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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。
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。
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。
课程设计任务书交通信号灯控制电路设计说明书1.设计目的加强学生对数字电子技术专业知识的理解和掌握，训练并提高其在理论计算、电路设计、资料文献查阅、运用相关标准与规范、电路仿真等方面的能力；为毕业设计（论文）奠定良好的基础。
2.设计任务2.1设计指标能实现30s、5s、20s、5s的交替转换并且可以顺计时，当30s计时到时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮；当5s计时到时，主干道黄灯亮，支干道红灯亮；20s时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮；又一个5s时，主干道红灯亮，支干道黄灯亮。
从而使得交通能够维持着良好的秩序。
2.2设计要求1、主、支干道交替放行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒；2、每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，此时原红灯不变；3、用十进制数字（递增计数）显示放行和等待时间；3.交通信号灯控制电路的组成和工作原理3.1交信号灯控制电路的构成定时器的构成方法很多，我的电路设计中，定时器由74ls160的同步置数和74ls163的同步清零共同实现。
控制器部分由两块4选1选择器74153及两个D触发器组成，具体链接如下将会一一介绍。
3.2原理分析交通灯控制器是主要由控制器、定时器和秒脉冲信号发生信号等部分组成。
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。
逻辑基本框图中：T L：表示主干道绿灯亮的时间间隔为30s，即主干道车辆正常通行的时间间隔。
定时时间到，T L=1，否则，T L=0。
T Y：表示黄灯亮的时间间隔为5s。
定时时间到，T Y=1，否则，T Y=0。
T H：表示支干道绿灯亮的时间间隔为20s。
定时时间到，T H =1，否则，T H =0。
S T：表示定时器到了规定时间后，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。
3.3基本逻辑功能框图4. 交通信号灯控制电路的电路设计4.1定时电路的设计定时器在信号的S T 作用下，首先清零，然后随着脉冲的到来，定时器从零开始进行增1计数并向控制器提供定时信号T L 、T Y 及T H 。
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。
[键入公司名称][键入文档标题] [键入文档副标题][键入作者姓名]2011/1/2目录一、设计要求： (2)二、题目分析与总体构思： (2)三、电路设计过程： (3)1．宏模块法设计计数器：（模比预计大1，后面给出解释） (3)2．初步进行电路设计如图： (4)3．第一次调试检查功能： (4)4．设计控制电路： (5)5．第二次调试： (5)6．从电路抽取信号来控制六个灯的状态： (7)7．第三次调试： (8)8．最终功能检查： (8)四、最终结果测试： (9)五、心得体会： (14)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，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯。
红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则停止行驶（给行驶中的车辆有时间停在禁行线以外）。
2．用红、绿、黄发光二极管作信号灯，用逻辑开关作检测车辆是否到来的的信号。
3．主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。
主干道亮绿灯时，干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯；4．主、支干道均有车时，两者交替允许通行。
主干道每次放行45秒，支干道每次放行2 5秒，设立45秒、25秒计时、显示电路。
