大學設(shè)計方案—交通燈控制系統(tǒng)

1、電子工程系畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書專業(yè)：應用電子技術(shù)年級： 2006 級姓名學號指導教師（簽名）畢業(yè)設(shè)計題目交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計與制作任務(wù)下達日期0810 月 30日設(shè)計提交期限09年6月15日設(shè)計主要硬件設(shè)計、軟件設(shè)計及實物制作內(nèi)容主要技術(shù)參數(shù)指標裝訂線成果提交形式1. 整個系統(tǒng)的構(gòu)成以 AT89C51單片機為核心，由 I/O 口擴展，LED數(shù)碼管顯示，緊急情況中斷電路還有復位電路等組成。2. 按鍵控制臺，可供警察在室內(nèi)實時監(jiān)視交通狀況。通過按鍵可設(shè)置 緊急情況發(fā)生時的交通燈狀態(tài)控制人機界面非常友好。3. 系統(tǒng)采用雙數(shù)碼管倒計時計數(shù)功能，最大顯示數(shù)字99。4. 采用 MSC-51系列單片機 AT89C

2、51和芯片 74LS245 為中心器件來設(shè)計交通燈控制系統(tǒng)。1 、設(shè)計相關(guān)論文一份2 、終審實物一份 08 年 10 月 -09 年 3 月收集整理資料設(shè)計進度 4月 20日前進行方案論證及原理設(shè)計安排 5月 5 日 -6 月 10 日進行實物制作與調(diào)試 6月 10日前提交設(shè)計論文和實物教研室意見簽名：2009年月日系主任意見簽名： 2009 年月日電子工程系畢業(yè)設(shè)計開題報告姓名學號指導教師畢業(yè)設(shè)計題目交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計與制作同組設(shè)計交通信號燈自動指揮系統(tǒng)控制十字路口。本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機目的AT89C51 和芯片 74LS245 為中心器件來設(shè)計交通燈控制系統(tǒng)。系統(tǒng)性能穩(wěn)意義定

3、，功能完善，適用于各種交通指揮。第一種方案：采用數(shù)字電子技術(shù)實現(xiàn)。用基本的555芯片（利用單穩(wěn)態(tài)實現(xiàn)定時），計數(shù)芯片（如 74LS163，74LS160 等）完成計時功能，結(jié)合基本元件，通過邏輯電路實現(xiàn)交通燈的功能。方第二種方案：使用單片機可編程來實現(xiàn)交通燈的控制功能。利用單片機的外案圍擴展，顯示電路構(gòu)成基本硬件。然后編程實現(xiàn)對定時，控制，顯示電路的論證控制。裝論證：根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的要求，方案一造價相對便宜，但存在一定的還訂缺陷，如線性度、靈敏度差等。我們最終選用第二種方案的設(shè)計思路。該系線統(tǒng)實現(xiàn)簡單、功能穩(wěn)定、使用方便。時 08 年 10 月 -09 年 3 月收集整理資料 4 月 20

4、 日前進行方案論證及原理設(shè)計間安5月5日 -6 月 10 日進行實物制作與調(diào)試排 6 月 10 日前提交設(shè)計論文和實物指導教師簽字：2009年月日意見審核小組組長簽字：2009年月日意見交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計與制作摘要：道路交通信號燈是交通安全產(chǎn)品中的一個類別，是為了加強道路交通管理，減少交通事故的發(fā)生，提高道路使用效率，改善交通狀況的一種重要工具。適用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信號控制機控制，指導車輛和行人安全有序地通行。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制技術(shù)日益更新。本文將介紹一種基于單片機控制的交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。交通信號燈控制方式很多。本系

5、統(tǒng)采用MSC-51系列單片機 AT89C51和芯片 74LS245 為中心器件來設(shè)計交通燈控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)性能穩(wěn)定，功能完善，實用性強。Abstract: Road traffic lights is a safety product categories, is to enhance road traffic management and reduce the occurrence of traffic accidents and enhance road use efficiency and improve the traffic conditions of an important to

6、ol. Applicable to cross, such as T-intersection, from road traffic signal control machine control, guidance of vehicles and pedestrian traffic safety in an orderly manner. In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of SCM is at the same time, increasingly

