交通信号灯控制器课程设计

课程设计课程名称数字电子技术基础课题名称交通信号灯控制器专业应用物理班级学号课程设计任务书课程名称：数字电子技术题目：交通信号灯控制器专业班级：应用物理0801学生姓名：学号：指导老师：审批：任务书下达日期2011年6月06日星期一设计完成日期2011年6月17日星期五目录一、总体设计 (1)1.基本原理与设计思路 (1)2.总电路图 (3)二、单元电路分析 (4)1.用74LS160计数器构成5、21进制计数器 (4)2.D型锁存器构成控制电路 (6)三、故障分析与电路改进 (8)四、调试体会与总结 (9)五、附录 (10)1.元件器件清单 (10)2.课程设计成绩评分表 (11)一、总体设计1.基本原理与设计思路图1 交通控制灯电路设计& 如图1所示为交通控制电路设计方案图，根据概述中的设计思想及方法来实现下图（图2）的交通指示灯状态转换图中描述的指示灯的转换及每种状态维持的时间（用数码显示管来显示）。

南北向（主干道）绿灯亮时，东西向（支干道）红灯亮。

此时南北向上的车辆允许通行，东西向禁止通行。

绿灯亮足规定时间TL后，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。

& 南北向（主干道）黄灯亮时，东西向（支干道）红灯亮。

此时东西向上的车辆禁止通行，南北向上已过停车线的车辆允许通行，未过停车线的车辆禁止通行。

黄灯亮足规定时间TY后，控制器发出状态转换信号ST ，转到下一工作状态。

& 南北向（主干道）红灯亮时，东西向（支干道）绿灯亮。

支干道上的车辆允许通行；绿灯亮足规定时间TL 后，控制器发出状态转换信号ST ，转到下一工作状态。

&南北向（主干道）红灯亮时，东西向（支干道）黄灯亮。

此时主干道上的车辆禁止通行，此时支干道上已过停车线的车辆允许通行，未过停车线的车辆禁止通行。

黄灯亮足规定时间TY 后，控制器发出状态转换信号ST ，转到第一种工作状态。

图2 交通指示灯状态转换图2.总电路图二、单元电路与分析1.用74LS160计数器构成5、21进制计数器图74LS160构成的5、21进制计数器计数器选用74LS160进行设计。

机械与电子工程学院课程设计报告课程名称数字电子技术基础设计题目交通信号灯控制器所学专业名称自动化班级学号学生姓名指导教师2012年 5 月25 日任务书设计名称：交通信号灯控制器一、课程设计目的这次的课程设计主要是要综合了解与运用所学的知识，通过这次的课程设计来检测这一学期所学的知识。

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。

交通灯控制系统主要是实现城市交叉路口红绿灯的控制。

在现代化的大城市中，十字交叉路口越来越多，在每个交叉路口都需要有一个准确的间间隔和转换顺序，这就需要有一个安全、自动的系统对红、黄、绿灯的转换进行管理。

本次的设计就是基于此目的而设计的。

二、课程设计任务和基本要求设计任务：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，可以手动控制四个方向红灯全亮，禁止该道路的车辆通行，特殊情况过后能恢复正常。

基本要求：1. 能够实现设计任务的基本功能；3.运用数字电子技术的理论设计、制定实验方案，并撰写课程设计论文要求符合模板的相关要求，字数要求3000字以上。

一、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。

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。

为此，通过我应用所学的知识设计了一套交通灯控制电路的方案。

交通灯的控制系统主要由计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发生器组成。

关键词：计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发生器二、方案选择及论证根据设计任务与要求,我们可以知道这个交通灯的设计是分主次干道的,两个方面的时间是不同的,东西方向通行15s,南北方向10s,这就要求我们要有两个计数器,根据我自己的经验,东西方向通行15s完,倒计时数字显示器会显示到0,然后切换到南北方向通行10s完之后, 倒计时数字显示器也会显示到0之后然后切换到南北方向,这样如此循环,这样的话我们就要设计一个16进制和一个11进制的计数器,根据我们所学和知识,可以用两片74192芯片来构成对应进制的计数器,由于是15和10之间循环切换,我们可以用利用JK触发器的翻转功能来实现两种进制计数器之间的切换;当然还有每个方向倒计时只有5s时,黄灯闪,一直到0为止,由于黄灯是当两个计数器倒计时到5时开始闪,我们就可以在这时发出一个脉冲然后一直保持到0,或者是接收0~5这段时间的脉冲都可以控黄灯只在到了这段时间才亮;还有就是一个紧急开关,我们可以控制在出现紧急情况时使用清零端使之清零,并且红灯直接接到电源,使之一直处于亮的状态。

课程设计课程名称数字电子技术基础课题名称交通信号灯控制器专业应用物理班级学号课程设计任务书课程名称：数字电子技术题目：交通信号灯控制器专业班级：应用物理0801学生姓名：学号：指导老师：审批：任务书下达日期2011年6月06日星期一设计完成日期2011年6月17日星期五目录一、总体设计 (1)1.基本原理与设计思路 (1)2.总电路图 (3)二、单元电路分析 (4)1.用74LS160计数器构成5、21进制计数器 (4)2.D型锁存器构成控制电路 (6)三、故障分析与电路改进 (8)四、调试体会与总结 (9)五、附录 (10)1.元件器件清单 (10)2.课程设计成绩评分表 (11)一、总体设计1.基本原理与设计思路图1 交通控制灯电路设计& 如图1所示为交通控制电路设计方案图，根据概述中的设计思想及方法来实现下图（图2）的交通指示灯状态转换图中描述的指示灯的转换及每种状态维持的时间（用数码显示管来显示）。