5．在每次由绿灯亮转换到红灯亮的过程中，要亮5秒钟的黄灯作为过度，使行驶中的车辆有时间停到禁行线以外，设立5秒钟的计时及显示电路。
二、题目分析与总体构思：1. 先设计好定时电路：即在主副路上均无车或有车时，可以主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，换灯有5s过度的电路。
2. 对不完善之处进行修改，以使达到预期。
3. 设计控制电路部分，输出控制定时电路转换状态或者保持状态的信号。
4. 对不完善之处进行修改，以使达到预期。
5. 从电路中抽取信号作为各灯点亮的标准。
6. 对不完善之处进行修改，以使达到预期。
三、电路设计过程：1．宏模块法设计计数器：（模比预计大1，后面给出解释）2．初步进行电路设计如图：以中心JK触发器不停翻转代表两路轮流路灯的情形，右边JK触发器则是以翻转的形式调配是绿灯亮还是黄灯亮。
数字逻辑系统课程设计报告题目：交通信号灯控制器专业、班级：12级电子工程一班学生姓名：______________________________学号：_________________________________指导教师：______________________________分数：_________________________________2014年1 月16日一、设计任务目的 (4)二、设计任务与要求 (4)2.1 设计任务： (4)2.2设计要求： (4)三、设计方案选取与论证 (4)3.1方案选取理由 (4)3.2方案的可行性、优缺点 (5)3.3方案设计选取 (5)四、电路设计 (8)4.1单元模块电路设计 (9)4.2电路总图 (12)五、制作及调试过程 (13)5.1装配和调试中的问题和解决办法 (13)5.2调试结果 (13)5.3元器件清单 (14)六、结论 (14)6.1问题分析及解决 (14)6.2心得体会 (15)七、致谢 (16)八、参考文献 (16)设计任务目的1. 掌握交通信号灯控制器电路的设计、组装。
焊接与调试方法。
2. 熟悉并掌握简单数字集成电路的设计和使用方法。
二、设计任务与要求2.1设计任务：设计一个用于十字路口的交通灯控制器。
能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态。
2.2设计要求：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10s。
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。
（附加功能）三、设计方案选取与论证3.1 方案选取理由该交通灯控制器是分两条东西、南北的,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，用两片74LS192芯片来构成对应进制的计数器，设计一个16进制和一个11进制的计数器，可以由于是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至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0 3.2方案的可行性、优缺点可行性：所需材料不多，在学生经济范围内；方案思路逻辑均无问题可以实施；软件仿真正常。
课程名称数字电子技术课题名称交通信号灯控制器设计专业自动化班级0904学号 3 4姓名管琴华指导教师陈意军2011 年12 月7 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称：数字电子技术题目：交通灯信号控制器设计专业班级：自动化0904 学号：34学生姓名：管琴华指导老师：陈意军审批：任务书下达日期 2011年 11月 28日设计完成日期 2011年 12月 9 日目录第一章绪论 (1)1.1. 总方案概述 (1)1.2. 设计思路 (1)1.3. 实现目标 (2)第二章模块电路的设计 (2)2.1. 秒脉冲信号发生模块的设计 (2)2.2. 倒计时计数模块的设计 (3)2.3. 置数信号发生模块的设计 (4)2.4. 交通灯状态显示模块的设计 (7)2.5. 译码显示模块的设计 (8)第三章电路的调试与安装 (9)3.1. 总设计电路图 (10)3.2. 电路的软件设计与调试过程 (10)3.3. 电路的硬件调试与安装过程 (14)第四章体会与心得 (17)第五章附录 (18)5.1. 芯片清单 (18)5.2. 芯片引脚排列逻辑符号以及功能表 (19)5.3. 参考文献 (23)第一章绪论1.1.总方案概述交通灯控制系统由秒脉冲信号发生模块、置数信号发生模块（包括东西方向和南北方向）、倒计时计数模块（包括东西方向和南北方向）、译码显示模块（包括东西方向和东西方向）和控制红绿黄显示模块（包括东西方向和南北方向）五大模块组成。
