交通信灯电路设计与仿真

基于EDA的交通信号灯电路的设计与仿真传统的交通信号灯控制电路的设计是基于中、小规模集成电路，电路元件多、焊接复杂、故障率高、可靠性低，而且控制系统的功能扩展及调试都需要硬件电路的支持，为日常维护和管理增加了难度。

目前很多城市的交通信号灯还是应用传统的电路设计，一旦交通信号灯出现故障，不能及时维修和处理，势必会造成道路的交通混乱。

通过技术的改进，采用基于EDA技术的交通信号灯控制电路弥补了传统设计中的缺点，通过VHDL语言编写系统控制程序，利用软件控制整个系统的硬件电路，还可以利用EDA集成开发环境对交通信号灯的设计进行仿真，验证设计结果是否实现。

改进后的交通信号灯电路组成元器件少，可靠性高，操作简单，实现可扩展功能。

1 交通信号灯控制电路1.1 交通信号灯工作原理基于FPGA的交通信号灯控制电路主要用于甲乙两条车道汇合点形成的十字交叉路口，甲乙两车道各有一组红、黄、绿灯和倒计时显示器，用以指挥车辆和行人有序的通行。

两组红绿灯分别对两个方向上的交通运行状态进行管理，红灯亮表示该道路禁止通行，黄灯表示停车，绿灯表示可以通行;倒计时显示器是用来显示允许通行或禁止通行的时间，以倒计时方式显示交通灯闪亮持续时间。

为每个灯的闪亮状态设置一个初始值，指示灯状态改变后，开始按照初始值倒计时，倒计时归零后，灯的状态将会改变至下一个状态。

交通灯两车道的指示灯闪亮状态是相关的，每个方向的灯闪亮状态影响着另一个方向的指示灯闪亮状态，这样才能够协调两个方向的车流。

甲乙两车道交通灯工作状态如表1所示，其中“1”代表点亮，“0”代表熄灭。

当甲车道绿灯亮时，乙车道对应红灯亮，由绿灯转换红灯的过渡阶段黄灯亮。

同理，乙车道绿灯亮时，甲车道的交通灯也遵循此规则。

当出现特殊情况时，各方向均亮红灯，倒计时停止，特殊运行状态结束后，控制器恢复原来状态，继续运行。

1.2 交通信号灯电路结构根据交叉路口交通灯工作原理，图1为交通信号灯控制电路的原理图。

毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计随着科技的快速发展，智能化已经成为了交通系统的重要发展方向。

在城市交通管理中，智能交通灯控制系统发挥着至关重要的作用。

本文将介绍一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的智能交通灯设计，旨在提高交通效率，确保交通安全，并改善交通环境。