南北向（主干道）绿灯亮时，东西向（支干道）红灯亮。

此时南北向上的车辆允许通行，东西向禁止通行。

绿灯亮足规定时间TL后，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。

& 南北向（主干道）黄灯亮时，东西向（支干道）红灯亮。

此时东西向上的车辆禁止通行，南北向上已过停车线的车辆允许通行，未过停车线的车辆禁止通行。

黄灯亮足规定时间TY后，控制器发出状态转换信号ST ，转到下一工作状态。

& 南北向（主干道）红灯亮时，东西向（支干道）绿灯亮。

支干道上的车辆允许通行；绿灯亮足规定时间TL 后，控制器发出状态转换信号ST ，转到下一工作状态。

&南北向（主干道）红灯亮时，东西向（支干道）黄灯亮。

此时主干道上的车辆禁止通行，此时支干道上已过停车线的车辆允许通行，未过停车线的车辆禁止通行。

黄灯亮足规定时间TY 后，控制器发出状态转换信号ST ，转到第一种工作状态。

图2 交通指示灯状态转换图2.总电路图二、单元电路与分析1.用74LS160计数器构成5、21进制计数器图74LS160构成的5、21进制计数器计数器选用74LS160进行设计。

十字路口交通信号灯plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解十字路口交通信号灯的工作原理，掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本概念和功能。

2. 培养学生运用PLC对交通信号灯进行编程控制的能力，了解相关传感器和执行器的应用。

3. 使学生掌握基本的电路图绘制方法，并能分析十字路口交通信号灯电路图。

技能目标：1. 培养学生运用PLC编程软件进行程序设计和调试的能力。

2. 培养学生动手实践操作，完成十字路口交通信号灯PLC控制系统的搭建和测试。

3. 培养学生团队协作和沟通能力，通过小组讨论、分析问题，共同解决实际问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术及其在交通控制领域应用的兴趣，激发学生探索新技术、新方法的热情。

2. 培养学生关注交通安全，提高社会责任感和道德素养，认识到科技在交通安全中的重要作用。

3. 培养学生勇于面对困难，善于分析问题，积极寻求解决方案的精神风貌。

本课程针对高年级学生，结合PLC技术原理和实践应用，以十字路口交通信号灯为载体，注重理论知识与实践技能的结合。

课程目标旨在使学生掌握PLC技术的基本知识和应用，培养实际操作能力，同时激发学生对交通安全和科技发展的关注，提高学生的综合素质。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. 理论知识：- PLC基本概念、结构、工作原理及分类- 交通信号灯系统组成及工作原理- 常用传感器和执行器的原理与应用- 交通信号灯控制逻辑及程序设计方法2. 实践操作：- PLC编程软件的使用及编程方法- 十字路口交通信号灯电路图的绘制与分析- PLC控制系统的搭建、调试与优化- 小组合作完成交通信号灯PLC控制系统的设计、实施与评价3. 教学大纲：- 第一阶段：PLC基本原理学习，交通信号灯系统认知（1课时）- 第二阶段：常用传感器、执行器原理学习，控制逻辑分析（2课时）- 第三阶段：PLC编程软件操作，交通信号灯编程方法（2课时）- 第四阶段：实践操作，小组合作完成交通信号灯PLC控制系统设计（3课时）4. 教材关联：- 《PLC原理与应用》第1章、第3章、第5章- 《自动化控制技术》第2章、第4章- 《交通信号控制系统》第3章、第4章教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。

目录1 选题背景 (3)1．1 指导思想 (3)1．2 方案论证 (3)1．3 基本设计任务 (3)1．4电路特点 (3)2 电路设计 (4)2.1 总体方框图 (4)2.2 工作原理 (4)3 各主要电路及部件工作原理 (5)3.1 555单稳态触发电路 (5)3.2计数器电路 (5)3.3控制电路 (6)3.4显示电路 (7)4 原理总图 (8)5 元器件清单 (9)6 调试过程及测试数据（或者仿真结果） (9)6.1 通电前检查 (9)6.2 通电检查 (9)6.2.1按钮开关的检查 (9)6.2.2 NE555单元电路的调试 (9)6.2.3计数器电路和显示电路的调试 (10)6.2.4 74LS112控制电路的调试 (10)6.2.5发光二极管的调试 (10)6.3 结果分析 (10)7 小结 (10)8 设计体会及今后的改进意见 (11)8.1 体会 (11)8.2 本方案特点及存在的问题 (11)8.3 改进意见 (11)参考文献 (12)正文1 选题背景随着人们生活水平的提高，私家车逐渐成为很多人首选的代步工具，然而如何解决私家车给交通带来的巨大压力，特别是如何保证十字路口车辆的通行有条不紊，这就需要设计出比较符合实际要求的、人性化的交通信号灯控制器。

1．1 指导思想通过555电路产生秒脉冲信号，计时器开始计数，再设计主控电路实现不同状态信号灯以及计数时间的转换，最后通过显示电路将信号灯以及计数时间显示出来。

1．2 方案论证方案一：通过脉冲驱动电路将秒脉冲信号转换成所需要的三种脉冲，即45s，5s，25s，然后通过74LS138译码器和主控电路在三种信号中进行转换和译码。