它们之间的联系是：①秒脉冲信号发生模块为倒计时计数模块提供脉冲信号，②置数信号发生器提供状态信号给倒计时计数模块，③置数信号发生器提供状态信号给控制红绿灯显示模块，④倒计时计数模块输出信号给译码显示模块。
总体框图如下：1.2.设计思路根据设计要求：交通十字路口南北和东西两道上车辆交替运行，南北方向每次通行时间90秒（绿灯亮），黄灯亮5秒后才能交换车道；东西方向每次通行时间50秒（绿灯亮），黄灯亮5秒后才能交换车道。
数电课程设计---交通信号灯控制电路西北工业大学课程设计报告题目: 交通信号灯控制电路学院：航海学院班级：03051001班学生（学号）：学生（学号）：日期：2013 年 1 月摘要Verilog HDL 作为一种规范的硬件描述语言，被广泛应用于数字电子系统设计。
它允许设计者进行各种级别的逻辑设计，也可以进行数字逻辑系统的仿真验证、时序分析、逻辑综合操作。
本文介绍了应用Verilog HDL语言自顶向下的设计方法设计交通灯控制系统，使其实现道路交通的正常运转，突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点。
通过Quartus Ⅱ完成了程序的编写、编译与仿真，生成顶层文件后下载到芯片CycloneⅢ EP3C16F484C6芯片上，在DE0开发板上进行验证。
验证结果表明，该设计可以完成交通灯控制的相关要求。
关键词：交通信号灯控制 Verilog HDL Quartus Ⅱ DE0目录一、课程设计目的二、设计任务与要求三、方案设计四、模块设计五、程序代码六、开发板验证七、遇到问题与解决办法八、总结九、参考文献十、附录（管脚对应关系）一、课程设计目的设计目的：初步了解掌握硬件描述语言，体会自顶向下的设计思想，锻炼查阅资料与知识应用的能力。
二、设计任务与要求设计任务：设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行设计要求：1、南北和东西方向各有一组绿、黄、红灯用于指挥交通，绿灯、黄灯和红灯的持续时间分别为20秒、5秒和25秒；2、当有特殊情况（如消防车、救护车等）时，两个方向均为红灯亮，计时停止，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行；3、用两组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行的时间。
三、方案设计任务分析：东西（A车道）和南北（B车道）方向各有一组绿、黄、红灯用于指挥交通（如图1、2），绿灯、黄灯和红灯的持续时间分别为 25秒、5 秒和 30 秒。
交通信号灯控制器设计报告摘要：数字电子技术是一门实践性很强的课程，而数电课程设计是实践环节的重要组成部分，它给我们提供了一个理论联系实际、检验知识、加深认识、开拓思维、汲取新知识的机会。
数电课程的内容虽然只是一个简单的数字系统，但在思考问题、提出问题、解决疑难、排除障碍的过程中，却能达到升华所学知识、训练综合、创新能力及团队合作能力之目的。
在完成本次作业的过程中，可以学到PROTEL99及QUARTUSII软件的使用方法，并且掌握状态机的设计方法及利用数字电路实现自动控制的思路和方法。
通过查阅文献，我们基本上了解了EPF10K20TC144-4芯片的基本功能，会使用软件进行仿真和生成电路，并用Verilog HDL语言很好的对硬件进行了设计和描述。
同时也对倒计时显示电路、可预置数的计数器，译码电路及状态机进行了逻辑设计，并做好了PCB模板。
通过数电课程论文的写作使我们熟悉了论文的书写要求，训练了我们如何条理、全面、流畅的表达自己的设计成果的能力，收获颇丰，受益匪浅。
关键词：控制器，计数器，译码器第1章：概述随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，信号灯在人们的生活中起着越来越重要的作用。
当前，大量的信号灯控制电路正向着数字化、小功率、多样化，方便人、车、路三者关系的协调，多值化方向发展。
随着社会经济的发展发展，交通问题越来越引起人们的关注。
随着社会的发展和城市规模的不断扩张，城市交通成为制约城市发展的一大因。
因此，许多设计工作者为改善城市交通环境设计了许多种方案，而大多数都为交通指挥灯，本电路也是基于前人设计的基础上进行改进的，全部采用数字电路组成，较以往的方案更为精确。