一、设计背景与目的城市交通问题一直是困扰人们的难题，高峰期的拥堵和交通事故频发等问题给人们的生活带来了诸多不便。

传统的交通灯控制系统已无法满足现代交通的需求，因此需要一种更加智能化、高效的交通灯控制系统来解决这些问题。

本设计的目的是通过PLC技术，实现交通灯的智能化控制，提高道路通行效率，减少拥堵和交通事故的发生。

二、设计方案1、系统架构本设计采用PLC作为核心控制器，通过传感器采集道路交通信息，如车流量、车速、车道占有率等，根据采集到的信息对交通灯进行智能控制。

同时，系统还包括人机界面（HMI），以便工作人员对系统进行监控和调试。

2、硬件选型PLC选用具有强大计算能力和稳定性的西门子S7-1200系列，该系列PLC具有丰富的IO接口和通信端口，适合用于本设计的控制需求。

传感器选用海康威视的车流量检测器，能够实时监测道路车流量，为PLC提供控制依据。

HMI选用昆仑通态的触摸屏，能够直观地展示系统运行状态和交通信息。

3、软件设计软件部分包括PLC程序和HMI界面设计。

PLC程序主要实现道路交通信息的采集、处理和交通灯的控制逻辑。

HMI界面设计则要实现系统状态的监控、交通信息的展示和人工干预等功能。

软件设计采用模块化的思路，便于后续的维护和升级。

三、功能特点本设计的智能交通灯具有以下功能特点：1、实时监测：通过传感器实时监测道路车流量、车速和车道占有率等信息，为PLC提供控制依据。

2、智能控制：根据监测到的交通信息，PLC能够实现交通灯的智能控制，包括绿灯时间的动态调整、红灯时间的优化分配等，以提高道路通行效率。

3、安全保障：通过实时监测车流量和车速等信息，系统能够及时发现交通事故的风险，并采取相应的控制策略，保障交通安全。

《工程实践》设计任务书工作任务及要求任务：利用CAN总线以及单片机知识，设置各路口信号灯控制装置为节点，共同构建实现交通信号灯控制系统。

技术指标及要求：1、按实际交通灯控制规程控制；2、利用CAN总线传输车流量信号到主控器实现各十字路口现场信号灯控制，单片机控制器实现东西、南北两个方向信号灯的选定、时间增减、急车强通功能。

（注：车流检测装置安放在各十字路口东西、南北道路方向，将检测到的信息传输至单片机进行处理，通过单片机编程技术实现信号灯绿、红切换及等待时间设定。

各路口车流量检测模块信号都通过各自的CAN 总线接口模块完成。

单片机控制器负责CAN总线控制器初始化，控制实现数据的接收和发送等通信任务）；3、CAN总线收发器与CAN总线接口部分需采用一定的安全和抗干扰措施。

CAN控制器不直接与CAN收发器相连，需通过高速光电隔离器芯片实现总线各节点间的电气隔离。

（强调：光耦电路所米用的VCC和VDD电源必须完全隔离，否则采用光耦电路就失去了意义，可采用小功率电源隔离模块或不大于5V隔离输出开关电源模块实现）；4、当路口发生交通事故时，能强制A、B两路禁行；5、具有急车强通功能；6、设计并制作硬件电路，画出电路原理图，接电模拟调试；7、设计系统软件并进行仿真模拟调试；&软硬件联合调试，实现全部功能；9、完成设计说明书的撰写。

查阅文献［1］饶云涛，邹季军，郑勇芸•现场总线CAI原理与应用技术【M】，北京航空航天大学出版社［2］杜尚丰，曹晓钟，徐津.CAN、线测试技术及其应用【M，电子-r,lv 出版社［3］孙余凯•汽车电子技术与技能实训教程【M,电子工业出版社［4］邬宽明.C AN、线原理和应用系统设计【M】，北京航空航天大学出版社⑸杨金岩，郑应强，张振仁.8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例【M l⑹闫玉德，俞虹.MCS-5单片机原理与应用［M］，机械工业出版社［7］胡学海•单片机原理及应用系统设计【M l,电子工业出版社［8］高福祥，张君•接口技术【M l,东北大学出版社［9］张志旺•用微处理器和总线控制号灯系统的方法简介，船舶设计通讯沙占友等•单片机外围电路设计，电子工业出版社《工程实践》设计方案报告系统原理框图和工作原理:系统模块框图本系统利用由主控电路、检测电路、显示电路、以及急车强通、车祸禁行电路共同构建实现交通信号灯控制系统。

第12章数字电子技术仿真软件Multisim 2001电路设计与仿真应用12.1 Multisim 2001软件介绍Multisim 2001是加拿大交互图像技术有限公司（IIT公司）推出的最新版本，其前身是EWB5.0（电子工作平台）。

目前我国用户所使用的Multisim2001以教育版为主。

Electronics Workbench 公司推出的以Windows为系统平台的板级仿真工具Multisim，适用于模拟／数字线路板的设计，该工具在一个程序包中汇总了框图输入、Spice仿真、HDL设计输入和仿真、可编程逻辑综合及其他设计能力。

