电路CAD课程设计交通信号灯操纵系统.docx
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电路CAD课程设计交通信号灯操纵系统
电路CAD课程设计报告
题目交通信号灯操纵系统
学生姓名
学号
学院
专业
指导教师
2020年12月18日
摘要
随着我国社会经济的进展，城市化、城镇化进程的加速，道路交通堵塞问题日趋严峻，因此，一个好的交通灯操纵系统，将给道路拥堵、违章操纵等方面给予技术革新。
随着大规模集成电路及运算机技术的迅速进展，和人工智能在操纵技术方面的普遍运用，智能设备有了专门大的进展，是现代科技进展的主流方向。
基于51单片机的交通操纵系统以AT89C51单片机为路口操纵核心、LED作为显示、驱动电路与部份模拟器件组成的一种电子产品。
AT89C51单片机为操纵核心，能实时的进行操纵；能够及时的处置紧急情形并恢复现场，并能够长时刻稳固靠得住的运行，提高了51单片的整体性能，让此系统更高效。
以下是AT89C51为核心的简易交通操纵系统设计原理图和利用protel制作的PCB板、利用proteus操作的仿真结果
关键词：
交通信号灯，现代交通操纵，AT89C51
1设计任务………………………….……………………………………………….1
状态操纵电路设计.……………………………………………….1
倒计时显示电路设计………………………………………….…….1
2设计方案………………………...………………………………………………….1
交通信号灯的状态图.……………………………………………….1
交通信号灯程序设计………………………………………….…….1
3电原理图设计……………..………………………………………………….4
电原理图……………..……………………………………………….4
原理图分析………………………………………………………………4
4电路板图设计……………….………………………………………………….5
PCB板图…………..……………………………………………….5
PCB设计说明………..………………………………………….…….5
5仿真………………………………………………………………………………..5
proteus仿真图…………………………………………………………….5
6小结及感想…………………..………………………………………………….6
7附录：
元器件清单…..……………………………………………………………..7
8参考文献…………………………………………………………………………..8
1设计任务
提供一个靠得住、平安、便利的交通灯操纵系统，系统要求交通信号灯的
动作如以下图所示，而且能够用按键强制使南北通行或东西通行
状态操纵电路设计
单片机是在一块芯片上集成了一台微型运算机所需的CPU、存储器、输入/输出部件和时钟电路等。
因此，它具有体积小、利用灵活、本钱低、易于产品化、抗干扰能力强、可在各类恶劣环境下靠得住地工作等特点。
专门是它应用面广，操纵能力强，使它在工业操纵、智能仪表、外设操纵、家用电器、机械人、军事装置等方面取得了普遍的应用。
在那个状态操纵电路中，采纳AT89C51的益处有，管脚充沛，设有稳态逻辑，能够在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。
在闲置模式下，CPU停止工作。
但RAM，按时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。
在掉电模式下，保留RAM的内容而且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
倒计时显示电路设计
采纳LED数码管显示。
用发光二极管（简称LED）组成的字形来显示数字，七个条形发光二极管排列成七段组合字型，便组成了半导体数码管。
半导体数码光分共阳极数码管和共阴极数码管，这次设计采纳了共阴极数码管显示，即七个发光二极管的阴极连在一路接地。
当共阴极数码管的某一阳极接高电平常，相应的二极管发光，依照字形使某几段二极管发光，因此共阴极数码管需要输出高电平有效的译码器来驱动
2设计方案
交通信号灯的状态图
正常情形下，交通信号灯如下循环
东西向（B道）
红灯50s
绿24s
绿闪3s
黄3s
南北向（A道）
绿灯44s
绿闪3s
黄3s
红30s
当有紧急情形发生时，即
外部中断0：
紧急车辆通过，全红灯；
外部中断1：
东西向南北向即A、B两道单独过车
此系统中A道为骨干道，B道为支干道
交通信号灯程序设计
源程序清单如下
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0003H
LJMPINT00
ORG0013H
LJMPINT11
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#30H
SETBEA
SETBEX0
SETBEX1
SETBPX0
CLRPX1
SETBIT0
SETBIT1