7、driven to update the traditional control technology. This article will introduce a single-chip microcomputer-based control of the automatic traffic signal control system. Many traffic lights control. The system uses MSC-51 series single-chip and chip AT89C51 devices to 74LS245-centric design of the

8、traffic light control system.Stable performance of the system, functional, practical.關(guān)鍵詞： 單片機多路交通燈緊急情況處理Abstract:Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,SCM applicationsareatthesametime,traditionaldetectiontechniquestocontrolthegrowingupdate.designandactualizationofthetrafficligh

9、tcontroller based on the single-chip microcomputer目錄引言 1第 1 章方案選擇及總體設(shè)計 1 11 方案選擇 112 總體設(shè)計 11 2 1 系統(tǒng)構(gòu)成 11 2 1 功能概述 2第 2 章系統(tǒng)硬件設(shè)計 421 交通燈四種通行模式及行車方向指示422 各功能模塊硬件設(shè)計及實現(xiàn)62 2 1 行人通行指示及其實現(xiàn)62 2 2各路口交通狀態(tài)顯示及其實現(xiàn)72 2 3 主次干道獨立控制功能72 2 4 緊急情況處理功能及其實現(xiàn)82 2 5 倒計時計數(shù)功能及其實現(xiàn)8第 3 章系統(tǒng)軟件設(shè)計831 軟件總體流程圖832 軟件主要子程序流程93 2 1緊急狀態(tài)子

10、程序93 2 2 顯示狀態(tài)子程序10第 4 章系統(tǒng)調(diào)試分析及結(jié)果 11 41 電路板實物的制作 114 1 1 印刷電路板 PCB圖的繪制 114 1 2 實物的制作 1142 系統(tǒng)硬件調(diào)試 1343 系統(tǒng)軟件調(diào)試 1344 系統(tǒng)總體調(diào)試 13第 5 章結(jié)束語 14參考文獻 15附錄： 15附錄一：元件清單15附錄二：系統(tǒng)硬件電路圖16附錄三：程序清單17引言當今世界，紅綠燈已經(jīng)被安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。但這一現(xiàn)象在 19 世紀就已出現(xiàn)了， 19 世紀初，在英國中部的約克城，紅、綠裝分別代表女性的不同身份。其中，著紅裝的女人表示我已結(jié)婚，而著綠裝的女人則是未

11、婚者。后來，英國倫敦議會大廈前經(jīng)常發(fā)生馬車軋人的事故，于是人們受到紅綠裝啟發(fā)，1868 年 12 月 10 日，信號燈家族的第一個成員就在倫敦議會大廈的廣場上誕生了，由當時英國機械師德·哈特設(shè)計、制造的燈柱高7M ，身上掛著一盞紅、綠兩色的提燈-煤氣交通信號燈，這是城市街道的第一盞信號燈。在燈的腳下，一名手持長桿的警察隨心所欲地牽動皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色第 1 部分方案選擇及總體設(shè)計11 方案選擇能實現(xiàn)此電路的方法很多，我們根據(jù)實際將范圍定在以下幾個比較切合我們的方案中。第一種方案：采用數(shù)字電子技術(shù)實現(xiàn)。用基本的555 芯片（利用單穩(wěn)態(tài)實現(xiàn)定時），計數(shù)芯片（如74LS163， 74LS1

12、60 等）完成計時功能，控制電路芯片，譯碼芯片（如74LS138）等基本芯片，結(jié)合電阻，電容等基本元件，通過邏輯電路實現(xiàn)交通燈的功能。第二種方案：使用單片可編程來實現(xiàn)交通燈的功能。利用單片機的外圍擴展，顯示電路構(gòu)成基本硬件。然后編程實現(xiàn)對定時，控制，顯示電路的控制，然后調(diào)試，完成設(shè)計。結(jié)合實際情況，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的要求，我們經(jīng)過討論和論證，最終一致選用第二種方案的設(shè)計思路對交通燈控制系統(tǒng)進行設(shè)計。12 總體設(shè)計121 系統(tǒng)構(gòu)成整個系統(tǒng)的構(gòu)成以 AT89C51單片機為核心，由 I/O 口擴展， LED 數(shù)碼管顯示，緊急情況中斷電路還有復位電路等組成。單片機作為整個硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整