可以协同仿真Spice、Verilog和VHDL，并能把RF设计模块添加到成套工具的一些版本中。

整套Multisim工具包括Personal Multisim、Professional Multisim、Multisim Power Professional等。

这种仿真实验是在计算机上虚拟出一个元器件种类齐备、先进的电子工作台，一方面可以克服实验室各种条件的限制，另一方面又可以针对不同目的（验证、测试、设计、纠错和创新等）进行训练，培养学生分析、应用和创新的能力。

与传统的实验方式相比，采用电子工作台进行电子线路的分析和设计，突出了实验教学以学生为中心的开放模式。

12.1.1 M ultisim 2001软件操作界面启动Multisim 2001软件后，首先进入用户界面如图12-1所示，Multisim 2001的界面基本上模拟了一个电子实验工作平台的环境。

下面分别介绍主操作界面各部分的功能及其操作方法。

图12-1 Multisim 2001的基本界面1. 系统工具条图12-2所示为Multisim 2001的系统工具条，可以看出，其风格与Windows软件是一致的。

系统工具条中各个按钮的名称及功能如下所示。

2.设计工具条Multisim 2001的设计工具条如图12-3所示，它是Multisim的核心工具。

在仿真面板中查看波形、数据等仿真结果。
03
交通灯工作原理
交通灯的种类
01
02
03
红绿灯
红、绿、黄三种颜色，用 于指示车辆和行人停止、 通行和等待。
交通信号灯
包括左转、直行和右转信 号，用于管理不同方向的 交通流。
紧急停车带交通灯
用于指示紧急车辆在紧急 情况下使用紧急停车带。
交通灯的控制逻辑
时序逻辑
实验二Multisim交通 灯仿真
目录
• 实验目的 • Multisim软件介绍 • 交通灯工作原理 • 交通灯控制系统设计 • Multisim仿真过程 • 实验总结与展望
01
实验目的
掌握Multisim软件的使用
掌握Multisim软件的界面布局和基本 操作，如元件库管理、电路图绘制、 仿真运行等。
控制电路
由定时器、微控制器等组成，用于实 现交通灯的时序逻辑和控制逻辑。
04
交通灯控制系统设计
控制系统设计思路
确定控制目标
根据交通需求，确定交通灯控制 系统的目标，如车辆和行人的通
行时间、优先级等。
选择控制策略
根据控制目标，选择合适的控制策 略，如定时控制、感应控制等。
设计控制电路
根据控制策略，设计控制电路，包 括红、绿、黄三个方向的信号灯和 必要的传感器。
03
检查电路的电气特性，如电压、电流等是否符合预 期。
仿真运行与结果分析
01
启动仿真，观察电路的工作过程。
02 使用虚拟仪器记录仿真过程中的电压、电 流等数据。
03
分析仿真结果，并与实际电路的工作情况 进行比较。
04
根据仿真结果，对电路设计进行优化和改 进。

Kingview software is by Beijing asiacontrol Technology Development Co., Ltd. developed industrial level software, is the first application in China in the fields of aviation and aerospace domestic configuration software, has the development of simple, good, has the advantages of higher reliability growth. Application of Kingview software, so the control of dynamic monitoring system of traffic lights at the crossroads, and with the PLC to achieve serial communication, so as to realize the real-time control of the traffic lights at the crossroads. [1]
组态王软件是由北京亚控科技发展有限公司开发的工业级软件,也是首个应用于我国航空、航天领域的国产组态软件,具有开发简单、扩展性好、可靠性高等优点。，因此运用组态王软件制作十字路口交通灯控制系统动态监控画面，并将其与PLC实现串行通信，进而实现对十字路口交通灯实时控制。
本课题主要是组态画面与实验室中实验台上的十字交通灯相对应而设计的，实现了组态王与PLC在实验中的连接。
1.2.2国内发展现状
我国在交通灯的研发领域起步较晚，由于我国人口众多，随着社会的发展，交通问题越发严重，这使得我国对交通的需求急剧增加。城市交通是一个高度集成和复杂的问题，必须在依据城市道路实际情况下进而多方面的去解决。由于中国经济和社会的快速发展使得对道路交通效率而安全的要求越发严格。