方案二：通过JK触发器和门电路实现控制信号的转换。

达到设定时间后反馈信号会给JK触发器一个脉冲使触发器的输出状态进行变化，继而通过门电路将输出信号进行处理使下个计数状态工作。

综合考虑，我们采用方案二。

方案一中将秒脉冲转换成45s，5s，25s三种信号需要大量的门电路，并且后面的计数和主控部分共同实现，逻辑性很强电路也很复杂。

交通灯控制器数电课程设计交通灯控制器是现代城市交通管理的重要设备之一，它通过控制红绿灯的变化来引导车辆和行人的交通行为。

在这个数电课程设计中，我将介绍一个基于数字电路的交通灯控制器的设计方案。

我们需要明确交通灯控制器的工作原理。

交通灯控制器需要根据交通流量和道路情况来合理地控制红绿灯的变化。

一般来说，交通灯控制器包括计时器、传感器、状态切换逻辑和信号输出等部分。

在这个设计中，我们将使用数字电路来实现交通灯控制器。

数字电路是一种由逻辑门构成的电子电路，它能够对输入信号进行逻辑运算，并输出相应的结果。

我们可以使用逻辑门来实现交通灯控制器的各个部分。

我们需要设计一个计时器来控制红绿灯的变化。

计时器可以根据设定的时间间隔来输出不同的信号。

我们可以使用时钟信号来驱动计时器，每个时钟周期结束时，计时器的值加1。

当计时器的值达到设定的时间间隔时，就会触发一个输出信号，用于控制红绿灯的切换。

我们需要使用传感器来检测交通流量和道路情况。

传感器可以将交通流量和道路情况转化为电信号，并输入到交通灯控制器中。

根据传感器的输入信号，交通灯控制器可以做出相应的决策，例如延长绿灯时间或者提前切换红灯。

然后，我们需要设计状态切换逻辑来根据输入信号决定交通灯的切换。

状态切换逻辑可以根据当前的交通流量和道路情况，以及交通灯的当前状态，来计算下一个交通灯的状态。

例如，当交通流量较大时，状态切换逻辑可以延长绿灯时间；当交通流量较小时，状态切换逻辑可以提前切换红灯。

我们需要设计信号输出部分来控制红绿灯的显示。

信号输出部分可以根据状态切换逻辑计算得到的交通灯状态，输出相应的信号，控制红绿灯的亮灭。

例如，当状态切换逻辑计算得到应该显示绿灯时，信号输出部分就会输出一个绿灯信号，使绿灯亮起。

这个基于数字电路的交通灯控制器的设计方案包括计时器、传感器、状态切换逻辑和信号输出等部分。

通过合理地设计这些部分，并进行适当的调试和优化，我们可以实现一个高效、稳定的交通灯控制器，为城市交通管理提供有力的支持。

交通信号灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并描述交通信号灯的基本结构、功能及工作原理。

2. 学生能够掌握交通信号灯的色灯意义及其对应的交通规则。

3. 学生能够了解交通信号灯在交通安全中的作用和重要性。

技能目标：1. 学生能够通过观察、分析，运用所学知识解释实际交通信号灯的工作过程。

2. 学生能够设计简单的交通信号灯控制系统，培养动手操作和问题解决能力。

3. 学生能够运用交通规则，提高交通安全意识和自我保护能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生关注交通安全的意识，树立遵守交通规则的观念。

2. 增强学生的社会责任感，让他们明白自己作为交通参与者的角色和责任。

3. 培养学生合作、探究的学习态度，激发他们对科学技术的兴趣。

课程性质：本课程为小学四年级科学课，结合生活实际，注重实践与理论相结合。

学生特点：四年级学生好奇心强，具备一定的观察能力和动手能力，但对交通安全知识的理解有限。

教学要求：通过生动有趣的方式，引导学生观察、思考、实践，提高交通安全意识和科学素养。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 交通信号灯的基本概念- 信号灯的组成与功能- 交通信号灯的种类及特点2. 交通信号灯的工作原理- 信号灯的控制方式- 信号灯变化规律及原理3. 交通信号灯的色灯意义- 红灯停、绿灯行、黄灯亮的含义- 闯红灯的危害及后果4. 交通规则与信号灯- 交通信号灯与交通规则的关系- 不同场景下的交通信号灯应用5. 交通安全教育- 交通安全意识培养- 遵守交通规则的必要性6. 实践活动- 观察和分析学校周边的交通信号灯- 设计简单的交通信号灯控制系统教学内容安排和进度：第一课时：交通信号灯的基本概念第二课时：交通信号灯的工作原理第三课时：交通信号灯的色灯意义第四课时：交通规则与信号灯第五课时：交通安全教育第六课时：实践活动教材章节：《科学》四年级上册第四章《生活中的科学》第三节《红绿灯的秘密》。

交通灯控制器数电课程设计交通灯控制器是一个常见的数电课程设计项目，下面是一个简单的交通灯控制器的设计方案：1. 需求分析：- 交通灯要能够按照规定的时间间隔不断切换状态。

- 交通灯的状态包括红灯、黄灯和绿灯，分别对应停止、警告和通行状态。

- 红灯、黄灯和绿灯的时间间隔可以根据实际需要进行调整。

2. 设计方案：- 使用数字时钟芯片，如NE555，来生成固定频率的时钟信号。

- 使用多路选择器，如74LS151，来选择不同的灯的状态输出。

- 使用逻辑门电路，如与门和或门，来实现灯的状态切换。

3. 设计步骤：- 使用时钟芯片来产生一个频率为1Hz的时钟信号。

- 使用分频器电路，如74LS90，将时钟信号的频率分为三等份，分别用于控制红灯、黄灯和绿灯的持续时间。

- 使用多路选择器74LS151，根据时钟信号的状态与分频器的控制信号，选择对应的灯输出高电平或低电平。

- 使用逻辑门电路，通过组合逻辑将时钟信号和选择器输出的灯状态进行控制，实现交通灯的状态切换。

4. 硬件设计：- 使用电路实验板、面包板或PCB板等硬件平台进行电路连接。

- 导入时钟芯片、分频器、多路选择器和逻辑门等器件。

- 连接器件之间的引脚，构建交通灯控制器电路。

5. 软件设计：- 使用VHDL、Verilog或其他HDL语言进行交通灯控制器的逻辑设计和仿真。

- 根据交通灯的时序要求设置时钟频率、分频器的初始状态和选择器的状态等参数。

- 通过仿真软件进行功能验证和时序分析，优化电路设计。

6. 实现与调试：- 将硬件连接完成后，使用示波器、逻辑分析仪等仪器对电路进行调试。

- 观察交通灯的状态是否按照预期进行切换。

- 根据实际需要调整各个灯的持续时间和时钟频率等参数，进行效果调试。

7. 总结：- 对交通灯控制器的设计进行总结和评估，包括可靠性、灵活性和可扩展性等方面。

- 提出改进方案，进一步优化交通灯控制器的设计。

注意事项：- 在设计过程中，要遵守相关的电路布线规范和安全操作规程。

交通灯控制器 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解交通灯控制器的基本原理，掌握其电路组成及功能。