13、機工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。它由單片機、時鐘電路、復位電路等組成。行車方向指示采用 LED 發(fā)光二極管，可有紅、綠兩種顏色指示放行與禁止，黃燈作為紅綠轉(zhuǎn)換的提示，形象直觀。行人通行指示也同樣采用LED 發(fā)光二極管，用紅、綠兩種顏色指示放行與禁止，黃燈作為紅綠轉(zhuǎn)換的提示，形象直觀，簡潔明了，更方便控制。按鍵控制臺，可供警察在室內(nèi)實時監(jiān)視交通狀況。通過按鍵可設(shè)置緊急情況發(fā)生時的交通燈狀態(tài)控制人機界面非常友好。系統(tǒng)采用雙數(shù)碼管倒計時計數(shù)功能，最大顯示數(shù)字99。友好的人機界面、靈活的控制方式、優(yōu)化的物理結(jié)構(gòu)以及豐富的功能是本設(shè)計的亮點。整個硬件電路組成模塊如圖1；AT89C51單片機I/0 口LE

14、D 數(shù)碼中斷系統(tǒng)復位電路擴展管顯示圖 1-1. 系統(tǒng)硬件構(gòu)成模塊121 功能概述本設(shè)計由中斷系統(tǒng)、單片機、LED 數(shù)碼顯示模塊和按鍵等構(gòu)成。單片機是集成的 IC 芯片 AT89C51 單片機 ，只需根據(jù)實際選型。其他部分都需要根據(jù)應用要求和性能指標自行設(shè)計。復 位 電 路LED 數(shù)碼顯示電路中斷系統(tǒng)電路AT89C51鍵盤控制電路單 片 機電源穩(wěn)壓控制電路交通燈控制電路程序運行指示電路緊急情況處理電路D硬件總體框圖BC6NPQNAnoisive62715N1PQ N7168Np D91PG25QNF134E183D12C10 111B712501k1LA210R54W000012200041.綠

15、黃紅F3.黃綠WR 紅WN7 P Q N01kR5639 k R 5732.RrebmuNeeltzf:ybodBdtn.e 燈we 通ahrS 交Dflesym計設(shè)業(yè)畢習學tnemucuo8d0k0r2o-cweeD e-s0:3E:etael6521kR521p GDF120W3W22紅0紅.1N3745綠 02黃0黃3415黃 02綠0綠5紅 01N紅黃綠7475222171962125N紅黃綠13401210006072703W紅黃綠3722221綠黃紅S2100002綠黃紅S574222RS綠05黃04紅032711716p D91G25F134E183D121iiTSN4PQN8k

16、R 5BiD F435EDC41BALN38 12110 11750314N 紅黃3綠271222_2_3綠黃紅S3_1.FS3LS5C011B7150A14N3 P Q N431E7.綠01N5綠 074黃 2黃 06紅 03紅 02.1黃綠E 紅0120001123456789kP0R1c4LcEV0123456701234571209000000002222222AA3298765432123456780109333333332222222211320123456701234567D DPN0000000022222222/PPPPPPPPPPPPPPPPXXEERTLSAPE5綠 04

17、黃 03紅 021p GDFEDCBA2SE1綠 27黃 20紅 21.1E綠黃紅210000N2PQN717169152143138 121 N1 11 P7 1Q N05 143 4SSk30R1k20R 1綠 04黃 03紅 06 k R 5635 k R 573cc7kR553321kc0R1cPTV1001234567VERD10 4TT1 0/1 2SD11111111AEN5C C VNNT TX XRR W G123PPPPPPPPI IE0U8AAA12345678325419897601111311112354198976A3331133CCVMY21ukc1001c9c1

18、C24V2345678911cSRV01234567E RIppAAAAAAAA C D30 205C3 C34cD201234567NScL12 VBBBBBBBBG 4U70876543210c211154 2SL4 7111111c01234567Vcc11111111VV2J21J21DCBA注：以上電路圖為我們所設(shè)計的交通燈控制系統(tǒng)的具體電路圖，在東南西北四個方向的 LED 指示燈，代表四個方位的交通信號燈，電路圖的下方是單片機控制系統(tǒng)。復位，中斷等子電路。1、本系統(tǒng)交通燈控制規(guī)則如下：(1) 每個街口有左拐、右拐、直行及行人四種指示燈。每個燈有紅、綠、黃三種顏色。自行車與汽車共用左