通信传输光路与电路实操仿真装置的制作摘要：本文介绍了一种通信传输光路与电路实操仿真装置，本成果无需搭建复杂的测试环境即可用于传输网络设备、原理的培训，通过本通信传输网光电路开通仿真平台，可快速搭建光路开通、光路中断、2M开通、2M环回、2M故障等运维场景的模拟环境，降低设备硬件的投入、提高培训开展效率。

关键词：通信；传输；实操仿真1引言现场实操，是提升员工技术技能水平的重要手段。

在经历了光网初期建设阶段后，大范围的安装调试已罕见，通信运维人员特别是新进员工接触光路开通、2M开通等工作的机会越来越少。

另外，受制于设备价格昂贵、场地场所受限等因素，也难以搭建合适的实操环境供员工大范围地进行培训。

目前的培训方式下，大多先理论、后实操，理论与实操的环节被割裂，容易造成技能与知识点不直观，运行机理的脉络不清晰，不便于运维人员进行理论与实操的相互印证，更难达到良好的效果。

特别是在通信调度为主线的运维检修方式的大背景之下，现场人员作为执行者，关注的是执行的动作，往往忽略动作本身所涉及的原理知识；另一方面，运行人员以网管操作为主，实操水平相对欠缺2技术方案（1）STM32F103特性：基于ARM 32位Cortex-M3 CPU内核，芯片集成32-512KB的Flash存储器。

6-64KB的SRAM存储器；根据型号的不同，最多高达112个的快速I/O端口，所有端口都可以映射到16个外部中断向量。

除了模拟输入，所有的都可以接受5V以内电平输入。

最多支持11路定时器：4个16位定时器，每个定时器有4个IC/OC/PWM或者脉冲计数器。

另外，还支持A/D、D/A转化器、定时器，以及丰富的通信接口功能。

（2）SDH传输网告警维护信号产生机理根据故障产生原因，可将故障分为硬件和软件两种。

常见的硬件故障包括设备掉电失效、链路破坏中断等造成网元或光路停止工作；软件故障一般导致网络系统无法高效工作，严重时也会造成业务的中断。

告警则是指在系统中发生某些特定的异常事件时,由系统发出的通报组成的事件报告,主要用来进行告警信息的传递。

《微机原理与接口技术》课程设计报告题目：十字路口交通灯设计学院：信息工程学院专业：通信工程目录1、摘要 (1)2、硬件电路图 (2)3、AT89C51功能介绍 (3)4、交通灯程序设计思路 (5)5、交通灯运行流程图 (6)6、源代码函数说明 (6)7、交通灯设置红绿灯时间结果图 (8)8、心得与体会 (9)9、源程序代码 (10)摘要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。

通常，生活中常见的红绿灯控制为，红灯六十秒，绿灯四十五秒，黄灯三秒等，因道路，车辆，城市交通规划而异，此次，基于proteus仿真十字路口的交通灯控制系统，设定南北方向绿灯15秒，黄灯5s，东西方向绿灯10s，黄灯5s。

系统基于MSC-51系列单片机89C51为中心器件来设计交通灯，显示器件为LED 红绿灯，LCD数码管。

采用c51编程，简单易懂，将功能模块化，除了可以实现红绿灯按要求变化，还通过proteus里的按钮，设置了键盘函数，可以按要求调整红绿灯亮的时间，并且还有重置（初始化）按钮。

一.功能概述1.设计任务：交通灯的硬件设计和软件设计2.设计目的：（1）.初步了解和认识51单片机的工作原理，引脚图。

（2）.掌握单片机相关接口技术和相关外围芯片的特性。

( 3 ).通过实际的设计程序，查找资料，调试程序，熟悉keil和proteus软件仿真，理解并熟悉模块化程序设计方法和调试。

3.基本要求：利用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红、绿、黄灯交替点亮和熄灭，并且用 4 只LED 数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。

