数电交通灯课程设计报告

武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书目录摘要 (1)Abstract (2)1、方案设计与论证 (3)1.1 系统方案设计与论证 (3)1.2 模块方案设计与论证 (3)1.2.1 控制模块方案 (3)1.2.2 显示模块方案 (4)1.2.3 交通灯模块方案 (4)1.2.4 调节模块方案 (4)1.2.5 电源模块方案 (4)1.3 总体设计思想 (5)2、系统硬件电路设计 (5)2.1 单片机模块设计 (5)2.2 显示模块设计 (6)2.3 交通灯模块电路设计 (7)2.4 按键调节电路设计 (7)3、交通灯软件设计 (7)3.1 主监控程序设计 (7)3.2 中断的程序设计 (8)3.3 按键的程序设计 (8)3.4 显示的程序设计 (9)4、性能测试 (9)4.1 LED交通灯与数码管的显示 (9)4.2 按键调试 (10)5、心得体会 (11)参考文献 (12)附件1 源程序 (13)附件2 总原理图 (20)附件3 元件清单 (21)摘要交通灯在交通环境中起着一个重要的角色，是交通管理的重要工具。

为实现十字路口交通灯最优控制，更大程度上的缓解交通压力，本实验设计了基于STC89C52单片机的智能交通灯控制系统，主要由单片机（MCU）、按键控制等模块组成。

系统包括人行道、车行道、以及基本的交通灯的功能。

除此之外，还具有倒计时、时间设置、根据具体情况手动控制等功能。

该系统能够实现对十字路口交通状况的简单控制，达到控制目的，经济效益，具有一定的应用前景。

关键词：STC89C52 交通灯AbstractTraffic lights in the traffic environment plays an important role, is an important tool for traffic management. To achieve the optimal control intersection traffic lights, greater ease traffic pressure, this experiment was designed based on the STC89C52 intelligent traffic control system, mainly by microcontroller (MCU), button control etc module. System including sidewalks, the driveway, and basic functions of the traffic lights. In addition, but also has the countdown, time setting, according to the specific circumstances of manual control etc. Function. The system can realize to the intersection traffic simple control to achieve control purposes, economic benefits, have certain application prospect.Keywords: STC89C52 the traffic lights交通信号灯控制器的设计1、方案设计与论证1.1 系统方案设计与论证根据实验设计要求，使得红、黄、绿三种LED灯在单片机的控制下作为两个交通通道的指示灯显示，并且使用数码管以减计数的方式显示每个通道的通行时间。

目录摘要 (1)Abstract (2)1、方案设计与论证 (3)1.1 系统方案设计与论证 (3)1.2 模块方案设计与论证 (3)1.2.1 控制模块方案 (3)1.2.2 显示模块方案 (4)1.2.3 交通灯模块方案 (4)1.2.4 调节模块方案 (4)1.2.5 电源模块方案 (4)1.3 总体设计思想 (5)2、系统硬件电路设计 (5)2.1 单片机模块设计 (5)2.2 显示模块设计 (6)2.3 交通灯模块电路设计 (7)2.4 按键调节电路设计 (7)3、交通灯软件设计 (7)3.1 主监控程序设计 (7)3.2 中断的程序设计 (8)3.3 按键的程序设计 (8)3.4 显示的程序设计 (9)4、性能测试 (9)4.1 LED交通灯与数码管的显示 (9)4.2 按键调试 (10)5、心得体会 (11)参考文献 (12)附件1 源程序 (13)附件2 总原理图 (20)附件3 元件清单 (21)交通灯在交通环境中起着一个重要的角色，是交通管理的重要工具。

为实现十字路口交通灯最优控制，更大程度上的缓解交通压力，本实验设计了基于STC89C52单片机的智能交通灯控制系统，主要由单片机（MCU）、按键控制等模块组成。

系统包括人行道、车行道、以及基本的交通灯的功能。

除此之外，还具有倒计时、时间设置、根据具体情况手动控制等功能。

该系统能够实现对十字路口交通状况的简单控制，达到控制目的，经济效益，具有一定的应用前景。

关键词：STC89C52 交通灯Traffic lights in the traffic environment plays an important role, is an important tool for traffic management. To achieve the optimal control intersection traffic lights, greater ease traffic pressure, this experiment was designed based on the STC89C52 intelligent traffic control system, mainly by microcontroller (MCU), button control etc module. System including sidewalks, the driveway, and basic functions of the traffic lights. In addition, but also has the countdown, time setting, according to the specific circumstances of manual control etc. Function. The system can realize to the intersection traffic simple control to achieve control purposes, economic benefits, have certain application prospect.Keywords: STC89C52 the traffic lights交通信号灯控制器的设计1、方案设计与论证1.1 系统方案设计与论证根据实验设计要求，使得红、黄、绿三种LED灯在单片机的控制下作为两个交通通道的指示灯显示，并且使用数码管以减计数的方式显示每个通道的通行时间。