2. 学习并掌握交通灯控制器中的基础电子元件及其工作原理。

3. 了解交通灯控制器的实际应用，理解其在交通安全中的作用。

技能目标：1. 能够运用所学知识设计简单的交通灯控制器电路。

2. 学会使用相关工具和仪器进行电路搭建和调试。

3. 提高分析问题和解决问题的能力，通过实践操作培养动手能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索科学的精神。

2. 增强学生的团队合作意识，培养沟通与协作能力。

3. 培养学生的安全意识，让他们明白遵守交通规则的重要性。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合理论教学，注重培养学生的动手实践能力和创新思维。

学生特点：考虑到学生所在年级，已有一定的基础知识，具备初步的分析和解决问题的能力，对电子技术有一定的好奇心。

教学要求：在教学过程中，注重理论与实践相结合，鼓励学生积极参与讨论和实践活动，培养他们的自主学习能力和创新意识。

通过课程学习，使学生能够达到上述设定的具体学习成果。

二、教学内容1. 交通灯控制器原理- 红绿灯工作原理及切换逻辑- 时序控制器的基本概念- 电路图解读及元件功能分析2. 基础电子元件- 电阻、电容、二极管、三极管等元件的特性与应用- 传感器及其在交通灯控制器中的作用3. 交通灯控制器电路设计- 电路图的绘制与解读- 元件的选型与连接- 电路搭建及调试方法4. 实践操作- 搭建简单交通灯控制器电路- 编写控制程序，实现交通灯自动切换- 故障排查与电路优化5. 交通灯控制器应用案例- 实际交通场景中的交通灯控制器应用- 交通安全与节能减排的意义教学内容安排与进度：第一课时：交通灯控制器原理，红绿灯工作原理及切换逻辑第二课时：基础电子元件，电路图解读及元件功能分析第三课时：交通灯控制器电路设计，电路图的绘制与解读第四课时：实践操作，搭建简单交通灯控制器电路第五课时：编写控制程序，实现交通灯自动切换，故障排查与电路优化第六课时：交通灯控制器应用案例，讨论交通安全与节能减排的意义教材章节关联：本教学内容与教材中关于数字电路、电子元件、电路设计等相关章节紧密关联，通过本课程的学习，使学生能够将理论知识与实践相结合，提高综合运用能力。

