电子电路设计交通信号灯讲解

一.问题提出
图 1 是十字路口交通信号灯示意图。

信号灯的动作受开关总体控制，按一下起动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环动作；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。

信号灯控制的具体要求如表 1 所示。

图 1 交通灯示意图
表 1 交通灯控制要求
二、硬件及外围元器件
根据信号灯的控制要求，本模块所用的器件有：起动按钮SB 1 ，停止按钮SB 2 ，红黄绿色信号灯各四只，输入/ 输出端口接线如图 2 所示。

三、软件设计
根据十字路口交通信号灯的控制要求，可作出信号灯的控制时序图如图3所示。

图 3 交通信号灯控制的时序图
本模块我们采用基本逻辑的编程实现信号灯的控制。

灯亮采用编程软件定时器实现，灯闪采用由定时器组成的脉冲发生器实现。

工作时，可编程控制器处于运行状态，按动起动按钮SB 1 ，则辅助继电器M100 得电并自锁，由梯形图可知，首先接通输出继电器Y6 ，及Y0 ，使得南北方向的红灯亮、东西方向的绿灯亮。

根据梯形图的文字说明及图 3 的时序图，分析交通信号灯的整个周期工作过程。

按停止按钮SB 2 ，则辅助继电器M100 断电并解除自锁，整个系统停止运行，所有信号灯熄灭。

图 6 交通信号灯控制的梯形图。

电子电路课程设计报告课题名称十字路口自动红绿灯指挥系统课题编号8学院〔系〕机械与能源工程学院专业机械设计制造及自动化学生学号2013 年8 月30 日交通信号灯是交通信号中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。

其广泛用于公路交叉路口，弯道、桥梁等存有安全隐患的危险路段，指挥司机或行人交通，促进交通畅通，防止交通事故和意外事故发生。

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。

本设计便是为了能够得出这样一个可行的自动化方案，应用于交通繁杂的十字路口，以实现十字路口方便的交通管理。

2.功能概述〔1〕基本功能：信号灯的自动转换，即：绿灯亮20 秒——→黄灯亮5 秒——→红灯亮15 秒，如此循环。

（2）扩展功能：声光提示：十字路口有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。

具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为20秒，然后以每秒减1计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿等交换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。

当倒计时进入最后三秒时，蜂鸣器开始工作，提示正在过马路的人群快速穿越，或进入马路中央的交通岛等安全地带。

图1 交通信号灯效果图1.系统组成图2 系统组成图一个信号源，两个计时电路，分别控制基本功能和扩展功能。

信号灯计时电路采用加法计数计时，计数到达特定值时，由附属的控制电路调控信号灯的点亮与熄灭，到达信号灯的基本功能。

倒计时电路独立于信号灯计时电路，采用减法计数计时，并通过显示电路显示出来。

同时，倒计时电路也控制着声音提示电路，使其在倒数结束最后3秒时，发出蜂鸣，提醒路人。

一个信号源保证基本功能和扩展功能之间到达同步，不会有错时现象出现；而两个计时电路的设计可以方便维护和更换，而在两个电路中还设置了两个独立的开关，如有故障，可以保证随时可以关闭任意一个电路。

2.元器件清单序号材料名称型号数量备注1 同步十进制计数器74LS1602 信号灯计时电路2 可逆双时钟BCD计数器74LS192 2 倒计时电路3 非门74LS04 1 /4 与非门74LS00 2 /5 或非门74LS27 1 /6 电阻100Ω假设干/7 红黄绿发光二极管/ 2*3 信号灯8 7SEG-BCD数码管DCD_HEX_BLUE 4 倒计时显示9 蜂鸣器/ 1 /10 开关/ 2 /表1 元器件清单三、仿真电路电路秒时钟信号的产生可以采用555定时器组成的多谐振荡器，采用如下图的接法。