19、拐、右拐和直行燈。(2) 共有四種通行方式：車輛南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行時間為1 分鐘，各路右拐比直行滯后10 秒鐘開放。南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行時間為1 分鐘。東西向直行、各路右拐，東西向行人通行。東西向通行時間為1 分鐘，各路右拐比直行滯后10 秒鐘開放。東西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行時間為(3) 在通行結(jié)束前 10 秒鐘，綠燈閃爍直至結(jié)束。1 分鐘。2、有倒計時時間顯示時間，紅綠燈切換提前5 秒亮黃燈提示。3、若交道口出現(xiàn)緊急情況，交警可手動控制：全路口車輛禁行、行人通行。緊急情況結(jié)束后再轉(zhuǎn)成自動狀態(tài)。第 2 部分 系統(tǒng)硬件設(shè)計21 交通燈四種通行

20、模式及行車方向指示按交通燈控制規(guī)則，每個街口有左拐、右拐、直行及行人四種指示燈。每個燈有紅、綠兩種顏色燈。交道口模型如圖 21 所示：圖 21交道口模型圖4 組 LED 數(shù)碼管按照設(shè)置的通行時間（各路口默認的通行時間均為1 分鐘）進行倒計時，并各自進行紅、綠燈顯示，共有四種通行方式，分別為：圖 2-2通行方式一示意圖圖2-3通行方式二示意圖圖2-4通行方式三示意圖圖2-5通行方式四示意圖通行方式一：倒計時時間為60s（通行時間），紅綠燈狀態(tài)為：南北直行：綠；東西直行：紅；各路右拐：綠；左拐：紅；人行道：南北綠，東西紅；各路右拐比直行滯后10 秒鐘開放。如圖2-2 所示。通行方式二：倒計時時間為

21、60s（通行時間），紅綠燈狀態(tài)為：南北左拐：綠，各路右拐：綠，所有人行道：紅。如圖2-3 所示。通行方式三：倒計時時間為60s（通行時間），紅綠燈狀態(tài)為：東西直行：綠，南北直行：紅，各路右拐：綠，左拐：紅，人行道：東西綠，南北紅，各路右拐比直行滯后10 秒鐘開放。如圖2-4 所示。通行方式四：倒計時時間為60s（通行時間），紅綠燈狀態(tài)為：東西左拐：綠，各路右拐：綠，所有人行道：紅。如圖2-5 所示。通行默認時間為1 分鐘，系統(tǒng)設(shè)置了任意更改功能，一般主干道通行時間要比次干道要長一些，可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整，以提高車輛通過率，緩減交通壓力。在通行結(jié)束前 10 秒鐘，綠燈閃爍直至結(jié)束。本設(shè)計選用

22、 LED 發(fā)光二極管的紅綠燈狀態(tài)用來指示左右拐、直行等交通指示信息。綠色表示通行，紅色則表示禁止通行。中間綠色燈亮，表示直行，兩邊紅色燈亮，表示禁止通行；左邊綠色燈亮，表示左拐彎；其他紅色燈亮則表示禁止通行和右拐彎。所有指示信息一目了然。22 各功能模塊硬件設(shè)計及實現(xiàn)221 行人通行指示及其實現(xiàn)人行道的通行采用紅綠兩種顏色的發(fā)光二極管來指示，其中多加了一個黃燈作為提示紅綠轉(zhuǎn)換的提示標志。按規(guī)則，南北車輛直行的時間也就是東西路口行人通行的時間。所以，在該時刻南北直行的指示燈和東西路口人行道上的指示燈的點亮情況應該是一致的。在現(xiàn)實中，人行道的狀態(tài)切換是用該信號指示燈閃爍來提示紅綠狀態(tài)的切換的。但是

23、在我們這個設(shè)計中，我們認為直接再加一個 黃色信號燈 來提示紅綠狀態(tài)的轉(zhuǎn)換效果會更加明了。當然，相應地要考慮到單片機的帶載能力了。黃色信號燈的發(fā)明者是我國的胡汝鼎，他懷著“科學救國”的抱負到美國深造，在大發(fā)明家愛迪生為董事長的美國通用電器公司任職員。一天，他站在繁華的十字路口等待綠燈信號，當他看到紅燈而正要過去時，一輛轉(zhuǎn)彎的汽車呼地一聲擦身而過，嚇了他一身冷汗?；氐剿奚幔磸妥聊?，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個黃色信號燈，提醒人們注意危險。他的建議立即得到有關(guān)方面的肯定。于是紅、黃、綠三色信號燈即以一個完整的指揮信號家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。我們的視網(wǎng)膜含有桿狀和三種錐狀感光細胞