交通灯控制器数电课程设计一、引言交通灯控制器是城市交通管理中的重要设备，用于控制道路上的交通信号灯的亮灭状态。

本文将基于数电课程设计一个简单的交通灯控制器电路，并介绍其原理和实现过程。

二、设计原理交通灯控制器的设计需要考虑以下几个方面的因素：1. 灯的亮灭状态：交通灯通常包括红灯、黄灯和绿灯，每种灯的亮灭状态需要根据交通规则进行控制。

2. 灯的切换时间：交通灯的切换时间需要合理设置，以保证交通流畅和安全。

3. 输入信号的获取：交通灯控制器需要根据外部输入信号来控制灯的切换，如道路上的车辆、行人等。

三、电路设计1. 时钟电路：交通灯控制器需要一个时钟信号来控制灯的切换时间。

可以通过使用555定时器构建一个稳定的时钟电路。

2. 计数器电路：交通灯控制器需要一个计数器来计算时间，并根据时间来控制灯的切换。

可以使用74LS90或74LS93等计数器芯片实现。

3. 逻辑门电路：交通灯控制器需要逻辑门电路来实现交通灯状态的控制和切换。

可以使用与门、或门、非门等逻辑门芯片来实现。

四、实现过程1. 时钟电路的设计：根据555定时器的工作原理，选择合适的电阻和电容值，构建一个稳定的时钟电路。

2. 计数器电路的设计：根据交通灯的切换时间要求，设置计数器的计数值，并将计数器与时钟电路连接，实现计数器的工作。

3. 逻辑门电路的设计：根据交通灯的状态要求，使用逻辑门芯片构建一个交通灯控制电路，实现交通灯的切换和控制。

4. 输入信号的获取：可以使用传感器等设备来获取道路上的车辆、行人等输入信号，并将其与交通灯控制器连接，实现灯的切换。

五、功能扩展1. 灯的数量扩展：可以根据实际需要，扩展交通灯的数量，如添加左转灯、右转灯等。

2. 信号优先级控制：可以根据不同道路的交通状况，设置交通灯的信号优先级，以提高交通效率。

3. 线路保护功能：可以在交通灯控制器中添加线路保护装置，以防止线路过载或短路等故障。

六、总结本文基于数电课程设计了一个简单的交通灯控制器电路，并介绍了其原理和实现过程。

电子技术课程设计交通灯课程设计题目：交通灯控制系统设计要求：1. 设计一个简单的交通灯控制系统，模拟交通路口的红绿灯控制。

2. 系统包含三个灯，红灯、黄灯和绿灯。

交通灯的状态需要按照指定的时间间隔切换。

3. 设计一个控制器，用于控制交通灯的状态变化。

控制器可以接收外部信号来启动或停止交通灯系统。

4. 控制器需要在交通灯状态变化时发出适当的信号指示当前灯的状态。

15. 可选：设计一个按键控制系统，使用按钮来手动控制交通灯的状态变化。

设计步骤：1. 系统硬件设计：- 使用Arduino或其他单片机作为控制器。

- 连接三个LED灯（红灯、黄灯和绿灯）到控制器的GPIO口。

- 连接按钮（可选）到控制器的GPIO口。

2. 系统软件设计：- 编写控制器程序，实现交通灯的状态变化逻辑。

- 程序中需要定义交通灯的不同状态，以及对应的时间间隔。

2- 程序中需要定义外部信号的处理逻辑，以接收启动或停止交通灯系统的指令。

- 程序中需要定义按钮的处理逻辑，以接收手动控制信号并改变交通灯的状态。

3. 软硬件集成测试：- 将控制器与硬件连接，并将程序烧录至控制器。

- 测试控制器的运行状况，通过发送外部信号或按下按钮来触发交通灯的状态变化。

- 观察交通灯的状态变化是否符合设计要求，并检查控制器程序的正常工作。

4. 性能测试和优化：- 对交通灯控制系统进行性能测试，包括对交通灯状态变化的准确性、时间间隔的稳定性等方面的测试。

3- 根据性能测试结果进行必要的优化，以提高交通灯系统的性能和可靠性。

注意事项：1. 在设计过程中，需要考虑交通灯状态变化的合理性和可靠性。

可以参考交通灯的实际工作原理和规范，确保交通灯状态变化的顺序和时间间隔符合交通规则。

2. 在连接电路时，注意安全性和稳定性，避免电路短路或其他意外情况的发生。

3. 在编写控制器程序时，注意代码的可读性和可维护性，添加必要的注释和错误处理机制，以及对外部信号的响应机制。

交通灯设计一.设计要求：1.设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。

用红、绿、黄发光二极管作信号灯。

2.主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。

绿灯转换为红灯时，中间夹杂一秒的黄灯，主支干道都是如此。

3.主干道和支干道通行七秒，禁止八秒，黄灯等待一秒。

二．设计思路161的输出信号分别给二极管控制红、黄、绿灯和倒计时数码管显示。

设计分析如下：1)555电路的实现：由555电路产生CP脉冲。

期间R1=100K 。

R2=4.7K模块图如下所示(2) 161实现状态产生序列：计数器是通过有限几个不同状态之间的循环实现不同模值计数，因此连接一个模16的计数器，先用数码管检测模16的状态是否正确，并且显示进位，检查完后再接其后的控制部分。

（3）数字显示的实现通过7448与数码管的连接实现数字显示，原理图如下：E D 接地 C H（4）计时部分设计设计要求对不同的状态维持的时间不同，而且要以十进制倒计时显示出来。

根据已给的实验器材一片161就可以实现。

设计思路：一：显示器部分的计时要求7-0，7-0，循环显示，根据七段显示译码器和数码管工作原理可知四位161输出信号的低三位取反作为译码器的低三位输入再将译码器最高位端置低再连接数码管即可实现其显示。

二：信号灯方面的控制主要根据161产生的十六个状态合理分配各个灯的有效状态，运用逻辑器件与非门，反相器等实现信号灯的正常闪烁。

（5）信号灯状态表如下：由真值表可求的控制电路的函数表达式：信号灯电路图如下：三.电路的组装与调试1.分别组装各个功能模块，并在组装完后初步检测电路(a)先在面包板上整体布局，再连接好电源线和地线。

组装秒脉冲发生器，完成后加电源测试，测试时可用发光二极管加在输出端，如二极管规则的闪动则电路正长，也可用示波器测试。

交通信号灯控制系统课程设计一、引言交通信号灯控制系统是城市交通管理中非常重要的一环。

合理的交通信号灯控制可以提高交通流量，减少交通拥堵，提高道路通行效率，确保交通安全。

本文将以交通信号灯控制系统课程设计为题，对该系统的设计进行详细讨论。

二、系统需求分析交通信号灯控制系统主要用于控制路口交通信号灯的开关以及信号灯的亮灭时长。

系统的需求主要包括以下几个方面：1. 能够根据交通流量和道路状况自动调整信号灯的时长，以实现最优的交通流控制；2. 能够监测交通信号灯的工作状态，及时发现故障并进行报警；3. 能够通过远程控制或本地操作对信号灯进行手动调整；4. 具备数据存储和分析功能，能够对交通流量进行统计和分析。

三、系统设计1. 硬件设计交通信号灯控制系统的硬件设计主要包括信号灯控制器、传感器、通信模块和显示屏等组成部分。

信号灯控制器负责控制信号灯的开关和时长，传感器用于检测交通流量和道路状况，通信模块用于远程控制和数据传输，显示屏用于显示交通信号和系统状态。

2. 软件设计交通信号灯控制系统的软件设计主要包括信号灯控制算法、故障检测和报警系统以及数据存储和分析模块。

信号灯控制算法根据传感器检测到的交通流量和道路状况，自动调整信号灯的开关和时长，以实现最优的交通流控制。

故障检测和报警系统能够监测信号灯的工作状态，及时发现故障并进行报警。

数据存储和分析模块用于对交通流量进行统计和分析，为交通管理部门提供决策支持。

四、系统实施交通信号灯控制系统的实施包括系统的安装和调试、系统的运行和监控以及数据的存储和分析。

在系统安装和调试阶段，需要将硬件设备安装到路口，并进行相应的连接和配置；在系统运行和监控阶段，需要对系统进行实时监控，及时发现和处理故障；在数据存储和分析阶段，需要对采集到的数据进行存储和分析，生成相关的报表和图表。

五、系统评估交通信号灯控制系统的评估主要包括系统的性能评估和应用效果评估。

系统的性能评估主要包括系统的稳定性、可靠性、响应时间等指标的评估；应用效果评估主要包括交通流量的变化、道路通行效率的提高以及交通事故的减少等指标的评估。

交通灯控制器设计(可编辑首先，交通灯控制器的设计需要考虑以下几个方面：1.交通流量：根据不同的道路状况和交通流量的变化，调整交通灯的控制策略，以确保道路能够承载更多的交通流量。

2.交通安全：通过合理的交通信号灯定时设计，可以减少交通事故的发生，提高交通安全性。

3.节能环保：在交通灯控制器设计中，应考虑合理的定时方案，使得交通信号灯的能耗最低，从而减少对能源的浪费，降低对环境的污染。

接下来，我们将详细介绍交通灯控制器的设计步骤：1.确定交通流量和道路状态：通过交通监测设备获取道路上的交通流量和道路状况，包括车辆数量、车速、道路拥堵程度等信息。