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 。

交通信号灯控制电路的设计与仿真交通信号灯是城市道路上的重要交通设施。

它不仅能够引导车辆行驶方向、保障行人安全出行，还能有效地控制交通流量，缓解车辆拥堵问题。

然而，要使交通信号灯发挥作用，就需要一个可靠的信号控制电路。

本文将介绍交通信号灯控制电路的设计与仿真。

1. 控制电路设计交通信号灯控制电路是一种可编程逻辑电路（FPGA）。

它可以根据不同的交通需要配置不同的控制方案。

基本的控制方案有三种：顺序控制、时间计划控制和循环控制。

1.1 顺序控制顺序控制是最简单的交通信号灯控制方案，它依次控制交通灯的颜色。

设计电路需要先设置一个时钟，并定义各信号灯的状态，例如，当橙色灯亮的时候，等待5秒钟后，绿色灯亮；当绿色灯亮时，等待10秒钟后，红色灯亮。

这样的交通信号灯控制方案简单、稳定，但是不适用于复杂的交通环境。

1.2 时间计划控制时间计划控制是根据交通流量和道路容量的不同，对交通信号灯的时间进行调整的控制方案。

具体做法是，通过交通流量传感器测量每个方向的车辆流量并累积，运用时序控制器进行计算，并对红绿灯时间进行动态调整。

这样可以保证交通信号灯实时地适应不同的流量情况，但是需要大量的传感器和计算器。

1.3 循环控制循环控制是一种随机的交通信号灯控制方案，通过交通数据和计算机模型确定路口交通灯每轮的时间长度，并以不同的顺序轮换信号灯，这样按照循环周期可能使交通流量更加均衡，并且可以排除一些失误。

但是需要进行大量的计算，并且不适用于复杂的交通环境。

2. 仿真设计完成后，需要对交通信号灯控制电路进行仿真，以检验控制电路的稳定性和有效性。

仿真软件通常有多种，本文介绍两种常用的仿真软件。

2.1 QucsQucs是一个免费的仿真软件，具有模拟、线性和非线性仿真电路的能力，可以模拟电路和系统的频段、噪声和传输等特性。

在Qucs中，可以很容易地设计复杂的控制电路，通过仿真分析不同方案的控制效果。

2.2 SPICESPICE是一种常用的模拟软件，主要用于电路和系统仿真。

学院：班级：姓名：学号：姓名：学号：姓名：学号：序言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。

为此，笔者从数字电子的方向对交通灯进行了深入的研究，以下就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分析讨论。

内容摘要课程设计目的:数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践环节,是对学生学习数字电子技术的综合训练.学生根据某一课题技术指标或逻辑功能的要求,独立进行电路设计,工程估算,实验测试与调整,制作(在实验板上)电子产品和写出实验总结报告.通过这一电路综合性实践训练,要达到深化所学的理论知识,培养综合运用所学知识的能力,掌握一般电路的分析方法,增强独立分析问题与解决问题的能力.通过这一综合训练培养学生严肃认真的工作态度和科学作风,为今后从事电路设计和研制电子产品打下初步基础.1．满足所示的顺序工作流程图。

图中设大道方向的红、黄、绿灯分别为DR、DY、DG，小道方向的红、黄、绿灯分别为XR、XY、XG。

设计一个十字路口交通信号灯定时控制器，其要求如下：它们的工作方式，有些必须是并行进行的，即大道方向绿灯亮，小道方向红灯亮；大道方向黄灯亮，小道方向红灯亮；大道方向红灯亮，小道方向绿灯亮；大道方向红灯亮，小道方向黄灯亮2．应满足两个方向的工作时序。

即大道方向亮红灯时间应等于小道方向亮黄、绿灯时间之和，小道方向亮红灯时间应等于大道方向亮黄、绿灯时间之和。

时序工作流程图见图3所示。

图3所示，大道、小道方向绿、黄、红灯亮时间分别6秒、4秒、29秒，一次循环为39秒。

其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯间歇是静止，当检测到小道有车到来的时候，所有电路才开始工作，在小路没有车到之前一直要保持大路亮绿灯，小道一直保持红灯，在小道亮绿灯的时候，检测大道的来车数量，假如超过三辆车，则要立马执行下一个状态，保证车辆通行正常。

湖南文理学院课程设计汇报课程名称：电子技术课程设计教学院部：专业班级：学生姓名：指导教师：完毕时间：汇报成绩：目录一、引言 (3)二、设计题目 (3)三、设计任务与规定 (3)四、方案选择与论证 (3)五、单元电路设计 (4)1、脉冲发生器2、定期器3、控制器4、译码器5、交通信号灯六、总电路图及其原理阐明 (9)七、仿真过程与效果分析 (11)八、试验仪器设备及元器件清单 (12)九、心得体会与总结 (13)十、参照文献 (13)一、引言：数字电路技术基础是高等学校弱点类各专业旳一门重要旳技术基础课程。