;A道绿灯长亮44s
START:
MOVR2,#44
MOV50H,#50
L1:
LCALLDISP
MOVP1,#0F5H
LCALLDELAY1 ;1s延时
DJNZR2,L1
;A道绿灯闪烁3s
MOVR2,#3
MOV50H,#6
L2:
LCALLDISP
LCALLDELAY2 ;延时
CPL
LCALLDELAY2
CPL
DJNZR2,L2
;A道黄灯亮3s
MOVR2,#3
MOV50H,#3
L3:
LCALLDISP
LCALLDELAY1
MOVP1,#0F3H
DJNZR2,L3
;B道绿灯亮24s
MOVR2,#24
MOV50H,#30
L4:
LCALLDISP
MOVP1,#0EEH
LCALLDELAY1
DJNZR2,L4
;B道绿灯闪烁3s
MOVR2,#3
MOV50H,#6
L5:
LCALLDISP
LCALLDELAY2
CPL
LCALLDELAY2
CPL
DJNZR2,L5
;B道黄灯亮3s
MOVR2,#3
MOV50H,#3
L6:
LCALLDISP
LCALLDELAY1
MOVP1,#0DEH
DJNZR2,L6
;正常循环
SJMPSTART
;外部中断0，紧急车辆通过，全红灯
ORG0100H
INT00:
PUSH50H
MOV50H,#15
MOVP1,#0F6H
MOVR0,#15
L7:
LCALLDISP
LCALLDELAY1
DJNZR0,L7
POP50H
RETI
;外部中断1，A、B两道单独过车
ORG0130H
INT11:
PUSH50H
MOVP3,#0FH
MOVA,P3
JNB,L8
JB,L11
MOVP1,#0EEH
MOVR0,#15
MOV50H,#15
L9:
LCALLDISP
LCALLDELAY1
DJNZR0,L9
SJMPL11
L8:
MOV50H,#15
MOVP1,#0F5H
MOVR0,#15
L10:
LCALLDISP
LCALLDELAY1
DJNZR0,L10
L11:
POP50H
RETI
;延时1s程序
ORG0150H
DELAY1:
MOVR3,#10
L12:
MOVR4,#50
L13:
MOVR5,#125
L14:
NOP
NOP
DJNZR5,L14
DJNZR4,L13
DJNZR3,L12
RET
;延时程序
ORG0200H
DELAY2:
MOVR3,#10
L15:
MOVR4,#25
L16:
MOVR5,#125
L17:
NOP
NOP
DJNZR5,L17
DJNZR4,L16
DJNZR3,L15
RET
ORG0250H
DISP:
MOVA,50H
MOVB,#10
DIVAB
ANLA,#0FH
SWAPA
ANLB,#0FH
ADDA,B
MOVP2,A
DEC50H
RET
END
3电原理图设计
电原理图
原理图分析
LEDR一、LEDG一、LEDY1和LEDR二、LEDG二、LEDY2别离是南北向和东西向的红、绿、黄灯显示灯，
4电路板图设计
PCB板图
PCB设计说明
将原理图创建网络表格后制作PCB板，在封装库中创建了一个原理图中红绿灯LED需要的封装形式，命名为LED，如以下图
封装形式DIP-40也是自己从头设计的，因为库中占用面积太大，因此从头制作了个小点的。
PCB板图中采纳双层板均采纳15mil的线，个别采纳10mil
5仿真
proteus仿真图
6小结及感想
7附录：
元器件清单
库中元件名
LibRef
元件标号
Designate
元件参数
PartType
元件封装
Footprint
SWSPST
SWA
（空白）
SIP2
SWSPST
SWB
（空白）
SIP2
SWSPST
SWC
（空白）
SIP2
AND
U2
AND
SIP3
Component_1
L1
（空白）
SIP4
Component_1
L2
（空白）
SIP4
LED
LEDR1
（空白）
LED
LED
LEDG1
（空白）
LED
LED
LEDY1
（空白）
LED
LED
LEDR2
（空白）
LED
LED
LEDG2
（空白）
LED
LED
LEDY2
（空白）
LED
CRYSTAL
X1
（空白）
SIP2
CAP
C0
33pF
CAP
C1
33pF
CAP
C2
10uF
RES2
R1
10K
RES2
R2
10K
RES2
R3
10K
RES2
R4
330
RES2
R5
330
RES2
R6
330
RES2
R7
330
RES2
R8
330
RES2
R9
330
RES2
R10
10K
AT89C51
AT89C51
AT89C51
DIP-40
GND
无
无
无
VCC
无
无
无
8参考文献
1．电子线路CAD有效教程．潘永雄等．西安电子科技大学出版社．
2．电子电路EDA．夏路易．兵器工业出版社．
3．电路CAD讲义．萧宝瑾．太原理工大学．
4．电子技术经常使用器件手册．
5.单片机原理与接口技术，电子工业出版社。
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