2.分析交通流量和道路状况：根据获取到的交通流量和道路状况信息，分析道路上交通流量的分布和变化规律，以及道路的拥堵状况。

3.设计交通信号灯的定时方案：根据分析结果，设计合理的交通信号灯的定时方案。

定时方案应考虑各个道路的交通流量、拥堵情况和交通安全等因素，以确保交通灯控制器能够更好地调控交通流量，提高道路的通行能力。

4.实施交通灯控制方案：将设计好的交通信号灯的定时方案实施到交通灯控制器上。

交通灯控制器通过控制交通信号灯的亮灭和变化，来指引车辆通行。

5.监测和优化交通灯控制方案：在实施交通灯控制方案后，需要不断监测交通流量的变化和道路状况，根据实时的交通情况，对交通灯控制方案进行调整和优化，以确保交通流畅和道路安全。

交通灯控制器的设计需要综合考虑多个因素，包括交通流量、道路状况和交通安全等。

只有通过科学合理的设计，才能够更好地实现道路交通的安全和顺畅。

同时，随着智能交通技术的不断发展，交通灯控制器也将更加智能化，通过数据分析和预测等方法，来优化交通流量调控方案，提高交通效率和节能环保程度。

交通信号灯控制器设计一、电路功能该控制器能实现城市“十字”路口正常情况下以及特殊情况和紧急情况下交通信号灯的模拟控制。

1、在十字路口东西南北各设置红、黄、绿三种信号灯，如图1所示。

正常情况下，东西、南北方向轮流放行。

当东西方向(A线)放行、南北方向(B线)禁行时，东西方向(A线)绿灯亮25秒，然后黄灯亮5秒，南北方向(B线)红灯亮30秒；当南北方向(B线)放行、东西方向(A线)禁行时，南北方向(B线)绿灯亮25秒，然后黄灯亮5秒，东西方向(A线)红灯亮30秒。

如此循环，实现交通灯定时控制。

2、有急救车优先通过功能。

当有急救车到达时，路口的信号灯全部变红灯，以便急救车通过，急救车的通行时间为10秒，急救车过后，交通灯恢复先前状态。

3、交通灯在红、绿灯交替点亮中，用两个数码管显示点亮的灯还能持续的时间。

南图1 交通灯布置示意图二、实现方案1、电路图交通灯控制电路的核心元件采用单片机芯片AT89C51，其内部带有4KB的ROM，无须扩展存储器。

信号灯的控制由单片机的P1.0~P1.5控制，6只信号灯以共阴极方式连接，当P1口输出为高电平时，信号灯点亮，为实现上述控制要求，P1口共输出四种控制码，如表1所示。

表1：交通灯信号控制码2、控制程序（1）流程图软件包括主程序、延时、显示子程序、中断服务程序，各程序流程图如图2所示。

主程序流程图显示子程序流程图中断服务程序紧急情况图2 程序流程图（2） 控制程序 主程序： ORG 2000H MAIN ： MOV DPTR ，#7F00HMOV A ，#0BH ；PA 、PC 口均为输出MOVX @DPTR ，AMAIN：SETB EA ；开中断SETB EX0MOV 50H，#1FH ；设置时间显示初值MOV P1，#0CH ；A道放行，B道禁行MOV R7，#19H ；延时秒数MAIN1：LCALL DISP ；调1秒延时、及显示子程序DJNZ R7，MAIN1MOV P1，#0AH ；A道警告，B道禁行MOV R7，#05H ；延时秒数MAIN2：LCALL DISPDJNZ R7，MAIN2MOV 50H，#1FH ；设置时间显示初值MOV P1，#21H ；A道禁行，B道放行MOV R7，#19H ；延时秒数MAIN3：LCALL DISPDJNZ R7，MAIN3MOV P1，#11H ；A道禁行，B道警告MOV R7，#05H ；延时秒数MAIN4：LCALL DISPDJNZ R7，MAIN4AJMP MAIN ；循环延时、显示子程序：ORG 2000HDISP：MOV R6，#01H ；设置显示位寄存器初值（右边一位MOV TMOD，#01H ；定时器T0设置为定时方式的模式1MOV R5，#0AH ；定时器操作循环10次DEL1MOV TH0，#3CH ；定时器100ms计数器的初始值MOV TL0，#B0HSETB TR0 ；启动定时器DEL2：DEC 50H ；显示秒数减1MOV A，50HMOV B，#0AHDIV B ；拆分秒数ADD A，#2BHMOVC A，@A+PC ；查表个位数的字形码MOV R1，A ；个位数字形码送R1MOV A，BADD A，#25HMOVC A，@A+PC ；查表十位数的字形码MOV R2，A ；十位数字形码送R2MOV A，R6 ；位控码MOV DRTP，#7F03HMOVX @DPTR，AMOV A，R1 ；送个位数显示MOV DPTR，#7F01HMOVX @DPTR，ALCALL DELAY ；延时1msMOV A，R6RL A ；位控左移MOV R6，AMOV DPTR，#7F03HMOVX @DPTR，AMOV A，R2 ；送十位数显示MOV DPTR，#7F01HMOVX @DPTR，ALCALL DELAY ；延时1msJNB TF0，$ ；检测100ms定时是否到CLR TF0DJNZ R5，DEL1 ；100ms循环控制RET ；返回TABLE: DB C0H，F9H，A4H，B0H，99HDB 92H，82H，F8H，80H，90HDELAY：MOV R7，#02H ；延时1ms子程序DEL3：MOV R6，#0F9HDEL4：DJNZ R6，DEL2DJNZ R7，DEL1RETEND中断服务程序：ORG 0003H ；外部中断0入口地址LJMP INTER0ORG 2100HINTER0：PUSH 50H ；保护现场PUSH P1MOV P1，#00H ；两车道禁止MOV R7，#0AH ；延时10秒INT0：LCALL DISP ；调显示DJNZ R7，INT0POP P1 ；恢复现场POP 50HRETI ；中断返回三、PCB板设计Title Nu mb erRev isio nSize A4Date:24-Ap r-2006Sh eet o f File:K:\学校组织创新大赛资料2006-4\p ro tel99图\实做教学.d d b Drawn By :1A121A241A361A482A1112A2132A3152A4171Y1181Y2161Y3141Y4122Y192Y272Y352Y431G 12G19U274LS240D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE 1LE11U374LS373A1B 2C 3G 2A4G 2B 5G 16Y 77Y 69Y 510Y 411Y 312Y 213Y 114Y 015U574LS138EA/VP 31X119X218RESET 9RD 17W R16IN T012IN T113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P 30TXD 11RXD 10U68031A08A17A26A35A44A53A62A71A823A922A1019E/P 18OE 20VPP21D09D110D211D313D414D515D616D717U72716G F E D C B AA B C D E F G EVCCP10P11P12P13P14P15P16ALE P10P11P12P13P14P15P16P17A13A12A11A14A15VCCA10A9A8PSENPSENA8A9A10A11A12A13A14A15AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7ALE ALE Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y 11A121A241A361A482A1112A2132A3152A4171Y1181Y2161Y3141Y4122Y192Y272Y352Y431G12G 19U874LS244D 03Q 02D 14Q 15D 27Q 26D 38Q 39D 413Q 412D 514Q 515D 617Q 616D 718Q 719O E1L E 11U474LS373Y 4D 0D 1D 2D 3D 4D 6D 5D 7D2D0D1D7D5D4D3D6d p 1d p 2d p 3d p 3D9LEDD10LEDD11LEDD12LEDD13LEDD14LEDD15LEDD16LEDC130PFC230PFY16MHZ 晶体R8200S2SW-PB R91kVCCC322u Fresetx 1x 2x 1x 2resetR10POT2U14BUZZERd p 31D I G 12D 3d p 24D I G 25d p 6-7(-)6d p 6-7(+)7D I G 38d p 8(+)9D I G 410B 19D I G 1-E 21A 17C 20d p11(+)12d p 9(+)15E 11d p 9(-)13d p 11(-)14G 22d p 1(+)23d p 1-2-3(-)24F 18d p 8(-)16U15E40301SR11250R12250R13250R14250R155.1K R175.1K R185.1KR165.1K VCC AD0AD1AD2AD3Y 2Y 3R23250R24R25R26R27R28R29R30I N A7I N B 1I N C 2I N D 6L E /S T B 5B L K 4L T 3S E G A 13S E G B 12S E G C 11S E G D 10S E G E9S E G F 15S E G G 14U174511单片机控制（交通灯）系统原理图四、电路制作五、控制器特点利用单片机实现对交通信号灯的控制，具有成本低，可靠性高的特点。