1.1市场上现有的交通信号灯的设计方案：1.1.1基于PLC的设计：图1.基于PLC的交通信号控制器PLC具有以下几个特点：1：编程方法简单易学。
2：硬件配套齐全，用户使用方便。
3：通用性好，适用性强。
4：可靠性高，抗干扰能力强。
《数字电子技术》交通信号灯控制器1.总体方案分析与选择设计要求： 1、用红、黄、绿三色发光二极管作为信号灯，设计一个甲乙两条交叉道路上的信号灯； 2、通行时间都为 25 秒，且绿灯变红灯时，黄灯先亮 5 秒； 3、黄灯亮时每秒钟闪亮一次； 4、要求有时间显示（顺数、逆数皆可）。
（1）秒脉冲信号发生器秒脉冲信号发生器是系统中定时器和控制器的标准时钟电源（2）主控系统（控制器）在脉冲信号提供的标准电源下，控制甲乙两条道路信号灯的闪烁与定时系统的倒计时计数器显示一致（3）定时系统（倒计时计数器）在脉冲信号提供的标准电源下，控制共阴极七段数码管显示的倒计时与主控系统控制的红绿灯闪烁一致（4）显示系统（译码显示电路）主控系统部分的红绿灯闪烁与倒计时计数器的显示分别通过一片74LS138N和两片74LS192N芯片进行译码显示，与控制电路相连接，通过芯片译码后进行显示2.总体电路设计2.1秒脉冲信号发生器秒脉冲信号发生器为系统中定时系统和主控系统提供标准时钟电源2.2主控系统在脉冲信号提供的标准电源下，控制甲乙两条道路信号灯的闪烁与定时系统的倒计时计数器显示一致2.3定时系统在脉冲信号提供的标准电源下，控制共阴极七段数码管显示的倒计时与主控系统控制的红绿灯闪烁一致2.4显示系统分别通过一片74LS138N和两片74LS192N芯片进行译码显示，与控制电路相连接，通过芯片译码后显示主控系统部分的红绿灯闪烁与倒计时计数器的计时。
3.单元电路设计3.1秒脉冲信号发生器秒脉冲产生电路的功能是产生标准秒脉冲信号，由555计时器与RC组成的秒脉冲信号发生器。
接通电源后，电容C被充电，Vc上升，当其上升到2/3Vcc时，触发器复位，此时输出端为低电平，电容C通过R放电，使Vcc下降，当下降到1/3Vcc时，触发器被置位，输出d端翻转为高电平，如此周而复始，在输出端就得到了一个周期性的方波。
3.2主控系统主控系统分别是由一片74LS161N加法计数器芯片主要控制甲乙两个路口的红绿灯闪烁。
《数字电子技术》交通信号灯控制器1.交通灯控制逻辑电路概述功能概述：交通灯是维护道路交通安全和顺畅的关键设备。
它通过红、黄、绿三种颜色的灯光变化，为行人和车辆提供明确的通行或停止指示。
交通灯控制逻辑电路是实现这一功能的核心部分，它利用逻辑门和时序电路来控制交通灯的亮灭，并根据交通流量等条件进行自适应调整。
一个十字路口的交通灯控制器，有两组信号灯，来控制东西方向车道和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行。
交通灯的交替按照绿、黄、红的次序点亮；东西方向车道绿（红）点亮时，南北方向车道红（绿）点亮；任意时间，每组灯中有且仅有一个被点亮；红每次点亮时间45秒,绿灯每次点亮时间40秒,黄灯闪亮5秒（闪亮频率为1Hz）后，转为红灯。
黄灯闪亮频率为1Hz。
除了有红、黄、绿灯指示外，每种灯的计时时序设计为倒计时。
总体电路设计用到74LS160芯片、74LS38译码器、74LS192可逆计数器的倒计数、两块DCD-HEX显示、红绿黄三种信号灯、时钟信号输入端、多种逻辑门等。
2.总体电路设计交通灯控制逻辑电路组成计时器模块：计时器模块是交通灯控制逻辑电路的核心组件之一。
它通过内部的时钟信号输入端产生计时的交变电流信号，并根据预设的时间参数，控制交通灯的亮灭时间。
计时器模块使用74LS192可逆计数器实现倒计数，然后使用时钟信号输入端产生交变信号，控制显示的频率。
逻辑门电路：逻辑门电路根据输入信号的状态和计时器模块的控制信号，产生输出信号，从而控制交通灯的亮灭。
逻辑门包括与门、与非门和非门等。
信号输出模块：信号输出模块将逻辑门电路产生的控制信号转化为可控制的电压或电流信号，以驱动交通灯的亮灭。
根据信号的不同，分别控制红灯、绿灯和黄灯的亮灭。
控制开关模块：控制开关模块允许维护人员手动控制交通灯状态。
这里使用一个可以用空格控制的开关，来模拟手动控制，用于手动切换交通灯的状态，并显示当前的状态。
交通灯闪烁模块：交通灯的亮灭使用的是与非门，当同时接受到高电平信号时，交通灯亮。