数字电路课程设计--交通灯控制器的设计院系：姓名：指导教师：完成日期：2011年6月7日数字电路课程设计--交通灯控制器的设计一、课程设计目的1．熟悉集成电路的引脚安排2.掌握各芯片的逻辑功能及利用方式。

3.了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理4.学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。

二、设计要求及原理：要求：设计一个主要街道和次要街道十字路口的交通灯控制器。

主要街道绿灯亮6s，黄灯亮2s；次要街道绿灯亮3s，黄灯亮1 s。

依次循环。

当主要街道亮绿灯和黄灯时，次要街道亮红灯(8s)，当次要街道亮绿灯和黄灯时，主要街道亮红灯(4 s)。

用MG，MY，MR，CG，CY，CR别离表示主要街道的绿灯、黄灯、红灯，次要街道的绿灯、黄灯、红灯。

原理：按照设计要求可知，各灯状态转换的周期为12s，因此可设计一个12进制的加计数器，来控制秒数，当计数值达到1011时，通过反馈置数法，将计数器清零，从而达到循环效果。

列出每秒各灯亮的情形的真值表，通过真值表取得相应的逻辑图，即可实现对交通灯的控制。

三、设计步骤：1、按照设计要求列出交通灯控制器的真值表如下：交通灯控制器真值表：QD QC QB QA MG MY MR CG CY CR 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 10 1 1 1 0 1 0 0 0 11 0 0 0 0 0 1 1 0 01 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 X X X X X X 1 1 0 1 X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X 1 1 1 1 X X X X X X2、从元器件库中拖出逻辑转换仪，按照交通灯控制器的真值表，取得MG的最简逻辑表达式。

数电课程设计课程名称：交通灯控制器******学号：**********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;end8'd2:begin HS<=36-x;HL<=36-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end8'd3:begin HS<=121-x;HL<=56-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end8'd4:begin HS<=121-x;HL<=61-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end8'd5:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=91-x;SL<=96-x;end8'd6:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=96-x;SL<=96-x;end8'd7:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=121-x;SL<=116-x;end8'd8:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=121-x;SL<=121-x;endz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。

一、课程设计题目交通灯控制系统设计二、设计的任务和要求1）在严格具有主、支干道的十字路口，设计一个交通灯自动控制装置。

要求：在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯；顺序无要求；2）设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间。

红（主：R,支：r）绿（主：G，支：g）黄（主：Y，支：y）三种颜色灯，由四种状态自动循环构成（Gr→Yr→Rg→Ry）;并要求不同状态历时分别为：Gr:30秒，Rg:20秒，Yr,Ry:5秒。

三、系统总体设计方案及系统框图方案一：芯片设计（1）芯片功能及分配交通灯控制系统主要由控制器、定时器、译码器、数码管和秒脉冲信号发生器等器件组成。

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。

1）系统的计时器是由74LS161组成，其中应因为绿灯时间为30秒，所以绿灯定时器由两块74LS161级联组成.74LS161是4位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能。

2）系统的主控制电路是由74LS74组成，它是整个系统的核心，控制信号灯的工作状态。

3)系统的译码器部分是由一块74LS48组成，它的主要任务是将控制器的输出翻译成6个信号灯的工作状态。

整个设计共由以上三部分组成。

（2）设计原理：1)总体方案如图：2）各单元电路的设计：1. 秒脉冲信号发生器时钟信号产生电路主要由555定时器组成震荡器，产生稳定的脉冲信号，送到状态产生电路，状态产生电路根据需要产生秒脉冲，电路图如下图所示：2.主控制电路D1=Q1/Q2+/Q1Q2(/表示取非) D2=/Q2 CLK=CO2 CLR和PR均置1.主控制电路可产生00---->01---->10---->11----00控制信号。

3.红绿灯显示电路电路图如图：4. 计时部分电路A ) 计时器状态产生模块：设计要求对不同的状态维持的时间不同，限于实验室器材只提供74LS161.因要以十进制输出，且有一些状态维持时间超过10秒，则必须用两个74LS161分别产生个位和十位的数字信号。