交通控制灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解交通控制灯的基本原理和功能，掌握交通信号灯的颜色及其代表的含义。

2. 了解交通控制灯系统的运作流程，掌握不同路口交通信号灯的控制逻辑。

3. 认识到交通控制灯在交通安全中的作用，了解我国交通法规中与交通信号灯相关的规定。

技能目标：1. 学会运用基本的电路知识，设计并搭建一个简单的交通控制灯模型。

2. 能够分析实际路口交通情况，提出合理的交通信号灯控制方案，提高路口通行效率。

3. 掌握使用相关工具和软件，模拟交通控制灯系统的运行，并进行优化调整。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对交通安全问题的关注，树立遵守交通规则的意识，增强安全意识。

2. 培养学生的团队协作精神，学会在小组合作中共同解决问题，提高沟通与协作能力。

3. 增强学生对科技创新的认识，激发对交通工程领域的兴趣，培养未来交通发展的责任感。

课程性质：本课程为小学四年级科学课程，结合电路原理、交通安全等知识点，注重实践操作和实际应用。

学生特点：四年级学生具有一定的认知能力和动手操作能力，对新奇事物充满好奇，但需引导他们注意安全，培养团队合作意识。

教学要求：课程设计要注重实践性、趣味性和挑战性，引导学生在动手实践中掌握知识，提高技能，培养正确的情感态度价值观。

教学过程中要关注学生的个体差异，给予每个学生充分的参与和展示机会。

二、教学内容1. 交通信号灯基本知识：- 介绍交通信号灯的颜色及含义。

- 学习交通信号灯的演变历史及其在现代交通中的作用。

- 结合课本第四章第三节，探讨交通信号灯在保障交通安全方面的功能。

2. 交通控制灯原理与运作：- 学习交通控制灯系统的基本原理，理解信号灯控制的基本逻辑。

- 分析课本第五章第一节中关于交通信号灯控制流程的案例，了解实际运作过程。

- 探讨如何根据不同路口交通流量调整信号灯时长，优化交通控制。

3. 实践操作与模型搭建：- 应用电路知识，分组设计并搭建简单的交通控制灯模型。

课程设计课题：交通灯控制器的设计一、设计目的：学习QuartusII的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用。

通过制作来了解交通灯控制系统，交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的控制。

在现代化的大城市中, 十字交叉路口越来越多,在每个交叉路口都需要使用红绿灯进行交通指挥和管理,红、黄、绿灯的转换要有一个准确的时间间隔和转换顺序,这就需要有一个安全、自动的系统对红、黄、绿灯的转换进行管理, 本系统就是基于此目的而开发的。

二、设计任务：1.满足如下时序要求：南北方向红灯亮时，东西方向绿灯亮，反之亦然。

2.每一方向的红（绿）黄灯共维持30秒。

3.当某一方向绿灯亮时，置显示器为30秒，然后以每秒减1计数方式工作，直至减到数为3秒时，红绿灯熄灭，黄灯开始间隙闪耀3秒，减到为0，红绿灯交换，一次工作循环结束，进入下一步另一方向的工作循环。