当东西方向亮绿灯时，南北方向红灯亮起；反之，如果南北方向亮绿灯，同时东西方向亮绿灯；绿灯亮时车辆行驶，红灯亮时车辆停止。

湘潭大学信息工程学院课程名称：十字路口人行道交通灯设计专业：自动化学号：2011551810班级：11自动化（3）班学生姓名：余帆完成日期：2015年1月11日摘要PLC是一种新型的通用的自动控制装置。

PLC它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是专门为工业控制而设计的，具有功能强、运用灵活、可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、编程简单，使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列有点。

十字路口的红绿灯指挥着行人和车辆的安全运行，实现红绿灯的自动指挥能使交通管理工作得到改善，也是交通管理工作自动化的重要标志之一。

解决好公路交通灯控制问题是保障交通有序、安全、快捷运行的重要环节。

本设计是用PLC来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是采用西门子的S7-200系列CPU224型号PLC对东西南北的红、黄、绿灯实现有规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。

控制程序为梯形图(LAD)。

关键词：PLC控制、梯形图、交通灯目录（一） PLC概述............................. 错误！未定义书签。

1.1 PLC的硬件结构 (3)1.2 PLC的工作原理 (4)1.3 S7-200的概述 (5)（二）交通信号灯 (7)（三）方案设计 (8)3.1控制要求 (8)3.2系统设计方案分析 (8)3.3 交通灯状态图 (9)3.4 主程序流程图： (10)（四）硬件设计 (10)4.1 硬件选择 (10)4.2 PLC的I/O分配表 (10)4.3 PLC的硬件接线图： (11)（五）软件设计 (12)5.1 十字路口交通信号灯梯形图 (12)（六）仿真实验 (14)（七）设计总结 (16)参考文献 (16)（一） PLC概述可编程序控制器（Programmabie Logic Controller,缩写PLC）是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。

基于89C51的交通灯控制系统设计目录摘要 01.设计任务与要求 02.系统硬件设计 (1)3.系统软件设计 (4)4. Proteus软件仿真 (4)5.设计心得 (5)6.参考文献 (6)附录 (6)交通灯控制系统设计摘要自从1858年英国人发明了原始的机械扳手交通灯之后，随后的一百多年里，交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。

近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。

本模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。

从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。

系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。

本模拟系统由单片机硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统等组成，较好的模拟了交通路面的控制。

关键词：交通灯单片机数码管LED灯1.设计任务与要求东西、南北两干道交于十字路口，各干道有一组红、绿、黄三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。

东西方向为主干道，通行时间为40秒；南北方向为支干道，通行时间为30秒。

通行时间最后3秒，绿灯灭，黄灯闪烁，黄灯闪烁完毕变更通行车道。

通行时间由数字显示器显示，黄灯3秒闪烁不单另计时。

2.系统硬件设计根据上面的功能要求，硬件系统主要有单片机模块、指示灯模块和倒计时显示模块。

各模块选择如下：（1）单片机模块主控芯片采用AT89C51单片机，其管脚图如图１所示。

图1 AT89C51引脚图AT89C51是AT89C5X系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。

AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。

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，也可以是用定时器555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，采用555定时器组成多谐振荡器。
555多谐振荡器原理图
220V交流电
降压变压器 整流、滤波、稳压
+5V
秒
动
时
校表
自动
数字电子钟电原理图
日
时
分
秒
自动
校表
自动
校表
自动 校表
gf 10
ab 6
改动：可调电容换成固定 20p 电容。 校表开关 S4 去掉。
1 ed
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BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
（1）要求根据设计要求实现交通灯的现实 功能； （2）用Multisim进行仿真 （3）设计说明书；
1秒脉冲产生电路: 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，也可以是用定时器555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。
十二进制计数器: 计数器可以用触发 器组成，也可以用中规模集成计数器 组成，以及用移位寄存器组成环形或 扭环形计数器。建议用中规模移位寄 存器组成扭环形12进制计数器。

