目录
1 引言 (1)
1.1设计目的 (1)
1.2设计背景 (1)
1.3设计任务 (1)
2 MULTISIM技术简介 (2)
2.1 Multisim的发展历史 (2)
2.2 Multisim 10的概述 (2)
2.3 Multisim 10的基本操作界面 (3)
3 总体设计 (5)
3.1 总体设计思想 (5)
3.2 秒脉冲发生器 (5)
3.2.1 555定时器的简介 (5)
3.2.2 555定时器的工作原理 (6)
3.2.3 555定时器的引脚图及功能表介绍 (6)
3.2.4 由555定时器构成的秒脉冲发生器 (7)
3.3倒计时装置 (8)
3.3.1 十进制加减法计数器74LS192的工作原理 (8)
3.3.2 由74LS192构成的倒计时装置 (9)
3.4数码显示装置 (10)
3.5主控制电路 (11)
3.5.1芯片74LS160的介绍 (11)
3.5.2芯片74LS160的引脚图及功能表 (12)
3.5.3 主控电路的构成 (13)
3.6交通信号灯 (15)
3.7夜间工作模式 (15)
3.8手动控制部分与黄灯闪耀部分 (16)
4 设计总结 (17)
参考文献 (18)
附录1 器件明细表 (19)
附录2总设计电路MULTISIM仿真图........................................ 错误！未定义书签。
1 引言
1.1设计目的
学习了一个学期的《数字电子技术》课程，这次的课程设计主要综合了解与运用所学的知识，通过这次课程设计来检查这一学期的学习状况。在课程设计的同时让大家了解我们学习的课程在今后生活学习中所存在的意义和重要性，提高大家对这门课程的喜爱程度，为以后学习提供有力的动力。另外，还可以让我们更加深入的了解交通灯等与我们所学知识有关的生活期间的工作原理。更重要的是要通过制作来了解交通灯控制系统，了解译码器、计数器、寄存器芯片的作用。
1.2设计背景
在大、中城市，十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。在交通灯的通行与禁止时间控制显示中，通常要么东西、南北两方向各50秒；要么根据交通规律，东西方向60秒，南北方向40秒，时间控制都是固定的。但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受认为因素的影响。采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞。这就需要一个安全、自动的系统对红、黄、绿的转化进行管理。本次的设计就是基于此目的进行的。
1.3设计任务
（1）要求东西方向的红、黄、绿灯和南北方向的红、黄、绿灯按照正常的工作时序进行工作，黄灯亮时应为闪烁状态；
（2）南北和东西车辆交替进行，，各通行时间24秒
（3）每次绿灯变红灯时，黄灯先闪烁4秒，才可以变换运行方向
（4）十字路口要有数字显示作为时间提示，以倒计时按照时序要求进行显示；
（5）可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀状态
2 Multisim技术简介
2.1 Multisim的发展历史
Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics 简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE 技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
该软件实现了EWB4.0-- EWB5.0-- EWB6.0-- Multisim2001-- Multisim 7-- Multisim 8-- Multisim 9-- Multisim 10的发展过程。
目前在各高校教学中普遍使用Multisim2001，网上最为普遍的是Multisim 9，NI于2007年08月26日发行NI系列电子电路设计软件，NI Multisim v 10作为其中一个组成部分包含于其中。
2.2 Multisim 10的概述
（1）通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路
（2）通过交互式SPICE仿真, 迅速了解电路行为
（3）借助高级电路分析, 理解基本设计特征
（4）通过一个工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试
（5）通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间
NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。 Multisim10软件进行设计仿真分析的基本步骤为：设计创建仿真电路原理图→电路图选项的设置→使用仿真仪器→设定仿真分析方法→启动Multisim10仿真。
2.3 Multisim 10的基本操作界面
1.启动Multisim 10双击桌面上的Multisim快捷方式或选择程序菜单中的Multisim选项，即可进入。打开界面如下图：
图1 工作界面
2. Multisim界面
图2 Multisim界面
3. Multisim的常用界面介绍
（1）常用的器件、芯片等择对话框，如下图：
图3 选择器件对话框
（2）常用仪器的选择
图4 示波器，信号发生器等仪器的选择框
3 总体设计
3.1 总体设计思想
设计交通信号控制灯要求白天的工作方式如图2-1：
图5 信号指示灯白天点亮流程图
夜晚的工作方式是：南北东西各方向黄灯亮，且每秒闪动一次，其他灯不亮，因此总的设计框图如图2-2：
图6 总设计原理框图
3.2 秒脉冲发生器
3.2.1 555定时器的简介
555定时器是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。它的内部电压标准使用了三个5K的电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，两者的工作原理和结构相似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。双极型的电压是+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源电压是+3V~+18V。
3.2.2 555定时器的工作原理
图7 555定时器内部框图
555电路的内部电路方框图如图8-1所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。
是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。
Vc是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。
3.2.3 555定时器的引脚图及功能表介绍
555定时器的引脚图如下：
图8 555定时器的引脚图
555定时器的状态表如下图：
图9 555定时器功能表表的截图
3.2.4 由555定时器构成的秒脉冲发生器
由于黄灯点亮时按秒闪动以及时间显示按秒倒计时，所以需要设计秒脉冲产生电路。秒脉冲产生电路实际就是一个多谐振荡电路，它可以是用门电路和电阻、电容组成的多谐振荡电路，也可以是用555定时器和电阻、电容组成的多谐振荡器。为了电路简单和调节振荡周期方便，选择用555定时器组成多谐振荡器。
振荡周期与频率的计算公式为：T=(R1+2R2)Cln2=0.7(R1+2R2)C,电源电压为Vcc=5V，其中电路图中C1的作用是防止电磁干扰对振荡电路的影响，课程设计中要求输出T=1S，选取电容为C1=10nF，C2=10uF，R1=48kΩ，根据振荡周期计算，选择电阻R2=48kΩ。在Multisim中进行仿如图3-1：
图10 由555定时器构成的秒脉冲发生器
由此电路就可以产生脉冲频率为1赫兹的脉冲。
3.3倒计时装置
3.3.1 十进制加减法计数器74LS192的工作原理