这门课程发展迅速、实用性和应用性强，侧重于逻辑行为旳认知和验证。

伴随社会经济旳发展，都市交通问题越来越引起人们旳关注。

人、车、路三者关系旳协调，已经成为交通管理部门亟待需要处理旳问题之一。

都市交通控制系统是用于都市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导旳计算机综合管理系统，它是现代化都市交通监测指挥系统中最重要旳构成部分。

同步也伴随都市机动车量旳不停增长，许多大都市如北京、上海、南京、长沙等大都市都出现了交通超负荷运行旳状况。

因此，自80年代后期这些都市纷纷修建都市高速公路，在高速公路建成完毕旳初期，它们也曾有效地改善了交通状况。

然而，伴随交通量旳迅速增长和缺乏对高速道路旳系统研究和控制，高速道路没有充足发挥预期旳作用。

而都市高速道路在构造上旳特点，也决定了都市高速道路旳交通道路必然受高速与一般道路耦合处交通住哪个科旳制约。

因此，怎样采用合适旳控制措施，最大程度运用好花费巨款修建高速道路，缓和主干道与匝道、城区同周围地区旳交通拥堵状况，越来越成为交通运送管理和都市规划部门亟待处理旳问题。

为此，本次设计完毕旳就是交通灯设计。

如下就是城镇交通灯控制系统旳电路原理图、设计计算和试验调试等问题来详细分析讨论。

二、设计题目：交通灯控制器设计三、设计任务与规定：设计一种十字路口旳交通信号灯控制器，控制A、B两条交叉道路上旳车辆通行，详细规定如下：(1)每条道路设一组信号灯，每组信号灯有红、绿、黄三个灯构成，绿灯表达容许通行，红灯表达严禁通行，黄灯表达该车道上已过停车线旳车辆继续通行，未过停车线旳车辆停止通行。

LED交通信号灯电路原理图
LED交通信号灯电路原理图
LED交通灯电路控制6种北/南的方向和东/西的方向指示灯（红色，黄色和绿色）。

该时序是利用十年的CMOS4017计数器和一个555定时器。

计数器输出到4相或使用4个二极管，使导线1（红- 北/南）及（绿 - 东/西），发光二极管将在第一四项上。

第五计数（引脚10）点亮（黄色 - 东/西）和（红 - 北/南）。

6到9计数也使用二极管线相或控制（红色 - 东/西）及（绿 - 北/南）。

计数10（引脚11）控制（红 - 东/西）和（黄 - 北/南）。

为红色和绿色灯一段时间将是4倍以上为黄色和完整的周期时间可有47K电阻与调整。

八1N914二极管可以换掉了双4输入或门（CD4072）。

交通信号灯设计说明_eda交通信号灯课程设计DOC专业综述分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，本次数字电子课程设计容是设计交通信号灯控制电路。

交通信号灯的出现，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。

随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。

俗话说“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通安全。

作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应国际化。

交通信号灯控制电路主要是由控制器、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，最终实现控制交通信号的目的。

1 交通信号灯控制电路的设计设计系统工作的十字路口由通行量较大的主干道和通行量较小的支干道组成。

四个路口均设有红、黄、绿三色信号灯和两位8421BCD码的计数、译码显示器，信号灯指挥系统示意图如图1-1所示。

主干道支干道主干道支干道图1-1 十字路口交通指挥系统示意图1﹒1系统工作流程图与结构框图设主干道通行时间为N1，支干道通行时间为N2，主、支干道黄灯亮的时间均为N3，按主、支干道通行量，通常设置N1N2N3。

1﹒1﹒1系统工作流程图根据设计要求设计系统工作流程图如图1-2所示。

主干道绿灯亮，支干道红灯亮，计数器由N1到1递减计数码相机数码相机数主干道黄灯亮，支干道红灯亮，计数器由N3到1递减计数主干道绿灯亮，支干道红灯亮，计数器由N1到1递减计数码相机数码相机数主干道黄灯亮，支干道红灯亮，计数器由N3到1递减计数主干道红灯亮，支干道绿灯亮，计数器由N2到1递减计数主干道红灯亮，支干道黄灯亮，计数器由N3到1递减计数图1-2 系统工作流程图1﹒1﹒2系统硬件结构框图根据系统工作流图，设计系统硬件结构框图如图1-3所示。