基于单片机的交通灯控制系统设计摘要：对基于单片机的交通灯控制系统进行了设计。

系统功能以MCS-51系列单片机作为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，东西南北四个方向具有左拐、右拐、直行及行人四种通行指示灯，用计时器显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态，即特殊情况；在交通高峰期系统可以转为繁忙情况。

在对系统功能分析的基础上，提出了三种设计方案，经比较，选择性能较优的LED动态循环显示方案进行了设计。

设计包括硬件和软件两大部分。

硬件部分包括单片机最小系统、时间显示、交通灯显示三部分。

选用宏晶公司的STC89C52单片机作为控制核心，东西南北四个方向设置了LED时间显示和交通灯显示，时间显示采用两位LED显示器，交通灯显示则采用红、黄、绿色高亮发光二极管来模拟。

软件采用了模块化的设计方法，主要分为主程序、定时器中断服务子程序、倒计时显示子程序、交通灯模拟显示子程序四部分。

关键词：交通灯；单片机；LED；Design of traffic light control system based on SCMAbstract：自己翻译1 概述1.1 交通灯的介绍1918年诞生的第一盏交通灯只有红绿两色，它是圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，它的诞生，使城市交通大为改善。

1925年，留学美国的中国电机专家胡汝鼎提出在绿灯之后加个黄灯的设想被采纳，于是诞生了真正意义上的三色交通灯。

传统的交通灯主要由单片机来控制，它主要由红黄绿三色灯组成。

工作原理是设置好南北向和东西向的各色灯的亮灭顺序和持续时间来指挥车辆通行，交通灯的发明和使用极大地保障了人民的生命安全。

1.2 课题研究背景与意义随着经济的增长和人口的增加，人们生活方式不断变化，人们对交通的需求不断增加。

城市中交通拥挤、堵塞现象日趋严重，由此造成巨大的经济与时间损失。

资料显示，对日本东京268个主要交叉路口的调查估计表明：每年在交叉路口的时间延误，折成经济报失为20亿美元；而在我国北京市，当早晚交通高峰时，交叉路口处的排队长度竟达1000多米，有的阻车车队从一个交叉路口延伸到另一个交叉路口，这时一辆车为通过一交叉路口，往往需要半个小时以上，时间损失相当可观。

第一章绪论1.1 引言当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

但这一技术在19世纪就已出现了。

1918年，出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。

带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便可变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。

红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。

红外光束能把信当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。

这是世界上最早的交通信号灯。

1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。

它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。

1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。

电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。

红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。

信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。

1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。

绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。

左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。

红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。

黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

交通控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。

一种新型节能灯的电路设计与仿真摘要LED灯以可靠耐用性强、寿命长、高效能耗低、点亮迅速、节能环保、抗震性能强、体积小等优点而被广泛运用。

本次论文大概讲述了有关LED的工作原理、还有其国内外发展现状，还有对发光二极管的驱动方式：开关电源式驱动；阻容降压式驱动；恒流、恒压式开关驱动等进行了比较全面的比较和讨论。