24、，。桿狀細胞對黃色的光特別敏感，三種錐狀細胞則分別對紅光、綠光及藍光最敏感。由于這種視覺結(jié)構(gòu)，人最容易分辨紅色與綠色。雖然黃色與藍色也容易分辨，但因為眼球，對藍光敏感的感光細胞較少，所以分辨顏色，還是以紅、綠色為佳。所以，交通燈用什么顏色也是有大學問的。222 各路口交通狀態(tài)顯示及其實現(xiàn)在完成倒計時、狀態(tài)信息等的顯示功能上，我們考慮了以下三種方案：方案一：完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案只能顯示有限的符號和數(shù)碼字苻，無法勝任題目要求。方案二：完全采用點陣式 LED 顯示。此顯示方案功能強大，可方便地顯示各種英文字符，漢字，圖形等，而且美觀，但這種方案實現(xiàn)復雜，且須完成大量的軟件工作，因此我們不予采

25、用。方案三：采用發(fā)光二極管、數(shù)碼管相結(jié)合的方法?？紤]設(shè)計需要，我們用三個一組的發(fā)光二極管在顯示不同的狀態(tài)，在各個方向分別構(gòu)成交通提示信息，形象逼真；用二位數(shù)碼管用來顯示倒計時時間。綜上所述，方案三既滿足了系統(tǒng)功能要求，又符合人性化設(shè)計標準。權(quán)衡利弊，我們決定采用方案三來實現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。223 主次干道獨立控制功能當主干道方向的車輛過多發(fā)生堵塞,而次干道方向車輛卻很稀少時，正常的信號燈時序?qū)菇煌顩r更加惡化。本設(shè)計添加了主次干道獨立控制功能，交警可按需求控制任意路口的通行，該措施可在一定程度緩減短暫的交通壓力。224 緊急情況處理功能及其實現(xiàn)在十字交通路口常出現(xiàn)的緊急情況，若不及時處理將

26、形成不良隱患。比如，交道口的行人有緊急情況發(fā)生，那么交警可以對信號燈進行手動控制，按下緊急情況處理鍵，通過軟件使所有紅燈亮，路口車輛禁行，行人通行，直至緊急情況結(jié)束后再轉(zhuǎn)成常規(guī)的自動狀態(tài)。225 倒計時計數(shù)功能及其實現(xiàn)本系統(tǒng)使用數(shù)碼管完成倒計時顯示功能。以南北方向為例，數(shù)碼管顯示的數(shù)值從綠燈的設(shè)置時間最大值往下減，每秒鐘減 1，一直減到 0。然后又從紅燈的設(shè)置時間最大值往下減，一直減到 0。接下來又顯示綠燈時間，如此循環(huán)。系統(tǒng)共有 4 個二位的 LED 數(shù)碼管，分別放置在模擬交通燈控制板上的四個路口。因為相同直線方向上的數(shù)碼管應該顯示同樣的內(nèi)容，所以我們可以把它們同樣對待。也就是說各個方向的數(shù)

27、碼管個位（把數(shù)碼管第二位定義為個位，第一位定義為十位）用一根信號線控制，十位用另一根信號線控制。這里采用動態(tài)顯示?？紤]到單片機的 P1 口驅(qū)動數(shù)碼管七位段碼的能力，我們利用一片 74LS245 芯片來作為數(shù)碼管的位驅(qū)動芯片。經(jīng)實驗證明，該 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器芯片的驅(qū)動能力完全可以滿足本設(shè)計的顯示要求。第 3 部分 系統(tǒng)軟件設(shè)計硬件平臺結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架即形成。軟件在硬件平臺上構(gòu)筑，完成各部分硬件的控制和協(xié)調(diào)。系統(tǒng)功能是由軟硬件共同實現(xiàn)的，由于軟件的可伸縮性，最終實現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強可弱，差別可能很大。因此，軟件是本系統(tǒng)的靈魂。軟件采用模塊化設(shè)計方法，不僅易于編程和調(diào)試，也可減小