74LS192同步可逆递增/递减BCD 计数器。74LS192的预置数是异步的，当置入控制端（Load）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（D0～D3）相一致的状态。74LS192 的计数是同步的，当计数控制端（CTEN ）为低电平时，在CP 上升沿作用下Q0～Q3同时变化，从而消除了异步计数器中现的计数尖峰。当计数方式控制（U /D）为低电平时进行加计数，当计数方式控制（U /D）为高电平时进行减计数。只有在CP 为高电平时CTEN 和U /D 才可以跳变。74LS192有超前进位的功能，当计数溢出时，进位/错位输出端（CO/BO）输出一低电平脉冲，其宽度为CP 脉冲周期的高电平脉冲；行波时钟输出端（ RC ）输出一个宽度等于CP 低电平部分的低电平脉冲。利用 RC 端，可级联成N 位同步计数器。当采用并行CP控制时，则将RC 接到后一级CT ；当采用并行CT 控制时，则将RC 接到后一级CP。
引出管脚符号：
CO/BO进位输出/借位输出端
CLK 时钟输入端（上升沿有效）
CTEN 计数控制端（低电平有效）
D0～D3 并行数据输入端
LOAD 异步并行置入控制端（低电平有效） Q0～Q3 输出端
RC 行波时钟输出端（低电平有效） U /D 加/减计数方式控制端 74LS192芯片的引脚图如下：
图11 74LS192的引脚图
图12 74LS192功能表的截图
3.3.2 由74LS192构成的倒计时装置
十字路口要有数字显示作为倒计时提示，以便人们直观的把握时间。具体的工作方式为：当某方向绿灯亮时，只显示器为某值，然后每秒减1，计数方式工作，直至减到4或0时，十字路口的红绿灯变换，一次工作结束后进入下一步某方向的工作循环。在倒计时的过程中计数器还向信号灯提供模为4的定时信号T1和模为0的定时信号T2，用以控制黄灯的闪烁和黄灯向红灯变换。因为要计数的数字从24开始，所以要用两片 74LS192级联得到。级联的电路图如图所示：
U1
74LS192D
A 15
B 1
C 10
D 9UP 5QA 3QB 2QC 6QD 7DOWN
4
~LOAD 11~BO 13~CO
12
CLR 14
图13 两片74LS192的级联图
3.4数码显示装置
本设计采用的七段显示译码器，如下图所示：
图14 七段显示译码器
将七段显示译码器与上述倒计时装置相连，连接图如下：
U14
DCD_HEX_DIG_GREEN
DCD_HEX_DIG_GREEN
图15 七段显示译码器与倒计时装置的连接图
按照上图连接便可以数字的形式现实倒计时装置的工作状态。
3.5主控制电路
3.5.1芯片74Ls160的介绍
74Ls160是可预置十进计数器，由四个D 型触发器和若干个门电路构成，内部有超前进位，具有计数、置数、禁止、直接（异步）清零等功能。对所有触发器同时加上时钟，使得当计数使能输入和内部门发出指令时输出变化彼此协调一致而实现同步工作。这种工作方式消除了非同步（脉冲时钟）计数器中常有的输出计数尖峰。缓冲时钟输入将在时钟输入上升沿触发四个触发器。这种计数器是可全编程的，即输出可预置到任何电平。当预置是同步时，在置数输入上将建立一低电平，禁止计数，并在下一个时钟之后不管使能输入是何电平，输出都与建立数据一致。清除是异步的（直接清零），不管时钟输入、置数输入、使能输入为何电平，清除输入端的低电平把所有四个触发器的输出直接置为低电平。超前
进位电路无须另加门，即可级联出n 位同步应用的计数器。它是借助于两个计数使能输入和一个动态进位输出来实现的。两个计数使能输入（ENP 和ENT ）计数时必须是高电平，且输入ENT 必须正反馈，以便使能动态进位输出。因而被使能的动态进位输出将产生一个高电平输出脉冲，其宽度近似等于QA 输出高电平。此高电平溢出进位脉冲可用来使能其后的各个串联级。使能ENP 和ENT 输入的跳变不受时钟输入的影响。电路有全独立的时钟电路。改变工作模式的控制输入（使能ENP 、ENT 或清零）纵使发生变化，直到时钟发生为止，都没有什么影响。计数器的功能（不管使能、不使能、置数或计数）完全由稳态建立时间和保持时间所要求的条件来决定。
3.5.2芯片74Ls160的引脚图及功能表
74Ls160芯片的引脚图及功能表如下图：
图16 74Ls160的引脚图
图17 74Ls160功能表的截图
U1
74LS160D
QA 14QB 13QC 12QD 11RCO
15
A 3
B 4
C 5
D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK
2
3.5.3 主控电路的构成
为了实现倒计时装置分别从24s，20s，4s开始倒计时，须由三个状态转换来实现数字不同时减法计数器不同的预置数，因此，我们选用计数器74Ls160来实现上述功能。电路连接如下图：
图18 主控原件
由上图可以实现其输出端输出信号由01,10,11三个状态的循环。由于当减法计数器减到00时，需重新置数，此时需给计数器74Ls160一个信号使其状态发生改变，并使减法计数器进入不同的置数。其具体连接图如下（此为东西向的控制电路图，其循环状态时红灯—绿灯—黄灯；因此南北向的控制电路状态转换应为绿灯—红灯—黄灯）：
DCD_HEX_DIG_GREEN
图19 主控电路的置数功能
3.6交通信号灯
由于红灯亮的时间为24s ，绿灯亮的时间为20s ，黄灯为4s ，并与倒计时显示装置同步。同时，主控制电路中74Ls160输出为QAQBQCQD ，本设计只是用QAQB ，分别为00,01,10,11，我们只采用01.10.11三个状态。因此，东西方向上的红、绿、黄灯分别对应01,10,11.南北方向上的红、绿、黄灯分别对应11,01,10.连接图如下说是：
X1
2.5 V
X3
X5
图20 交通信号灯的控制电路
南北电路的连接图见最后的总图。
3.7夜间工作模式
为了使实验在一次课时间内完成，本设计中白天与夜间的转换开关为手动开关。在实际应用中可以设计自动转换开关。
用光敏电阻或光敏二极管、光敏三极管组成光亮度检测电路，光亮度检测电路检测的电信号送入滞回电压比较器，滞回电压比较器根据光亮度输出高低电平信号，这个信号经延时电路后（可用单稳态电路实现），作为白天与夜间的自动转换开关。这样当天黑以后经一段延时，系统自动转成夜间工作方式。第二天天量后经一段延时，系统自动转换成白天工作方式。在本次课程设计中选择使用手
动切换白天与夜晚模式的选择。
3.8手动控制部分与黄灯闪耀部分
夜晚模式改为手动控制后，应由电建开关来实现。夜晚时分，应将开关如下图所示连接。同时，由于黄灯要求在4s内以及夜晚时为闪烁状态，所以东西方向的黄灯应由秒脉冲和QAQB用与门连接来控制，电路连接如下图：（南北方向连接图见总图）
图21 手动控制电路及黄灯闪烁电路
4 设计总结
此次课程设计主是运用本学期所学到的模拟电子技术知识来设计一个符合要求的交通信号控制系统。要求我们运用所学知识将几种单元电路组合起来，并且能够根据给定性能指标求解电路中的参数，最后在实践方面还要求我们要有动手能力，绘制出仿真电路并调试。通过这次数字电子技术课程设计，我学到了很多的东西，不仅巩固以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有的知识。从而进一步加深了对数字电子技术的了解，让我对它产生了浓厚的兴趣。这次课程设计让我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，还要把所学的理论知识与实践相结合起来，而设计运用时要求对基础知识掌握的特别牢固熟练，才能很快的想到并学以致用，因此我们在以后的学习中更应该甲苯努力的学习。
这次课设让我从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到的问题，可以说是困难重重，这毕竟第一次做，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。不同的学生设计出不同的电路模型。通过与同学们交流，让我可以用全新的视角去看待问题，思考问题并进一步解决问题。
总得来说这次交通控制逻辑电路的设计比较成功的。在设计中遇到了很多问题，尤其在运行仿真图时，最后在马老师的辛勤的指导下，终于下载调试成功。很感谢学校为我们安排的这次课设以及指导老师的耐心指导和详细讲解，同时很感谢同学们的帮助。
参考文献
[1].郭锁利,《基于Multisim 10的电子系统设计仿真与综合应用》.人民邮电出版社,2008.2
[2].王鸿明，段玉生.《电工与电子技术》.高等教育出版社，2009.12
[3].阎石.《数字电子技术基础》.高等教育出版社，2009.2
[4].吴俊芹.《电子技术实训与课程设计》.机械工业出版社，2009.4
[5] 毕满清.电子技术实验与课程设计.北京:机械工业出版社,2001.3
附录1 器件明细表
器件名称器件型号器件数目
非门74LS05 5个
或门74LS32 9个
与门74LS21 9个
与非门74LS00 6个
或非门4002BD 4个
十进制加法计数器74LS160 2个