本次毕业设计的灵感来自老师的指导和自己的研究，还有这次设计的重点部分是对整个电路的设计，我选择整流滤波电路。

在对整个电路的各个元器件的参数选择时又遇到很多的问题。

因此本次毕业设计对我而言是一个很大的挑战。

为了使得作品实用性，又对其输出进行了一系列相应的改进，增加了一些红外线传感器以达到电路的节能性和智能性。

本作品是基于阻容降压式驱动的驱动电路，此电路具有结构简单，功能完善等特点，适用于小功率照明市场。

同时具有过流保护的功能，确保了整个系统的可靠性。

LED驱动电路具有高度集成性、高性价比、高性能、组成高效电源、简单外围电路等特点，而被广泛的使用。

关键词：驱动电路，阻容降压，结构简单，传感器，低能耗IA new type of energy-saving lamp circuit design andsimulationAbstractLED lights reliable durability, long life and efficient energy consumption low light, energy saving and environmental protection, seismic performance, small size, etc. are widely used. The paper tells about the about LED work principle, its development in the world, as well as the LED drive mode: Switching Power Supply type; RC Buck drive; drive constant current, constant voltage switches are compared and discussed. In addition, in order to achieve feasibility of this product, its output corresponding improvement, some of the photosensitive and the infrared sensor in order to achieve the usefulness of the circuit. This product is based on the RC the buck driver driving circuit, this circuit has a simple structure, perfect function. At the same time having the function of overcurrent protection, to ensure the reliability of the entire system.LED driver circuit with a highly integrated, cost-effective, high-performance, composed of high-efficiency power supply, simple peripheral circuit and so on, which are widely used.Keywords: Drive circuit, low power consumption, RC Buck, structure simple sensorII目录摘要 (I)Abstract .......................................................................................... 错误!未定义书签。

交通信号灯控制电路的设计与仿真交通信号灯是城市道路交通中重要的控制设备之一，既能够保障道路交通的顺畅、安全，也能够有效地减少交通事故的发生。

而交通信号灯的控制电路的设计和仿真是交通信号灯制造商和道路交通管理部门必备的技术性内容，在日常的城市交通管理中具有不可替代的作用。

本文将着重介绍交通信号灯控制电路的设计和仿真方法，以及电路中各个元器件的选型和使用注意事项。

首先，交通信号灯的控制电路的设计需要明确基本的控制原理。

一般而言，交通信号灯采用的是红色、黄色、绿色三种颜色的LED灯组成，其控制原理可以简化为以下几点：1. 每种颜色LED灯都需要一个独立的控制器，控制器间通过总线通信协同工作；2. 控制器采用状态机的逻辑设计，根据不同的交通信号控制模式，切换不同的状态；3. 控制电路需要支持手动控制和自动控制，手动控制由按钮触发，自动控制则根据交通信号灯的规则切换控制模式。

接下来，我们将根据以上控制原理，构建交通信号灯的控制电路。

第一步，选用LED灯。

因为交通信号灯要在室外长时间使用，所以我们需要选用耐用、高亮度的LED灯。

常用的LED灯通常有两种颜色，一种是红色，另一种是黄色、绿色互换的双色。

对于前者，我们需要选用红色光波长为630~635nm的LED 灯，而对于后者，则需要选用黄色光波长为590~595nm，绿色光波长为520~525nm的LED灯。

第二步，选用控制器。

控制器主要负责控制LED灯的亮灭、闪烁等操作。

同时，控制器还需要支持状态机的逻辑设计，以切换不同的交通信号控制模式。

常用的控制器有51单片机、PIC单片机、ARM芯片等，其中51单片机的最大优势是其学习资料和技术资源非常丰富，可以实现丰富的控制功能。

第三步，选用按钮。

按钮一般用于手动控制，可参考电梯的钮扣设计。

对于按钮，我们需要选用大面积的按钮，以便行人和司机能够一目了然。

第四步，电路的仿真。

此时，我们可以使用Protues或Multisim等仿真软件，检验控制电路设计的正确性。

灯光信号通信课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解灯光信号通信的基本原理，掌握信号的产生、传输和接收过程。

2. 学生能够描述不同颜色的灯光在通信中的含义，了解灯光信号的应用场景。

3. 学生能够解释灯光信号通信在科技发展中的重要性，了解其在我国通信事业中的应用。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的灯光信号通信系统，并进行模拟实验。