28、軟件故障率和提高軟件的可靠性。同時，對軟件進行全面測試也是檢驗錯誤排除故障的重要手段。31 軟件總體流程圖軟件總體設(shè)計及流程圖見圖 3-1 ，主要完成各部分的軟件控制和協(xié)調(diào)。本系統(tǒng)主程序模塊主要完成的工作是對系統(tǒng)的初始化，發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，同時對按鍵進行掃描，等待外部中斷，以及根據(jù)所需要的功能進行相應的操作。其流程圖如圖 3-1 所示。開始初始化掃描外部按鍵狀態(tài)判斷當前狀態(tài)緊急時間狀態(tài)顯示圖 3-1軟件總體流程圖主程序比較簡單，初始化完成后，調(diào)用按鍵掃描程序，取得按鍵狀態(tài)，并根據(jù)當前系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)用相應的子程序。32 軟件主要子程序流程321 緊急狀態(tài)子程序現(xiàn)今社會經(jīng)濟發(fā)展狀況下，我們身邊的交通狀況顯

29、得越來越擁擠。在道路交通突然狀況也越來越多，特別是在車流輛比較集中的十字路口。本設(shè)計在緊急狀態(tài)下，可以通過緊急狀態(tài)手動控制按鍵使所有的 LED 都被置為紅燈，車輛禁行、行人通行。緊急情況結(jié)束后再轉(zhuǎn)成自動狀態(tài)。開始是按鍵是否按下否狀態(tài)轉(zhuǎn)為正常運行所有 LED 置為紅色返回圖 3-2緊急狀態(tài)子程序322 顯示狀態(tài)子程序開始AT89C51 初始化四個路口的燈全部點亮是否出現(xiàn)緊急狀況按設(shè)定的交通方案顯示所有路口LED 置紅色各路口 LED 燈的狀態(tài)倒計時顯示延時返回圖 3-2顯示狀態(tài)子程序本設(shè)計各路口燈比較多，各通行狀態(tài)前文已有描述在此不一一贅述。雖然整個系統(tǒng) LED 燈的數(shù)量比較多，但各個方向的燈各

30、司其職使交通指揮更加顯而明了。在人為手動復位和初始化的情況下，各路口所有交通燈均點亮。此時若有 LED 燈出現(xiàn)故障，一目了然，可以及時檢修。若有緊急中斷信號出現(xiàn)，顯示子程序優(yōu)先處理中斷程序，將所有路口的信號燈置為紅色禁止通行。緊急狀態(tài)解除各信號燈再進入正常狀態(tài)顯示。第 4 部分 系統(tǒng)調(diào)試分析及結(jié)果因本設(shè)計本身要求有穩(wěn)定性高、免維護、抗干擾能力強等功能，系統(tǒng)調(diào)試除了驗證數(shù)據(jù)處理的精度，確保判斷的準確性外，同時必須確認各項功能的正常運行。41 電路板實物的制作411 印刷電路板 PCB 圖的繪制由于本電路硬件設(shè)計中，用單片機的兩個 IO 口控制各路交通燈的循環(huán)點亮。用同一芯片單片機的 P1 口和

31、P3 口的高四位，來控制數(shù)碼管的顯示點亮。因此，在同一芯片中，所要接的線路比較多。在硬件的布局中，各位 LED 燈和數(shù)碼管的布局比較固定化，集中分布在所控制的四個路口。因此，若采用雙面PCB 板的話，這個電路的布線比較容易實現(xiàn)。但是，現(xiàn)實水平中做雙面板會出現(xiàn)一些焊點接觸不良而導致電路調(diào)試過程不易實現(xiàn)。因此，我們決定使用單面板布線。單片面板的布線需要犧牲本設(shè)計電路板一部分實際電路的美觀。印制電路板的設(shè)計是以電路原理圖為根據(jù)，實現(xiàn)電路設(shè)計者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計主要指版圖設(shè)計，需要考慮外部連接的布局、內(nèi)部電子元件的優(yōu)化布局、金屬連線和通孔的優(yōu)化布局、電磁保護、熱耗散等各種因素。優(yōu)秀的版圖設(shè)