十进制加减法计数器74LS192 4个数字显示屏BCD-HEX-GREEN 4个多谐振荡器555构成1个单刀双置开关SWICH 6个电阻48K 2个
电容10nF 1个
10uF 1个灯泡PROBE-GREEN 2个
PROBE-RED 2个
PROBE-YELLOW 2个直流电源VCC 8个
接地GND 8个
基于数字电路交通红绿灯设计
目录 一、设计目的 (3) 二、设计任务 (3) 三、设计要求 (4) 四、总体设计思路 (4) 五、电路设计模块与分析 (5) 1、交通灯控制系统的原理 (5) 2、状态控制电路 (6) 3、初值预置电路 (8) 4、数字显示电路 (9) 5、秒脉冲电路 (10) 六、总设计电路图 (11) 七、元件清单及其引脚功能 (12) 八、仿真故障 (13) 九、心得体会 (13) 十、参考文献 (14)
一、设计目的 1、通过设计，巩固和加深在数字电子技术课程中的理论基础和实验中的基本技能，训练电子产品制作时的设计能力。 2、通过该课程设计，设计出符合任务要求的电路。 3、掌握常用集成器的一般设计方法。 4、训练并提高学生在文献检索、资料利用、方案比较和元器件选择等方面的综合能力。 5、熟练使用Multisim软件。 二、设计任务 在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。交通信号灯常用与交叉路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。 自从交通灯诞生以来，其部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路
的设计提供了一定的技术基础。 三、设计要求 本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。 1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间25s。 2、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间25s。 3、东西方向或南北方向黄灯亮，时间均为5s。 四、总体设计思路 1、根据本课题设计要求分析并画出简易电路结构框图。 2、按照电路结构框图绘制电路原理图。 3、选定各部分集成电路元器件的类型。 4、利用Multisim软件对所设计电路进行调试仿真。 根据设计任务和要求，而确定交通灯控制器电路的系统工作框图
课程设计论文 题目：交通灯定时控制系统的设计、制作 学院：_ ___ 专业：____ 学号：_____ 姓名：________ 指导教师：_________ 完成日期： 设计任务书 在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。 设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下： （1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒。 （2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。 （3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。 选做扩展功能： （4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数； （5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。
目录 一、交通灯设计原理 (4) 二、单元电路的设计 (8) 1、秒脉冲发生器 (8) 2、定时器 (9) 3、控制器 (11) 4、译码器 (14) 5、显示部分 (16) 6.整个交通灯控制系统的布局 (17) 三、仿真过程与效果分析 (17) 四、元器件清单...................................................................... . (19) 五、体会总结...................................................................... .. (20) 六、参考文献...................................................................... .. (21) 七、附录 一．交通灯设计原理
——交通灯控制电路 目录 第一章：序言 (2) 第二章：设计任务书 (2) 第三章：电路组成和工作原理 (4)
第四章：设计步骤及方法 (7) 第五章：总结 (10) 第七章：参考文献 (10) 第一章序言 随着社会的飞速发展，城市交通问题日益凸显严重，尤其在城市街道的十字叉路口，频繁发生交通问题，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。其中红灯亮，表示道路禁止通行；黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行，已经过停车线的的车辆继续通行；绿灯亮表示道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人的安全，实现十字路口交通管理自动化。
第二章设计任务书 一、设计题目： 二、技术内容及要求： 三、给定条件及器件 四、设计内容 1.电路各部分的组成和工作原理。 2.元器件的选取及其电路逻辑图和功能。 3.电路各部分的调试方法。 4.在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问题，其原因及解决
的办法。 第三章电路组成和工作原理设系统工作的十字路口由主、支两条干道构成，4路口均设红、黄、绿三色信号灯和用于计时的2位由数码管显示的十进制计数器，其示意图如图5—1所示。 图1 十字路口交通信号灯控制示意图 根据交通规则，交通信号灯自动定时控制器所需实现的功能如下： (1)主、支干道交替通行，通行时间均可在0 ~ 99 s内任意设定。 (2)每次绿灯换红灯前，黄灯先亮较短时间(也可在0 ~ 99 s内任意设定)，用以等待十字路口内滞留车辆通过。 (3)主支干道通行时间和黄灯亮的时间均可由同一计数器按减计数方式计数(零状态瞬间进行状态的转换，视为无效态)。 (4)在减计数器回零瞬间完成十字路口通行状态的转换(换灯)。
数字电路课程设计报告书 系部名称：电子工程学院 学生姓名： 专业名称：微电子 班级： 实习时间： 题目：交通灯控制器
一实验目的 1.综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件的原理及其应用，锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。 2.深入了解交通灯的工作原理。 二实验要求 1）在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一个方向是绿灯，黄灯，红灯，另一方面是红灯，绿灯，黄灯。 2）设置一组数码管，以计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中一个方向上绿灯亮的时间为20秒，另一个方向上绿灯亮的时间是30秒，黄灯亮的时间都是5秒。 3）当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，其中一个方向常通行，倒计时停止，当特殊情况结束后，按下自动控制开关，恢复正常状态。 三使用元件 器件型号数量器件型号数量 161 2 LED 6 08 2 电阻4.7K 1 04 3 电阻150K 1 00 1 电阻100欧姆 1 48 2 电容4.7uF 1 74 1 电容103 1 555 1 数码管 2 面包板 1 斜口钳 1 四总体方案的设计 1．分析系统的逻辑功能，画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图所示。它主要由控制器、定时器和秒
脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器，数码管和二极管的工作。 2．分析系统的状态变化，列出状态转换表： （1）主干道绿灯亮，支干道红灯亮。表示主干道上的车辆允许通行， 支干道禁止通行。 （2）主干道黄灯亮，支干道红灯亮。表示主干道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，支干道禁止通行。 （3）主干道红灯亮，支干道绿灯亮。表示主干道禁止通行，支干道上的车辆允许通行。 主控部分 秒脉冲发生 器 交通灯 倒计时控制部分 数码管显示 反馈 控制