2. 学生能够运用灯光信号进行简单的信息传递，提高观察能力和反应能力。

3. 学生能够通过小组合作，分析并解决灯光信号通信过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到灯光信号通信在生活中的重要性，激发学习兴趣。

2. 学生通过参与课程，培养团队协作意识，提高沟通能力。

3. 学生在学习过程中，培养创新思维，提高解决问题的能力。

4. 学生能够关注我国通信事业的发展，增强民族自豪感。

课程性质：本课程属于科学实践活动，结合物理、信息技术等学科知识，培养学生的实践操作能力和创新精神。

学生特点：五年级学生具有较强的观察力、动手能力和好奇心，对新鲜事物有较高的兴趣。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动探究，关注学生的个体差异，提高学生的综合素养。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容1. 灯光信号通信原理- 介绍信号的定义、分类和传播方式。

- 解释可见光通信原理，探讨光在空气中的传播特性。

2. 灯光信号的应用- 讲解交通信号灯、航空信号灯等实际应用场景。

- 分析不同颜色灯光在通信中的意义和作用。

3. 灯光信号通信系统设计- 引导学生了解灯光信号通信系统的组成部分。

- 指导学生设计简单的灯光信号通信系统，包括光源、传输介质和接收器。

4. 模拟实验与操作- 安排学生进行灯光信号通信的模拟实验，观察信号传输效果。

- 引导学生通过实际操作，掌握灯光信号通信的基本技巧。

5. 灯光信号通信在科技发展中的作用- 讲解灯光信号通信在军事、航天、交通等领域的应用。

数电课程设计交通信灯控制系统的设计仿真与制作GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-课程设计交通信号灯控制系统的设计仿题目真与制作学院信息工程学院专业电子信息工程班级电信1301姓名周鸣一指导教师孟哲2015年7月11日课程设计任务书学生姓名：周鸣一专业班级：电信1301 指导教师：孟哲工作单位：信息工程学院题目: 交通信号灯控制系统的设计仿真与制作初始条件：集成译码器、计数器、555 定时器、数码管、红黄绿 LED 和必要的门电路、其他必须的器件等。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1 周内完成对数字频率计的设计、仿真、装配与调试。

2、技术要求：①设计一个具备东西、南北 4 个路口基本交通灯控制系统电路。

②利用 555 定时器构成秒脉冲产生电路。

③扩充功能用数码管显示灯控倒计时时间。

④确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。

3、查阅至少 5 篇参考文献。

按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。

全文用 A4 纸打印，图纸应符合绘图规范。

时间安排：1）第 1-2天，查阅相关资料，学习设计原理。

2）第 3-4天，方案选择和电路设计仿真。

3）第 4-5天，电路调试和设计说明书撰写。

4）第 6 天，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要.............................................................. 1设计任务 ........................................................1.1基本部分....................................................... 2设计方案 ........................................................2.1方案一：.......................................................2.2方案二：.......................................................2.3最终确定的方案.................................................3.具体电路的设计.................................................. 3.1系统概述.......................................................3.2单元电路的设计...............................................................................................................3.3控制电路的设计.................................................3.4 74LS192构成的计数器...........................................3.4.1 74LS192的介绍...........................................3.4.2 74LS153的介绍...........................................3.5译码显示电路...................................................3.6倒计时显示电路................................................. 4电路的测试与仿真 ................................................5设计电路图 ......................................................6总设计思路 ...................................................... 7个人体会 ........................................................ 8元件清单 ........................................................9实物图及其调试分析 .............................................. 10参考文献 .......................................................摘要交通灯控制系统在城市交通控制中发挥着重要的作用，本次课程设计就是以城市交通灯控制系统为背景的，主要通过运用学过的数字电路设计的知识完成基础的交通灯基本功能，包括时间的定时和交通灯各种状态之间的转换，并且要实现通行和禁行的时间的设置，本次设计采用数字电路仿真软件Proteus对所设计的电路进行仿真和测试，并通过观察仿真结果看设计是否符合要求。