一、课程设计目的伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高，汽车的数量在D的DEA技术的发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息，通信，自动，控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。

随着技术市场与人才市场对DEA的不断的增加，交通的问题日益突出，单单依靠人力来指挥交通已经不可行了，所以，设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过，往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。

以下就是运用数字电子设计出的交通灯：其中红灯亮，表示该条路禁止通行；黄灯亮表示停车；绿灯亮表示允许通行。

通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为后继专业课的学习和日后工程实践奠定基础。

二、设计方案在设计方案之前，我们应明确课程设计的任务和要求：该系统完成对十字路口交通信号灯的控制，十字路口由一条南北方向的支干道(简称A道)和东西方向的主干道(简称B道)构成。

A道安装有车辆检测传感器X，当该道有车时，传感器输出信号为高电平，当该道无车时，传感器输出低电平信号。

十字路口交通灯控制规则为：当A道无车时，传感器输出X＝0，A道红灯一直亮，B道绿灯一直亮，直到60s定时时间到且A道有车为止；当B道通行15s且A道有车时，B道绿灯亮变成黄灯，经过5s后变成红灯亮，A道由红灯亮变成绿灯亮，直到30s定时时间到或者X＝0为止；最后A道黄灯亮，B道红灯亮，直到5s定时时间到，再回到B道绿灯亮，A道红灯亮的初始状态。

2.1 问题分析设东西和南北方向的车流量大致相同，定为红灯30sec，黄5s从题目中计数值与交通灯的亮灭的关系如下图所示：2.2 制定设计方案如图3十字路口交通灯控制系统由定时器模块、控制器模块和输出模块组成。

定时器模块由30s 、5s 、60s 三个定时器构成，分别确定A 道、B 道通行时间（绿灯亮时间）、缓冲时间（黄灯亮时间）和禁止时间（红灯亮时间）。

三个定时器采用以秒为时钟的计数器来实现，er ，ey ，er 分别是三个定时计数器的工作使能信号，即当eg ，ey ，er 为1时，相应的定时器计数；tm60、tm5、tm30为定时计数器的计数指示信号，当计数器在计数过程中，相应的指示信号为0，当计时时间到即计时结束时，相应的指示信号为1。

数字电子技术课程设计—交通信号灯1、课程设计目的⑴培养学生的数字电路的设计能力。

⑵掌握交通信号灯控制电路的设计、组装和调试方法。

2、课程设计内容和要求⑴设计一个交通信号灯的控制电路，要求：①主干道和支干道交替放行，主干道车流量大，每次放行30S，支车道流量小，每次放行20S。

②每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5S，此时原红灯不变。

③用十进制数字显示放行及等待时间。

⑵用SSI和MSI器件组成交通信号灯控制电路，并在DICE-3实验箱上进行组装和调试。

⑶画出各单元电路图，整机逻辑框图和逻辑电路，写出设计实验总结报告。

3、交通信号灯的基本原理十字路口的红绿灯灯指挥着行人和各种车辆的安全通行，示意图如下，有一个主干道和一个支干道，每边都设置了红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮可以通行，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟，各方向车辆都停止通行。

要实现上述交通信号灯的自动控制，电路中应有主控制器、计数器、时钟信号发生器、计时器、8421BCD译码器和数码显示器、信号灯译码驱动器几部分电路组成，整机电路原理框图如实训图2⑴时钟信号发生器（秒信号发生器）数字系统是靠时钟信号来工作的，是主控制器和计时器的工作信号，获得脉冲的方法有两种，一是用多谐振荡器直接产生，另外是利用整形电路将其它周期性波形转换成矩形脉冲，多谐振荡器的电路有多种形式，RC环形多谐振荡器，555定时器构成的多谐振荡器，CMOS多谐振荡器，秒信号发生器等。