——交通灯控制电路 目录
第一章：序…………………………………………（1-2） 第二章：设计任务书………………………………（2-4） 第三章：电路组成和工作原理........................（4-12）第四章：设计步骤及方法..............................（13-18）第五章：仿真过程故障排除...........................（18-22）第六章：总结.............................................（22-23）第七章：参考文献 (23) 第八章：致谢 (23)
毕业论文项目表
哈尔滨应用职业技术学院学生顶岗实习鉴定表
第一章序 数字电子技术基础是高等学校弱电类专业的一门重要技术基础课程。这门课程发展迅速、实用性和应用性强，侧重于逻辑行为的认知和验证。 随着社会经济的发展城市交通问题越来越引起人们的注意。人、车、路三者的关系协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导计算机综合管理系统，他是现代城市的交通监控系统指挥中最重要的组成部分。 同时也随着城市机动车辆的不断增加，许多大城市如北京，上海，南京等出现交通超负荷运行的情况，因此，自八十年代后，这些城市纷纷修建高速道路，在告诉道路完成的初期，它们也曾有效地改善交通情况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对告诉道路的系统研究和控制，告诉道路没有充分发挥初期的作用。而城市的高速道路在构造上的特写，也决定了城市告诉道路的交通状况必然受告诉道路与普通道路耦合出交通状况的制约。所以，如何才用何时得控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道和匝道，城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此，本次设计完成的就是交通灯设计。一下就是城乡交通灯控制系统的电路原理，设计计算和实验调试等问题来进行具体讨论。 第二章设计任务书 一、设计题目：交通灯控制电路 二、技术要求：
课程设计（大作业）报告 课程名称：数字电子技术 设计题目：交通灯控制电路设计 院系：信息技术学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2012/12/24----2012/12/28 信息技术学院
课程设计（大作业）任务书
目录 一设计目的 (5) 二设计要求和指标 (5) 三设计内容 (6) 3.1数字钟电路工作原理 (6) 3.2主要器件 (7) 3.3仿真结果与分析 (8) 3.3.1主控制电路 (8) 3.3.2时钟计时器 (9) 3.3.3译码器 (10) 3.3.4 时间显示 (11) 3.3.5 总原理图 (12) 四本次设计改进建议 (12) 五总结 (13) 六主要参考文献 (13)
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了解面包板结构及其接线方法。 4了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理。 5学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。 6熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。 二设计要求和指标 (一)设计要求 1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。 2.当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。 3.主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。设计30s和20s计时显示电路。 4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，设置5s计时显示电路。 （二）设计指标 1．设计秒脉冲发生器 2．设计交通灯定时 3．设计交通灯控制 4．设计交通灯译码 5．设计交通灯显示时间
3.1数字钟电路工作原理 1.电路各部分的组成和工作原理。 2.元器件的选取及其电路逻辑图和功能。 3.电路各部分的调试方法。 4.在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问题，其原因及解决的办法。 5.分析系统的逻辑功能，画出其框图： 图1 交通灯控制系统的原理框图 两方向车道的交通灯的运行状态共有4种交通灯是同步的。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。 TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为15秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则，TL=0。 TY：表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，TY=1，否则，TY=0。 ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。
太原理工大学
课程设计任务书 注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订） 2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。 指导教师签名：日期：
专业班级 学号 姓名 成绩 一、 简述 为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R ）亮表示该条道路禁止通行；黄灯（Y ）亮表示停车；绿灯（G ）亮表示允许通行。 交通灯控制器的系统框图如图3.1所示。 图3.1 交通灯控制器系统框图 系统由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显示器五大部分组成。其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号，通过定时器向控制器发出三种定时信号，使相应的发光二极管发光。译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号，分别产生三种倒计时时间显示，控制器根据定时器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。 二、设计目的 通过本次课题设计，应该掌握以下内容 （1）学习数字逻辑电路设计的一般方法。 （2）要求学会用理论知识解决实际问题。 （3）灵活掌握部分74LS 系列集成电路的使用。 （4）掌握Multisim 仿真软件的应用。 （5）掌握常用元器件的识别与测量。 （6）了解实际电路调试和解决问题的基本方法。 三、总体方案设计 用定时器分别产生三个时间间隔后，向控制器发出“时间已到”的信号，控制器 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………
根据定时器的信号，决定是否进行状态转换。如果肯定，则控制器发出状态转换信号ST，定时器开始清零，准备重新计时。 交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2、S3表示。 S0状态：主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许车辆通行，主干道禁止车辆通行。当主干道绿灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S1状态：主干道黄灯亮，主干道红灯亮，此时主干道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，支干道禁止车辆通行。当主干道黄灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S2状态：主干道红灯亮，支干道绿灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许车辆通行，当支干道绿灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S3状态：支干道红灯亮，支干道黄灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许超过停车线的车辆通行，而未超过停车线的车辆禁止通行。当支干道红灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态------S0状态。 交 灯 状 态 转