4.红绿黄灯均采用发光二极管。

5.设计由晶振电路产生1Hz标准秒信号的单元电路。

6.要求对整体电路进行仿真，观察并记录下仿真波形。

三、设计原理：●交通灯有四个状态：G1 Y1 R1 G2 Y2 R2 S1. 亮灭灭灭灭亮S2. 灭闪灭灭灭亮S3. 灭灭亮亮灭灭S4. 灭灭亮灭闪灭然后重复状态S1.●分频器分频器实现的是将高频时钟信号转换成底频的时钟信号，用于触发控制器、计数器和扫描显示电路。

该分频器将时钟信号分频成1HZ和4HZ的时钟信号。

●控制器控制器的作用是根据计数器的计数值控制发光二极管的亮、灭，以及输出倒计时数值给七段数码管的分位译码电路。

此外，当检测到为夜间模式时，手动控制点亮黄灯的二极管。

●计数器这里需要的计数器的计数范围为30-0。

计到0后，下一个时钟沿回复到30，开始下一轮计数。

此外，当检测到夜间模式时，计数器暂停计数，而系统复位信号使计数器异步清零。

四、电路设计1、分频单元电路设计2、30减计数单元电路设计3、红黄绿灯控制单元电路设计4、译码显示单元电路设计●设计流程五、实验程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity jiaotong isport(clk,clr:in std_logic;clk1,clk2,clk3:buffer std_logic; ---分频信号pout:out std_logic_vector(6 downto 1);---东西南北的红绿黄灯状态表示C1:out std_logic_vector(3 downto 0);---BCD码高四位表示C0:out std_logic_vector(3 downto 0));---BCD码低四位表示end jiaotong;architecture one of jiaotong issignal g1,y1,r1,g2,y2,r2:STD_LOGIC;---1表示东西方向，2表示南北方向，g，y，r分别表示绿灯，黄灯，红灯signal div:integer range 0 to 20190000; ---分频1signal divn:integer range 0 to 4000000; ---分频2，用于控制黄灯闪烁type st is(s1,s2,s3,s4);---分别表示红绿黄灯的四种组合状态signal state:st;beginC:process(clk)beginif clk'event and clk='1' then---对20HZ进行分频，1HZif(div<20202019)thendiv<=div+1;clk1<='0';else div<=0; clk1<='1';end if;if(divn<2499999)then ---用于黄灯闪烁divn<=divn+1;clk2<='0';else divn<=0; clk2<='1';end if;end if;end process;process (clk1) isvariable t:integer :=31; ---初始赋值beginif clr='1' then ---夜间时为黄灯闪烁，且为手动控制pout(6)<='0'; pout(5)<=clk2 and '1'; pout(4)<='0';pout(3)<='0'; pout(2)<=clk2 and '1'; pout(1)<='0';else if(clk1'event and clk1='1') thent:=t-1;case state is ---四种组合状态转换when s1 =>G1<='1'; Y1<='0'; R1<='0'; G2<='0';Y2<='0';R2<='1'; if(t=3) then state<=s2;else state<=s1;end if;when s2 =>G1<='0';Y1<='1';R1<='0';G2<='0';Y2<='0';R2<='1';if(t=0) then state<=s3;t:=30;else state<=s2;end if;when s3 =>G1<='0';Y1<='0';R1<='1';G2<='1';Y2<='0'; R2<='0';if(t=3) then state<=s4;else state<=s3;end if;when s4 =>G1<='0';Y1<='0';R1<='1';G2<='0';Y2<='1';R2<='0';if(t=0) then state<=s1;t:=30;else state<=s4;end if;when others =>NULL;end case;case t is ---十进制数与BCD码一一对应赋值，输出时便于七段显示译码器显示when 0 => C1<="0000";C0<="0000";when 1 => C1<="0000";C0<="0001";when 2 => C1<="0000";C0<="0010";when 3 => C1<="0000";C0<="0011";when 4 => C1<="0000";C0<="0100";when 5 => C1<="0000";C0<="0101";when 6 => C1<="0000";C0<="0110";when 7 => C1<="0000";C0<="0111";when 8 => C1<="0000";C0<="1000";when 9 => C1<="0000";C0<="1001";when 10=> C1<="0001";C0<="0000";when 11=> C1<="0001";C0<="0001";when 12=> C1<="0001";C0<="0010";when 13=> C1<="0001";C0<="0011";when 14=> C1<="0001";C0<="0100";when 15=> C1<="0001";C0<="0101";when 16 =>C1<="0001";C0<="0110";when 17 =>C1<="0001";C0<="0111";when 18 =>C1<="0001";C0<="1000";when 19 =>C1<="0001";C0<="1001";when 20 =>C1<="0010";C0<="0000";when 21 =>C1<="0010";C0<="0001";when 22 =>C1<="0010";C0<="0010";when 23 =>C1<="0010";C0<="0011";when 24 =>C1<="0010";C0<="0100";when 25 =>C1<="0010";C0<="0101";when 26 =>C1<="0010";C0<="0110";when 27 =>C1<="0010";C0<="0111";when 28 =>C1<="0010";C0<="1000";when 29 =>C1<="0010";C0<="1001";when 30 =>C1<="0011";C0<="0000";when others =>NULL;end case;end if;pout(6)<=G1; pout(5)<=clk2 and Y1;pout(4)<=R1; ---东西南北六盏灯对应pout(3)<=G2; pout(2)<=clk2 and Y2;pout(1)<=R2;end if;end process ;end one;六、测试方法与测试结果1、测试仪器：QUARTUSⅡ2、测试方法：FPGA下载验证与仿真验证3、测试结果：满足设计要求以20HZ为基准仿真：仿真结果：C1：显示30减计数的个位C0：显示30减计数的十位POUT(6):东西方向绿灯控制端POUT(5):东西方向黄灯控制端POUT(4):东西方向红灯控制端POUT(3):南北方向绿灯控制端POUT(2):南北方向黄灯控制端POUT(1):南北方向红灯控制端●白天●夜间黄灯闪烁（手动控制）设计满足了1．30秒倒数显示2．两个方向灯的交替3．黄灯在最后3秒闪烁七、讨论该电路基本上满足了设计要求，电路简单，实现容易，节省器件。