前言现如今，随着人口和汽车的日益增长，城市交通日益拥挤，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。

交通信号灯常用于十字路口，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，其内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。

本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,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。

因此，在本次课程设计里，将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。

本实验设计目的是培养数字电路的能力，掌握交通信号灯控制电路的设计方法。

设计任务及要求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。

（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。

本设计由王宇同学完成。

由于所学知识有限，设计中难免出现错误，请老师批评指正。

目录第一章设计任务及设计目的 (1)第二章系统概述 (2)2.1 系统概述 (2)2.2 交通灯逻辑分析 (2)2.3总体设计方案 (2)第三章单元电路设计与分析 (5)3.1秒脉冲信号发生器的设计 (5)3.2定时器的设计 (5)3.3 控制器的设计 (6)3.4 显示电路的设计 (9)第四章综述及心得体会 (10)4.1 系统综述 (10)4.2 总结及心得体会 (10)附录 (12)附录一实验电路图 (12)附录二芯片引脚图 (13)附录三元器件清单 (16)附录四焊接电路板 (17)参考文献 (18)交通灯定时控制系统的设计、制作摘要：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。

交通灯控制器+数字电路课程设计报告交通灯控制器是交通管理系统中的重要组成部分，其主要作用是控制道路上的交通信号灯。

随着数字电路技术的发展，交通灯控制器也逐渐向数字化、智能化方向发展。

本文将详细介绍一种基于数字电路的交通灯控制器设计，以及该设计方案的实现和效果。

一、设计方案1.硬件设计硬件设计方案主要包括数字电路的选择、交通灯的控制模块、传感器等。

本方案选用FPGA芯片作为控制芯片，该芯片具有先进的数字信号处理能力和可编程性，便于开发和定制。

交通灯的控制模块包括红灯、黄灯、绿灯三个信号灯的控制器，以及车辆、行人传感器等。

其中车辆传感器主要用来检测车流量，行人传感器主要用来检测行人通行情况。

2.软件设计软件设计方案主要包括程序的设计和调试，以及人机界面的设计和开发。

程序设计方案采用Verilog HDL语言进行实现，采用时序逻辑设计的思路来编写程序，实现红绿灯的控制和状态转移。

人机界面采用C语言进行编写，通过串口通信与控制芯片进行数据传输和控制。

二、实现过程在设计方案确定后，我们进一步开始实现。

首先是电路的焊接和测试，在确定电路正常无误后，再完成程序的编写和调试。

最后是人机接口的开发和完善。

具体实现流程如下：1.电路焊接首先进行电路布线和焊接，将FPGA芯片、光耦隔离器、电位器等元器件焊接到电路板上，以及信号灯、传感器等元器件的接入。

2.程序编写利用Verilog HDL语言编写程序，主要包括红绿灯状态的转移逻辑和相应的信号输出控制。

程序设计过程中，需要注意时序和状态的转移。

3.调试测试完成程序编写后，需要进行相应的调试测试。

通过仿真测试，检查程序逻辑是否正确，排除潜在问题。

在硬件实验平台上进行测试，确定系统能够正常工作。

4.人机界面开发利用C语言编写人机界面，实现与交通灯控制器的交互控制。

实现车辆、行人传感器的数据采集和显示，以及人手动控制交通灯的功能。

三、实现效果通过测试和实验验证，本文的交通灯控制器设计方案具有以下优势：1.使用FPGA芯片作为控制芯片，具有较强的可编程性和数字信号处理能力。

西安邮电学院数字电路课程设计报告书——交通灯控制器院部名称：电子和信息学院专业名称：光电信息工程班级：光电0801学生姓名：陈笛（24）实习时间：2010年12月20日至2010年12月31日注释：交通灯控制器是可以自动控制交通灯并以倒计时的方式显示出时间来，方便行人和车辆在通行时有条不紊的通行，达到交通井然有序，出行人员安全快捷的到达目的地的效果。

本次实验的就是想通过这样的一个实例，来结合数字电路课程的学习共同实现这样的一个使用工具，达到理论和实践相结合的目的。

一：课程设计题目：交通灯控制器二：任务和要求：设计一个十字路口控制交通秩序的交通灯，满足以下条件：1.显示顺序为其中一组方向是绿、黄、红；另一方向是红、绿、黄。

2.设置一组数码管以倒计时的方式显示语序通行或禁止通行时间，其中支通道绿灯的时间是20s，另一个方向上主通道的绿灯亮的时间是30s，黄灯亮的时间都是5s.3.选做1：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。