电子技术课程 设计报告 二 级 学 院 机械与电子工程学院 专 业 电气工程及其自动化 年 级 2014级 学 号 14106***** 学 生 姓 名 苏 运 指 导 教 师 杨** 完 成 时 间 2015 年12 月25 日 简易交通灯的设计
简易交通灯的设计 作者：苏运 指导老师：杨** 摘要：利用数码管，74LS48译码器、74LS192计数器、ne555、与非门、或非门、触发器、蜂鸣器和小彩灯等电子元件，制作简易交通灯，实现15秒倒计时开始后，到达5秒时红灯熄灭，黄灯闪烁同时蜂鸣器响，到达0秒时切换到另外两个方向的红绿灯亮的功能。经测试，系统达到红绿灯转换和显示的基本要求，具有电路美观稳定性高的优点。 关键词：数电交通灯；交通灯；简易交通灯；计数器
目录 1 设计要求及方案选择 (1) 1.1设计要求 (1) 1.2方案选择 (1) 2 理论分析与设计 (1) 2.1脉冲发生器电路的分析及设计 (1) 2.2定时器电路的分析及设计 (2) 2.3交通灯和蜂鸣器电路的分析及设计 (3) 2.4控制器电路的分析及设计 (4) 2.5数码显示电路的分析及设计 (4) 3电路设计 (5) 3.1脉冲发生器电路的设计 (5) 3.2定时器电路的设计 (6) 3.3交通灯和蜂鸣器电路的设计 (6) 3.4控制电路的设计 (7) 3.5码显示电路的设计 (9) 3.6电源开关和指示灯电路的设计 (9) 4系统测试实验 (10) 4.1调试所用的基本仪器清单 (10) 4.2软件仿真调试 (10) 4.3实物电路板的调试 (10) 4.4时钟脉冲信号的测定 (10) 4.5调试结果 (11) 4.6测试结果分析 (11) 5 总结 (12) 附录 (13) 附录A 仿真图 (13) 附录B 原理图 (13) 附录C PCB图 (14) 附录D 实物图 (14) 附录E 脉冲信号测试图 (15) 附录F 元件清单 (15) 参考文献 (16)
数字电子技术课程设计 简易交通灯控制逻辑电路设计 专业班级:09自动化一班 时间:2011.12.12-2011.12.19 姓名: 指导教师: :郭计云
大同大学电气工程系
目录 一、课程题目 (2) 二、设计要求 (2) 三、系统框图及说明 (2) 四、单元电路设计 (4) 五、仿真过程与效果分析 (12) 六、体会总结 (13) 七、参考文献 (13)
《一》课程设计题目： 交通灯控制电路设计 《二》设计要求： 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（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30秒、支干道每次通行时间为20秒，时间可设置修改。 2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道； 3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）。 5、同步设置人行横道红、绿灯指示。 《三》系统框图及说明： 1、分析系统的逻辑功能，画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图1-1 所示。它主要由计时电路、主控电路、信号 灯转换器和脉冲信号发生器组成。脉冲信号发生器用的是555 定时器；计时计数器是由74LS160 来完成、输出四组驱动信号T0 和T3 经信号灯转换器(4 片7448)来控制信号灯工作，主控电路是系统的主要部分，由它控制信号灯转换器的工作。
（图1-1）2、信号灯转换器
状态与车道运行状态如下：S0：支干道车道的绿灯亮，车道通行，人行道禁止通行；主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行 S1：支干道车道的黄灯亮，车道缓行，人行道禁止通行；主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行 S2：支干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行；主干道车道的绿灯亮，车道
一、概述 交通灯在人类道路交通发展过程中扮演着非常重要的角色，而我国是一个人口超 级大国，汽车工业的发展正在快速增长的阶段，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。 智能交通灯系统正是解决这一矛盾的途径之一。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。合理进行交通灯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灯的智能控制，达到优化路口交通流的目的。 二、方案论证 设计一个简单的交通灯控制器。实际上就是四个平时状态加上一个紧急状态。我们不妨设： S1：南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮，时间15s； S2：南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮，时间3s； S3：南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l5s； S4：南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮，时间3s； S5（紧急状态）：如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。 图1 主电路状态与指示灯状态转换
S5的紧急状态，我们可以设计一个开关来控制这个状态的开启与关闭。剩余的四个状态我们可以放在一起来综合考虑。 因为四个状态是轮换的。首先，用10进制计数器对平时状态下的四种情况进行计数，再用3线——8线译码器对这四种状态进行编码，之后控制四个方向的二极管（代替红绿灯）的亮暗。其次，1Hz脉冲信号我们可以用555时基电路构成的多谐振荡器来实现。555定时器内部的比较器灵敏度高，输出驱动电流大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰。再者，用两片十进制可逆计数器来显示黄绿灯亮的秒数。 最后，就可以基本实现红绿灯的简单控制。 图2 红绿灯控制器的基本流程图 三、电路设计 1.脉冲产生电路 脉冲是由555时基电路构成的多谐振荡器产生的。选取两个固定电阻，计算出电容，使其频率为1Hz，其电路图如下:
电子技术课程设计报告课程名称电子技术课程设计 设计题目交通信号灯控制器 所学专业名称电子信息工程 班级电信1班 学号2013210xxx 学生姓名张XX 指导教师XXX 2015年6月1日
电子技术课程设计 任务书 设计（论文）名称：交通信号灯控制器 系(部)、专业：电气学院电子信息工程学生姓名：张XX 指导教师：XXX下达时间：2015年5月25日 一、课程设计应达到的目的： 设计 ①设计一个十字路口交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条 交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间25秒； ②要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道； ③黄灯亮时要求每秒闪亮一次。 二、课程设计任务和基本要求 设计任务： ①设计一个十字路口交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条 交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间25秒； ②要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道； ③黄灯亮时要求每秒闪亮一次。 基本要求： ①用交通灯控制十字路口的车辆通行，绿灯通行，黄灯缓行，红灯停止，每次通行25秒，则要求绿灯每次亮25秒。 ②绿灯亮25秒后变成黄灯，黄灯再亮5秒，当甲车道亮绿灯时，乙车道红灯亮，那么当甲车道亮黄灯时，车辆缓行，此时乙车道不能通行，故亮红灯，所以红灯亮30秒。 ③黄灯闪亮，只需将黄灯的控制信号与时间的秒信号相与即可。 目录