数字逻辑系统课程设计报告题目：交通信号灯控制器专业、班级： 12级电子工程一班学生：学号：指导教师：分数 :2014年 1 月 16 日任务书目录一、设计任务目的 (4)二、设计任务与要求 (4)2.1 设计任务： (4)2.2设计要求： (4)三、设计方案选取与论证 (4)3.1 方案选取理由 (4)3.2 方案的可行性、优缺点 (5)3.3 方案设计选取 (5)四、电路设计 (8)4.1单元模块电路设计 (9)4.2 电路总图 (12)五、制作及调试过程 (13)5.1 装配和调试中的问题和解决办法 (13)5.2 调试结果 (13)5.3 元器件清单 (14)六、结论 (14)6.1 问题分析及解决 (14)6.2 心得体会 (15)七、致 (16)八、参考文献 (16)一、设计任务目的1.掌握交通信号灯控制器电路的设计、组装。
焊接与调试方法。
2.熟悉并掌握简单数字集成电路的设计和使用方法。
二、设计任务与要求2.1 设计任务：设计一个用于十字路口的交通灯控制器。
能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态。
2.2设计要求：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。
（附加功能）三、设计方案选取与论证3.1 方案选取理由该交通灯控制器是分两条东西、南北的,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,用两片74LS192芯片来构成对应进制的计数器,设计一个16进制和一个11进制的计数器,可以由于是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至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。
3.2 方案的可行性、优缺点可行性：所需材料不多，在学生经济围；方案思路逻辑均无问题可以实施；软件仿真正常。
优点：电路整体设计简单，逻辑清晰，方便实现。
缺点：用万用板连线容易出问题，制作繁琐，容易出现不稳定跳变情况。
3.3 方案设计选取（1）分解任务要求根据任务要求设系统有以下状态：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，可以手动控制四个方向红灯全亮。
表1：指示灯状态转换表注:R，G，Y＝红，绿，黄灯；0表示灭灯，1表示亮灯。
（2）主电路设计①主电路实现S1→S2→S3状态的转换，↑↓②另外可以在任何一个状态进入S4，并能恢复正常工作状态。
③实现S1＝15s，S2＝5s，S3＝10s④电路采用器件:a、S1-Q3使用2个7473实现T触发器功能。
JK触发器包含SR触发器和T触发器的功能，J=K=T，则得到T触发器。
b、S4使用或门、非门实现，从【表1】可知：411SSRS+=411SSGS•=(不能出现红绿同时亮的情况)422SSYS•=(不能出现红黄同时亮的情况)433SSRS+=433SSGS•=(不能出现红绿同时亮的情况)c、使用74192同步可逆10进制计数器2个（3）方案分析表2方案分析表（4）系统框图项目实现方法优点缺点①S1-S3 2个JK触发器下降脉冲触发，与时钟信号匹配②S4 与门解除紧急（S4）后回到原状态③T 2个74192计数器容易处理，可显示数值总系统框图四、电路设计总体模块设计▲4.1单元模块电路设计1、脉冲生成电路：工作原理：利用555定时器构成多谐振荡电路，产生脉冲。
功能：用555设计简单的1HZ脉冲电路。
2、时钟控制系统：工作原理：利用74LS192十进制可逆计数器、74LS48七段数码管译码器驱动器、74LS153数据选择器功能，达到时钟控制。
功能：使用下降时序，个位、十位两片74LS192，经两片74LS48连接数码管。
数据状态通过判断条件进入选择器74LS153。
判断条件成立后执行清零。
3、时序控制：工作原理：利用74LS73和74LS86（JK触发器包含SR触发器和T触发器的功能）进行状态选择。
功能：改装的TFF2个，实现S1→S2→S3状态的转换。
↑↓4、判断时钟：功能：判断74LS192和74LS73的状态，满足条件输出74LS192的清零使能和74LS73的CLK 信号。
5、输出调整电路工作原理：74LS138译码功能、以及74LS04、74LS32进行一系列逻辑运算。
功能：翻译S1、S2、S3对应LED 的5个状态：G S R S Y S G S R S 3,3,2,1,1 以及输出调整。
6、紧急电平开关控制LED 的状态。
功能：实现紧急情况时所需双红灯显示。
4.2 电路总图电路完整工作过程描述（总体工作原理）：五、制作及调试过程5.1 装配和调试中的问题和解决办法（1）555输出的脉冲略快与1HZ。
分析根据T=0.7（R1+2R2）C可知更改电容或电阻，使其尽可能的接近1HZ。
调试后误差得以减小。