32、計可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設(shè)計可以用手工實現(xiàn)，復雜的版圖設(shè)計需要借助計算機輔助設(shè)計（CAD）實現(xiàn)。412 實物的制作準備工作：打印一份印刷電路PCB；事先購買好實物電路所需的各種元器件；一塊銅板； FeCl3 一包；還有其他的基本電子器件和制板工具。制作過程：我們的印刷電路板制作過程總制板工藝程序：修整板周邊尺寸- 復制 - 鉆孔定位 - 貼膠 - 腐蝕 - 清洗- 去膠 - 細砂紙擦光亮 - 涂松香水。1. 先將符合尺寸要求的復銅板表面用細砂紙擦光亮, 再把打印出來的印刷電路 PCB復寫紙將布線圖復制到復銅板上。2. 用直徑 1.0mm鉆頭鉆孔、定位口，再進

33、行貼膠（或上油漆）。3. 貼完膠后，應在板上墊放一張厚張，用手掌在上面壓一壓，其目的是使全部貼膠與復銅板粘貼得更加牢靠。必要時還可用吹風筒加熱，可使用權(quán)貼膠粘度加強，由于所用的貼膠具很好的粘性，而且膠紙又薄，故采用這種貼膠進行制板，效果較好，一般是不須再作加熱處理。4. 腐蝕一般采用三氯化鐵作腐蝕液，腐蝕速度與腐蝕液的濃度，溫度及腐蝕過程中采取抖動有關(guān)，為保證制板質(zhì)量及提高腐蝕速度，我們采用了抖動和加熱的方法。5. 腐蝕完成后，應用自來水沖洗干凈，并將膠紙去掉，把印刷板抹干。6. 用細砂布將印刷板復銅面擦至光亮為止，然后立即涂上松香溶液。（涂松香水時應將印刷電路板傾斜放軒再涂以松香水，以免松香

34、水經(jīng)鉆孔流至背面）。附注：(1) 松香水的作用是防氧化，助焊及增加焊點的光亮度等；松香溶液是用松香粉末與酒精或天尋水按一定比例配制面成，其濃度應適中，以用感有一定粘性即可。(2) 三氯化鐵溶液對人體皮膚不會有不良影響，但三氯化若搞到衣服上或地面上，尋是難以洗掉的，所以使用時我們是特別小心的。制板心得：我們在制板過程中，1. 首先是 PROTEL 設(shè)計的時候出現(xiàn)的錯誤導致印制電路板制作錯誤。2. 其次是由于設(shè)計的理論和實際有誤差導致無法實現(xiàn)目標。3. 焊接過程中出現(xiàn)了一些問題，比如焊跳線的時候，由于接線太多，而且是手工焊接，并且焊接設(shè)備不好，烙鐵頭高溫下容易老化氧化和溫度不可控制。因此導致焊盤脫

35、落，原件燙傷等原因?qū)е聢髲U了好幾塊板子。此外，有些焊盤太小并且有損壞跡象，所以焊接很不方便。但為了不出現(xiàn)虛焊，卻花了很長時間去焊，有些焊點并不是很美觀。4. 焊接過程中，有時候焊錫會不小心將相鄰的兩根引線短路。所以，此次做板積累了一些經(jīng)驗，主要是，再次做板的時候一定要注意PCB 的引線之間的距離不能設(shè)置太近。因為我們是手工制作，精度和密度都必須有一個自由度和能力所及的范圍，并且考慮到手工制板的局限性和線路過細密導致的氧化和短路故障。我們擁有了這些寶貴的經(jīng)驗，相信今后制板，一定會完美保證電路的實現(xiàn)！42 系統(tǒng)硬件調(diào)試在設(shè)計過程中，我們使用了proteus硬件仿真軟件對該設(shè)計的硬件電路進行了實物功能仿真，仿真效果良好。實物交通燈控制系統(tǒng)的 PCB 電路板焊接工作量非常大，電路安裝完成后，首先進行檢查，即確認電路無虛焊，無短路，無斷路，集成元件安裝是否正確，之后進行電路功能模塊的分級調(diào)試，根據(jù)電路功能逐級進行：通行方式功能調(diào)試：包括對四種通行方式控制調(diào)試，行人和行車方向指示燈亮度和驅(qū)動電路調(diào)試；倒計時功能調(diào)試：數(shù)碼管亮度調(diào)試；復位和緊急情況手動控制功能調(diào)試。43 系統(tǒng)軟件調(diào)試本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)很大，選用一般的偉福仿真器對程序進行編寫和調(diào)試。除了語法