交通信号灯控制器 摘要： 在日常生活中，交通灯作为管理交通、调协车辆的一个便捷的手段，起着很大的作用。各种交通工具、行人都要根据交通灯的变化来决定是否前行，通行的时间的规定协调了它们的步伐，极大的减少了由于交通混乱引起的各种事故的发生。因此，一个完善的交通系统中，交通灯是必不可少的设备，一个完善的交通灯程序会更有效的管理当前道路中出现的实际情况，使车辆、行人的行进变得更顺畅、更和谐。 第一章设计电路 设计任务与要求 ①设计一个十字路口交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间25秒； ②要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道； ③黄灯亮时要求每秒闪亮一次。 设计分析 ①用交通灯控制十字路口的车辆通行，绿灯通行，黄灯缓行，红灯停止，每次通行25秒，则要求绿灯每次亮25秒。 ②绿灯亮25秒后变成黄灯，黄灯再亮5秒，当甲车道亮绿灯时，乙车道红灯亮，那么当甲车道亮黄灯时，车辆缓行，此时乙车道不能通行，故亮红灯，所以红灯亮30秒。 ③黄灯闪亮，只需将黄灯的控制信号与时间的秒信号相与即可。
数字逻辑电路设计 课程设计报告 系（部）：三系 专业：通信工程 班级： 2011级<1>班 姓名：陈 学号： 201103061 成绩： 指导老师：李海霞 开课时间： 2012-2013 学年二学期
一、设计题目 交通信号灯控制器 二、主要内容 1、分析设计题目的具体要求 2、完成课题所要求的各个子功能的实现 3、用multisim软件完成题目的整体设计 三、具体要求 （一）、交通灯信号控制器仿真设计 设计要求 （1）设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为35s。时间可 设置修改。 （2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s，才能变换运行车道。 （3）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 （4）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示。 （5）假定+5V电源给定。 四、进度安排 第一天：介绍所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。第二天：消化课题，掌握设计要求，明确设计系统的全部功能，图书馆查阅资料。 第三天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。 第四天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。 第五天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。 第六天：完成整体设计并仿真验证。 第七天：对课程设计进行现场运行检查并提问，给出实践操作成绩。 第八天：完成实践报告的撰写
五、成绩评定 课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定，最终考核成绩由四部分组成： 1、理论设计方案，演示所设计成果，总成绩40％； 2、设计报告，占总成绩30％； 3、回答教师所提出的问题，占总成绩20％； 4、考勤情况，占总成绩10％； 无故旷课一次，平时成绩减半；无故旷课两次平时成绩为0分，无故旷课三次总成绩为0分。迟到20分钟按旷课处理。
理工大学 课程设计任务书 注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大图纸不必装订） 2.可根据实际容需要续表，但应保持原格式不变。 指导教师签名：日期： .
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. 专业班级 学号 成绩 一、 简述 为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R ）亮表示该条道路禁止通行；黄灯（Y ）亮表示停车；绿灯（G ）亮表示允许通行。 交通灯控制器的系统框图如图3.1所示。 图3.1 交通灯控制器系统框图 系统由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显示器五大部分组成。其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号，通过定时器向控制器发出三种定时信号，使相应的发光二极管发光。译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号，分别产生三种倒计时时间显示，控制器根据定时器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。 二、设计目的 通过本次课题设计，应该掌握以下容 （1）学习数字逻辑电路设计的一般方法。 （2）要求学会用理论知识解决实际问题。 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
（3）灵活掌握部分74LS系列集成电路的使用。 （4）掌握Multisim仿真软件的应用。 （5）掌握常用元器件的识别与测量。 （6）了解实际电路调试和解决问题的基本方法。 三、总体方案设计 用定时器分别产生三个时间间隔后，向控制器发出“时间已到”的信号，控制器根据定时器的信号，决定是否进行状态转换。如果肯定，则控制器发出状态转换信号ST，定时器开始清零，准备重新计时。交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2、S3表示。 S0状态：主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许车辆通行，主干道禁止车辆通行。当主干道绿灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S1状态：主干道黄灯亮，主干道红灯亮，此时主干道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，支干道禁止车辆通行。当主干道黄灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S2状态：主干道红灯亮，支干道绿灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许车辆通行，当支干道绿灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S3状态：支干道红灯亮，支干道黄灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许超过停车线的车辆通行，而未超过停车线的车辆禁止通行。当支干道红灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态------S0状态。 .
数电课程设计简易交通灯控制逻辑电 路
课程设计说明书课程名称: 数字电子技术课程设计 题目: 简易交通灯控制逻辑电路 学生姓名: 陈卓斌 专业: ____________ 班级: ____________ 学号: ____________ 指导教师: ____________ 日期: 年 01 月 09 日
课程设计任务书 一、设计题目 简易交通灯控制逻辑电路设计 二、主要内容及要求 要求实现逻辑功能: 1、东西方向绿灯亮, 南北方向红灯亮, 时间15s。 2、东西方向与南北方向黄灯亮, 时间5s。 3、南北方向绿灯亮, 东西方向红灯亮, 时间l0s。 4、如果发生紧急事件, 能够手动控制四个方向红灯全亮。 三、进度安排 1、 .01.01- .01.07 复习归纳触发器、计数器的逻辑功能 2、 .01.08 查找常见器件的资料, 包括: 3、 .01.09 使用EWB5.12辅助设计电路, 并进行调试。完成任务设计书。 四、总评成绩
