回复，仍显示设置过的数值
sec_dx=set_timedx;//显示设置过的时间
if（set==0&&time==1）//时间倒时到0时
{
P2=0Xc3;//东西灯绿，南北红灯
sec_nb=sec_dx+yellow;//回到初值
}
if（set==0&&time==0）//时间倒时到0时
{
time=!
time;
P2=0Xc3;//东西灯绿，南北红灯
sec_nb=sec_dx+yellow;//回到初值
}
if（set==2&&time==1）
{
time=!
time;
P2=0x99;//东西红灯，南北绿灯
sec_dx=sec_nb+yellow;
}
if（set==2&&time==0）
{
P2=0x99;//东西红灯，南北绿灯
sec_dx=sec_nb+yellow;
}
TR0=1;//启动定时器
while（k3!
=1）
{display（）;}//调用显示程序
if（sec_dx>99||sec_nb>99）
{
TR0=0;
sec_dx=88;
sec_nb=88;
while
（1）
{
if（k3!
=1）
{set_timedx=20;
set_timenb=30;
yellow=5;
break;}
paomaden（）;
}
}
}
}
if（k4!
=1）//当K4（切换）键按下
{
if（k4!
=1）
{
TR0=0;
if（open==1）
{set=2;
guan=2;}
open=0;
choice（）;
time=!
time;
set++;//取反set标志位，以切换调节方向
guan--;
}
}
}
voiddisplay（）//显示子程序
{
buf[1]=sec_dx/10;//第1位东西秒十位
buf[2]=sec_dx%10;//第2位东西秒个位
buf[3]=sec_nb/10;//第3位南北秒十位
buf[0]=sec_nb%10;//第4位南北秒个位
buf[4]=yellow/10;
buf[5]=yellow%10;
if（open==1）
{
P1=0xff;//初始灯为灭的
P0=0x00;
P1=0xfe;//片选LED1
P0=table[buf[1]];//送东西时间十位的数码管编码
delay
（1）;//延时
P1=0xff;//关显示
P0=0x00;
P1=0xfd;//片选LED2
P0=table[buf[2]];
delay
（1）;
P1=0xff;
P0=0x00;
P1=0Xfb;//片选LED3
P0=table[buf[3]];
dela
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