（1）数码管不显示或显示不全等问题。
于是对显示部分检查，发现有些接触不良的情况。
重新焊接固定。
调试后问题不再出现。
（2）数码管、LED均显示，但无状态跳变。
分析可能是电路正负极短路问题。
检查电路，是否有短路情况，未果。
重新焊接一个板，分布焊接、调试，先接脉冲生成电路时钟控制部分接时序部分，将脉冲电路接入时钟控制，方便检查修改。
5.2 调试结果首先东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s；接着东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s；然后南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s。
三种状态循环。
按下紧急事件电平开关，四个方向红灯全亮，禁止该道路的车辆通行，特殊情况过后再按一下开关恢复正常，继续在三种状态间循环。
5.3 元器件清单表3元器件清单表六、结论6.1 问题分析及解决（2）在起初的设计方案中，只把每个状态时间控制到一定时间，但未设置成倒计时。
经过重新设计时序部分，最终改成了倒计时。
（3）555输出的脉冲略快与1HZ。
分析根据T=0.7（R1+2R2）C可知更改电容或电阻，使其尽可能的接近1HZ，以减小误差。
（4）当焊完电路调试时，电路不工作、数码管不了、状态无法跳变。
分析有两种可能性一是芯片问题，二是电路问题。
所以先检查芯片，发现74LS48、74LS,153、74LS192都存在问题。
最后重新购买了一批芯片，检测无故障后安装在电路上。
（5）数码管不显示或显示不全等问题。
分析有两种可能性一是数码管问题，二是电路问题。
先是对显示部分检查，发现有些接触不良的情况。
重新焊接固定。
（6）数码管、LED均显示，但无状态跳变。
分析可能是电路正负极短路问题。
检查电路，是否有短路情况，未果。
重新焊接一个板，分布焊接、调试，先接脉冲生成电路时钟控制部分接时序部分，将脉冲电路接入时钟控制。
将所有芯片的接地接电源并调试已接电路。
然后相继焊接时序控制、输出调整电路、LED灯，每步都进行调试检测。
这样方便检查修改。
6.2 心得体会通过本次数电课程设计使对课堂上的理论知识有了更深一步的了解，加强了动手、思考、解决问题的能力，也增强了对数字电子技术这门课程的兴趣。
加深了对电子元件的工作原理。
能够熟知它们封装管脚图和实现的基本功能并运用。
在整个过程中，我根据自己所学知识设计出了交通灯控制器的原理图。
其中，经过多次修改、优化。
使我懂得数电设计的基本要求和知识，意识到自己还需要加强学习。
本次设计采用的是万用板。
焊接的过程中，也是考验焊接功底和细心的过程。
只要稍稍不留神就很有可能接错线和管脚，很有可能由于一时不仔细而导致整个交通灯功能无法实现，而且检查麻烦，将要花费大量时间去发现错误和排查错误，而且最后也有可能是事倍功半！正因如此，在再次焊接时，采用分步法，分模块焊接分步调试。
通过这次课程设计，提醒了我在做设计要有思维严谨的科学精神，也让我明白了如果在专业的路上走下去，这种精神是必不可少。
其次，在此次设计过程中电子设计软件，有了进一步的了解和熟悉，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。
在设计过程中从遇到问题、发现问题所在、构思解决问题，增强了自我纠错能力。
此次课程设计，让我深感还未完全理解数字电子技术上的理论，我还会继续学习和研究。
在今后的学习中，应该结合实例来学习理论知识。
也使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。
所以在以后的学习生活中，我会努力学习，培养自己独立思考的能力，积极参加多种设计活动，培养自己的综合能力，从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会。
七、致本次课程设计全部工作是在康老师悉心指导和同学的热情帮助下完成的。
老师严谨的治学态度，渊博的学识，身体力行的作风使我受益匪浅。
在整个课题研究期间，材料查找，方案设计，仿真图的绘制与protues软件的应用，一直到电路板的焊接与调试，都源自老师及同学的指导与探讨。
在此，谨向老师和同学致以最真挚的意！八、参考文献1、康华光电子技术基础（数字部分）[M].第五版.；高等教育 20062、辛长平电工应用电路图说[M].电子工业，20063、自美电子线路设计.实验.测验[M].（第三版）.华中科技大学 20004、电子发烧友论坛、百度文库、百度搜索等网络资源。
数字逻辑系统课程设计成绩评定表。