简易交通灯控制逻辑电路设计 一、设计任务与要求 要求实现逻辑功能, 在1-3状态循环。 1、东西方向绿灯亮, 南北方向红灯亮, 时间15s; 2、东西方向与南北方向黄灯亮, 时间5s; 3、南北方向绿灯亮, 东西方向红灯亮, 时间l0s; 4、如果发生紧急事件, 能够手动控制四个方向红灯全亮。 二、方案设计与论证 1、分解任务要求 任务要求实际上就是4个状态, 不妨设: S1、东西方向绿灯亮, 南北方向红灯亮, 时间15s; S2、东西方向与南北方向黄灯亮, 时间5s; S3、南北方向绿灯亮, 东西方向红灯亮, 时间l0s; S4、如果发生紧急事件, 能够手动控制四个方向红灯全亮。 【表1】 主电路状态与指示灯状态转换
课程设计文件 2008 ～ 2009 学年第 一 学期 课题：基于数电技术的交通灯控制电路设计 班 级： 应用物理 06 学 号： 200605416124 姓 名： 石 龙 指导教师： 陈 洁
课程设计报告 【课题名称】 基于数电技术的交通灯控制电路 【摘 要】 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路 三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于 城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通 监控指挥系统中最重要的组成部分。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡 交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，应用数字电子技术，结合模拟电子技术， 给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。接着分析交通控制系统方 案可行性的原理，绘画相应的灯信号状态图。再者详细阐述各部分电路的实现。最后，总结 本次课程设计的心得体会。 【关 键 词】 交通控制 交通灯 秒脉冲信号发生器 定时器 控制信息 一、 引言 随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运 行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的 初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的 系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点， 也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。 所以， 如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝 道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的 主要问题。 以下，笔者进行了深入的研究，以下就围绕城乡交通灯控制系统，对城乡交通灯控制系 统的电路原理、设计计算和各部分电路的实现等问题来进行具体分析讨论。 二、 总体方案设计 在深刻考虑简易城乡交通灯的基本原理、性能后，为十字两路交道用数字电子技术和模 拟电子技术提出一个实用型的方案。该交通灯由红、黄和绿等三种颜色12个灯组成，甲车道 有红、黄、绿 6 个灯，同理，乙车道也有 6 个。根据交通规则，当某车道红灯亮时，该车道 的车子停止前行；而当绿灯亮时，则该车道的车子可以前行；而当该车道的黄灯亮时，进入 缓行状态，即，该车道的车子未过停车线的车子禁止前行，而已经过了停车线的车子继续前 进。再由红灯亮的时间为25s，同样绿亮25s，黄灯亮时隔5s。由此，就这些规则，就可以用 数字电子器件来实现对该交通灯的亮灭进行控制。方案总体如下： （一）交通灯控制系统组成 两路交通灯控制电路系统，主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分 组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，是整控制系统的时钟； 定时器是根据实际交通规则，控制各路车辆通行时间的重要器件；控制器是系统的主要部分， 是接收到定时器的信号后，发出控制信息的器件；译码器是接收到控制信息后，根据控制信 息输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作的器件。
数字电子电路课程设计 数字交通灯 摘要 此电路由定时器NE555构成的多谐振荡器产生秒脉冲，两块74LS192芯片级联成61进制倒计时器，计时器输出的数据通过两块74LS48译码器最终由两块七段数码管显示出来。计时部分由倒计时器与逻辑门构成定时器，在每隔55秒或5秒输出一个脉冲，触发状态控制器工作。状态控制器控制着信号灯的转换。
目录 1 引言 (2) 2 总体方案论证与设计 (3) 3 具体逻辑电路设计 (5) 3.1 秒脉冲 (5) 3.2倒计时器 (6) 3.3时间显示器 (7) 3.4定时器、状态控制器 (8) 3.5信号灯显示 (10) 3.6总电路设计 (12) 4 结论 (13) 5 参考文献 (13)
1 引言 交通灯是我们最常见的系统，随着科技的日益创新，交通灯的设计也多式多样，不同的地点不同的路况需要不同的交通灯，但其设计原理都是小异的。我们这次的设计是用硬件实现交通灯的全部功能。 这里用简单的电路来介绍交通灯的工作原理。介绍了数字电子技术中非常重要的几个芯片：定时器NE555、4位十进制可逆同步计数器（双时钟）74LS192、七段显示译码器74LS48、带小数点（DP）的七段数码管、数据分配器74LS138。 随着社会的发展，电子技术也日新月异，因而掌握这门技术至关重要。
2 总体方案论证与设计 1、方案 方案1： 由定时器NE555构成的多谐振荡器产生秒脉冲，两块74LS192芯片级联成61进制倒计时器，计时器输出的数据通过两块74LS48译码器和两块七段数码管显示出来。由倒计时器与逻辑门构成定时器，在每隔55秒或5秒输出一个脉冲，触发状态控制器工作。状态控制器控制着信号灯的转换。 方案2： 方案2与方案1很大一部分都相同，就定时器那一块有差异。定时器由两块74LS162（4位十进制同步计数器）进行计数而不用倒计时器计数。 综合考虑，方案1比方案2所用的器件要少，比较经济。而且方案1容易连接。易于生成。所以选择方案1比较好。 2、信号转换 状态1（00）：东西方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行。 状态2（01）：东西方向车道的黄灯亮，车道，人行道缓行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；
引言 交通的发达，标志着城市的发达，相对交通的管理则显得越来越重要。对于复杂的城市交通系统，为了确保安全，保证正常的交通秩序，十字路口的信号控制必需按照一定的规律变化，以便于车辆行人能顺利地通过十字路口。考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，拟采用MCS - 51系列的单片机来实现十字路口交通信号灯的控制。正常情况下，十字路口的红绿灯应交替变换，考虑紧急情况下，如有救护车或警车到来时，应优先让其通过。在本文中，用发光二极管来模拟信号灯，救护车的优先通过请求信号由外部中断技术来模拟。要求使用 8051定时器/ 计数器0，假设南北的通车时间为30 s ，东西的通车时间为20 s，外部中断的延时为15s ，要求对通行时间进行倒计时，从P0 口输出，在LED上显示并进行递减。以此来实现十字路口交通灯的指示功能。 交通灯在安全行车过程中起着十分重要的作用, 现在交通灯一般设在十字路口, 在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯, 加上一个倒计时的显示计时器来控制行车, 对于一般情况下的安全行车、车辆分流发挥着作用, 但根据实际行车过程中出现的情况, 主要有如下几个缺点: 1两车道让车轮流放行时间相同且固定, 在十字路口, 经常一个车道为主干道,车辆较多, 放行时间应该长些;另一车道为副干道, 车辆较少,放行时间短些。2 没有考虑紧急车通过时, 两车道应采取的措施, 譬如, 有消防车通过执行紧急任务时, 两车道的车都应停止, 让紧急车通过。根据行车过程中出现的实际情况, 如何全面有效地利用交通灯指示交通情况, 本人尝试用单片机来控制交通灯, 在软、硬件方面采取一些改进措施, 使交通灯在控制中灵活而有效。 传统的交通灯控制系统, 采用的基本上是3种控制方式。手按: 交警在岗亭值守,人为进行红绿灯改变; 黄闪: 夜间无人值守时, 用每秒1次的黄灯闪亮,提醒司机安全驾驶; 程控: 以60s 作为一个时间单位。某一方面(例南北方向) 红黄绿三灯的工作程序分别是: 红灯先亮30s, 然后绿灯亮28s, 再绿灯闪亮3s (每秒1次) , 最后黄灯亮2s。此时, 另一方向(东西方向) 红黄绿三灯的工作顺序相应为: 绿灯亮25s, 绿灯闪亮3s (每秒1次) , 黄灯亮2s, 最后红灯亮0s。此后以60s 作为时间单位进行上述的反复循环, 较为合理地解决了十字路口的交通调度问题。 红绿灯的工作顺序及时间都是固定的, 缺乏灵活性。 当前，交通事业蓬勃发展，交通流量年年增长，大、中、小城市的汽车、摩托车等各种车辆与日俱增，道路交通繁忙，经常有严重堵车现象，特别是在交叉口，机动车、非机动车、行人来往非常混乱，为了在叉口的各条干道实现合理的科学分流。