4.选做2：用两组数码管实现双向倒计时显示。

三：总体方案的选择：1．交通灯控制器功能概述：交通灯控制器是可以自动控制交通灯，以倒计时的方式显示时间。

交通灯控制器是以七段显示数码管显示时间，用发光二极管来模拟交通灯。

实现这个交通灯控制器可以采用EPROM编程、RAM编程、可编程逻辑器件、单片机等实现。

但是在这次实验中我们采用基本的数字芯片和发光二极管来实现这样的要求，采用这样的方式是：提供了这些芯片，也学习了数字电路的知识，两者的结合刚好巩固了我们对理论的加深理解。

2.交通灯亮灭和时间的确定（考虑到有四种状态，所以采用两位二进制数来控制各种状态，且二进制数用D 触发器产生）：00 东西红，主通道绿（30s ） 01 东西红，主通道黄（5s ） 10 东西绿，主通道红（20s ） 11 东西黄，主通道红（5s ） 3.方案的选择：本实验采用555电路，74ls161芯片，D 触发器，2—4译码器和七段显示数码管的相互连接来达到控制二极管发光和数码管的显示。

电子技术课程设计报告交通灯学院：电气学院专业班级：电子信息工程学生姓名：指导教师：刘正梅完成时间：20110715成绩：电子技术课程设计报告一. 设计要求设计一个由一条主干道和一条支干道的汇合点形成的十字交叉路口交通灯控制电路。

交通信号灯常用于交叉路口，用来控制车辆的流量，提高交叉路口车辆的通行能力，减少交通事故。

本交通灯设计主要由秒脉冲发生器、定时器、控制器、译码显示电路组成。

秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，定时器由74LS160实现，控制器由74LS161和74LS14组成，译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。

控制器通过ST信号对定时器进行控制，从而显示红黄绿灯的转换（1）．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，以使行驶中的车辆有时间停到禁止线以外，设计5s计时显示电路（2）．主、支干道交替通行，主干道每次放行60s，支干道每次放行45s，设计60s和45s计时显示电路（3）．用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关代替传感器作检测车辆是否到来的信号二. 设计的作用、目的（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。

三. 设计的具体实现1．系统概述2．简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证，各功能块的划分与组成，全面介绍总体工作过程或工作原理。

十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。

有一人主干道和一个支干道的十字路口如图所示。

每边都设置了红、绿、黄色信号灯。

红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒鈡，以便让停车线以外的车辆停止运行。

因为主干道上的车辆多，所以主干道放行的时间要长。

1）主干道方向绿灯亮，支干道方向红灯亮。

西安邮电学院数字电路课程设计报告书——交通灯控制器学院名称：电子工程学院学生姓名：XXX（XX号）专业名称：电子信息工程班级：电子XXXX实习时间：2010年12月6日——2010年12月17日红绿灯交通信号系统一、红绿灯交通信号系统功能概述红绿灯交通信号系统为模拟实际的十字路口交通信号灯。

外部硬件电路包括：两组红黄绿灯（配合十字路口的双向指挥控制）、一组手动与自动控制开关（针对交通警察指挥交通控制使用）、倒计时显示器（显示允许通行或禁止通行时间）。

二、红绿灯交通信号系统红绿灯交通信号系统外观示意图如图1所示。

图1 十字路口交通灯模拟图三、任务和要求1．在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一方向是绿灯、黄灯、红灯；另一方向是红灯、绿灯、黄灯。

2．设置一组数码管，以倒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是20s ，另一个方向上绿灯亮的时间是30s ，黄灯亮的的时间都是5s 。

3．选做：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。

4．选做：用两组数码管，实现双向倒计时显示。

四、设计思路在实际情况下，一个十字路有一个主干道和一个支干道。

主干道的车流量较大，即要求主干道绿灯亮的时间长，支干道正好相反。

五、总体方案简单原理如下：由555时钟信号发生电路产生稳定的“秒”脉冲信号，确保整个电路装置计时工作稳定进行。

用两片74LS161作为计数器，将其输出端通过非门与74LS48相连后，把74LS48输出端连到数码管上，实现倒计时；用另外一片74LS161作为状态控制器，控制状态变量Q2Q1的变化，即实现变化：00-01-10-11；用计数器的RCO进位端作为状态控制器的脉冲；利用状态控制器对计数器实现至数操作，从而实现模30，模20，模5的转换；六个灯与由状态控制器控制的74LS74的输出端通过门电路直接相连。