JINGGANGSHAN UNIVERSITY 《数字电路》课程设计报告 题目：汽车尾灯控制电路 学号：1809106038 姓名：吴邪 班级：18通信一班 教师：陈田 2020年 06月07日
目录 第一章汽车尾灯控制电路设计 (1) 1.1设计说明 (1) 1.2技术指标 (1) 第二章设计方案论证 (2) 2.1可行性分析 (2) 2.2列出尾灯与汽车运行状态表 (2) 2.3总体框架 (3) 第三章设计单元电路 (4) 3.1开关控制电路 (4) 3.2译码、显示驱动电路 (5) 3.3三进制计数器 (6) 第四章设计汽车尾灯总体电路 (10) 第五章仿真与调试 (11) 5.1性能的测试 (11) 5.2安装调试过程 (11) 5.3 仿真电路图 (11) 第六章心得体会 (13) 附录 (14) 参考文献 (15) [1] 康华光. 电子技术基础：数字部分.[M].6版.北京：高等教育出版社，2014 (15) [2] 张克农.数字电子技术基础[M].2版.北京：高等教育出版社，2010 (15) [3] 路勇.电子电路实验及仿真.[M]北京：北京交通大学出版社，2004 (15) [4] 阎石. 数字电子技术. [M]北京：高等教育出版社，2006 (15)
第一章汽车尾灯控制电路设计 1.1设计说明 汽车尾灯控制电路是很常用的工作电路，在日常的生活中有着很广泛的用。汽车行驶时，会出现正常行驶、左转弯、右转弯、刹车四种情况，针对这四种情况可以设计出汽车尾灯的控制电路来表示这四种状态。 设计一个汽车尾灯控制电路，技术指标如下： 假设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟）； 汽车正常运行时指示灯全灭； 汽车左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮； 汽车右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮； 临时刹车时所有指示灯同时闪烁。在汽车行驶过程中，汽车尾灯会根据汽车行驶的状态相应的发生改变 1.2技术指标 ·汽车正常运行时指示灯全灭 ·汽车右转时，右侧三个指示灯按右循环顺序点亮 ·汽车左转时，左侧三个指示灯按左循环顺序点亮 ·汽车刹车时指示灯全亮
数电课程设计 课程名称：交通灯控制器姓名：车宣豪 学号：1240308209 专业：测控技术与仪器
交通灯控制器设计 一、设计任务和要求 1.设计一个交通灯控制器，由两条主干道汇合成十字路口，在每个入口处设置两相位信号灯；分别为直行—红、黄、绿等；左转—红、黄、绿灯，六盏信号灯。 2.每个路口信号灯亮灭次序和时间为直行—绿灯30秒，黄灯5秒，红灯85秒；左转—绿灯20秒，黄灯5秒，红灯95秒。 3.各路口有两个倒计时显示器，分别显示直行和左拐倒计时状态。 4.黄灯亮时，为闪烁点亮方式。 二、方案论证 1.各变量含义 clk为单位脉冲信号，reset为清零信号，HSR、HSG、Y1分别为东西直行红黄绿灯，HLR、HLG、Y2分别为东西左拐红黄绿灯，SSR、SSG、Y3分别为南北直行红黄绿灯，SLR、SLG、Y4分别为南北左拐红黄绿灯；HS0，HL0，SS0，SL0分别为东西直行、东西左拐、南北直行、南北左拐倒计时。 2.信号灯状态表及每个状态倒计时 状态s0 s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 东西直行绿30-1 黄5-1 红85-66 红65-61 红60-31 红30-26 红25-6 红5-1 东西左拐红35-6 红5-1 绿20-1 黄5-1 红60-31 红30-26 红25-6 红5-1 南北直行红60-31 红30-26 红25-6 红5-1 绿30-1 黄5-1 红25-6 红5-1 南北左拐红95-66 红65-61 红60-41 红40-36 红35-6 红5-1 绿20-1 黄5-1
3.显示器倒计时的实现 通过设计一个逐渐递增的数x（从1不断加1，一直加到120），然后用一个数减去x就得到一个递减的数来作为计时器上显示的数。例如：第一个状态为东西直行绿灯亮30秒，那么就用31—x（此时x从1一直加1到30）来表示绿灯的剩余倒计时时间；而到第二个状态则为东西左拐黄灯亮5秒，那么就用36—x（由于x是不断加1的数，那么此时x变为从31不断加1到35）来实现黄灯亮5秒的倒计时显示。其他状态及其他方向倒计时与这两个例子一样，都是通过一个数减去x来实现的倒计时。具体每个状态倒计时如下：case(z) 8'd1:begin HS<=31-x;HL<=36-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end 8'd2:begin HS<=36-x;HL<=36-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end 8'd3:begin HS<=121-x;HL<=56-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end 8'd4:begin HS<=121-x;HL<=61-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end 8'd5:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=91-x;SL<=96-x;end 8'd6:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=96-x;SL<=96-x;end 8'd7:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=121-x;SL<=116-x;end 8'd8:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=121-x;SL<=121-x;end z的取值分别表示8个状态，HS表示东西直行倒计时显示，HL表示东西左拐倒计时显示，SS表示南北直行倒计时显示，SL表示南北左拐倒计时显示。 4.黄灯闪烁的实现 通过把黄灯的输出信号与上clk信号来实现黄灯的闪烁，例如Y1=clk&HSY，HSY为东西直行黄灯信号，当它与上clk时则可实现黄灯的闪烁信号Y1。 5.状态转换。 S0 S1 S2 S3 S7 S6 S5 S4 状态机分为8个状态，分别为S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7，每个状态灯亮灭如下：s0: {HSR,HSG,HSY}=3'b010;{HLR,HLG,HL Y}=3'b100; {SSR,SSG,SSY}=3'b100;{SLR,SLG,SL Y}=3'b100; s1: {HSR,HSG,HSY}=3'b001;{HLR,HLG,HL Y}=3'b100; {SSR,SSG,SSY}=3'b100;{SLR,SLG,SL Y}=3'b100; s2: {HSR,HSG,HSY}=3'b100;{HLR,HLG,HL Y}=3'b010; {SSR,SSG,SSY}=3'b100;{SLR,SLG,SL Y}=3'b100;