在此我们提供了555定时器构成的多谐振荡器的参考电路。

要获得周期为1秒的矩形波，运用公式T=0.7（R1+2R2）C1合理电阻和电容的值取C1=0.01μF，则R1+2R2=？⑵主控制器十字路口车辆通行有如下时序图：①开始设主干道通行（主绿亮）支干道不通行（支红亮）持续时间30S；②30S后，主干道停车，支干道仍不通行，这种情况下主黄与支红亮，持续时间5S；③5S后，主干道不通行，支干道通行，这种情况下主红与支绿亮，持续时间20S；④20S后，主干道仍不通行，支干道停车，这种情况下主红与支黄灯亮，持续时间5S，5S后又回到第一种情况，如此循环反复。

交通信号灯控制电路设计交通信号灯控制电路设计是一项非常重要的任务，它直接关系到交通安全和交通流畅。

本文将详细介绍交通信号灯控制电路的设计原理和操作流程。

首先，我们需要了解交通信号灯的基本原理。

交通信号灯通常由红、黄、绿三色灯组成，红灯表示停止，黄灯表示警告，绿灯表示通行。

交通信号灯的工作原理是通过控制信号灯颜色的变化来指挥交通。

一般情况下，每个信号灯的延时时间是有规定的，例如红灯延时时间为30秒，黄灯延时时间为3秒，绿灯延时时间为60秒。

在设计交通信号灯控制电路时，我们需要考虑以下几个方面：1.电源供电：交通信号灯需要稳定的电源供电，通常使用交流电源，电压为220V。

2.时序控制：交通信号灯的时序控制是整个电路的核心部分。

我们可以使用计时器芯片来实现不同颜色信号灯的延时切换。

根据前面提到的规定延时时间，我们可以设置计时器的工作周期为30+3+60=93秒。

计时器会自动循环计时，在每个延时时间到达时触发输出信号，控制信号灯的颜色变化。

3.信号灯驱动：交通信号灯通常使用LED作为光源，所以我们需要设计一种合适的驱动电路来控制LED的亮灭。

这可以通过继电器或晶体管来实现，根据实际需求选择合适的驱动方式。

4.保护电路：在设计交通信号灯控制电路时，我们需要考虑保护电路，以防止电路出现故障或意外情况。

例如，当电路中的线路短路时，应设计过电流保护电路来保护电路。

同样，还需要设计过压保护电路和过温保护电路，以确保电路的安全运行。

以上是交通信号灯控制电路设计的基本原理和操作流程。

在实际设计中，还需要考虑其他因素，如电路的稳定性、可靠性和可维护性。

同时，还需要遵守国家相关的法律法规，确保交通信号灯能够正常运行，为交通提供良好的指导。

通过合理的设计和使用，我们能够提高道路交通的安全性和效率，确保交通顺畅运行。

交通信号灯控制电路设计交通信号灯控制电路是一种用于控制道路交通信号灯的电路。

它通常由一个控制器和多个信号灯组成，可以根据道路交通状况自动或手动控制信号灯的亮灭。

下面将介绍交通信号灯控制电路的设计。

一、控制器的设计控制器是交通信号灯控制电路的核心部件。

它需要实现以下功能：1、根据道路交通状况控制信号灯的亮灭。

2、处理来自传感器的信号，确定当前道路交通状况。

3、实现手动控制信号灯的功能。

4、保证信号灯的同步变化。

基于上述功能，我们可以设计一个基于微控制器的控制器方案。

当传感器侦测到道路上有车辆行驶时，将通过输入口传入控制器。

控制器将根据指令控制信号灯的变化。

控制器还可以设置手动控制模式，可以实现手动控制交通信号的亮灭。

二、信号灯的设计信号灯是交通信号灯控制电路中非常重要的部件。

它需要根据交通信号灯规划进行设计。

交通信号灯包含红、黄、绿三种颜色，每种颜色需要单独的LED灯来实现。

灯的亮灭需要同步进行，可以通过控制器来实现同步变化。

三、电源的设计交通信号灯控制电路需要稳定的电源供应。

因为交通信号灯需要在多个时间段工作，所以电源必须能够持续供应电能。

我们可以采用直流电源或变压器的方法来提供电源。

四、总体设计方案在总体设计方面，我们可以设计一个基于微处理器的系统方案。

系统需要实现实时控制信号灯，以及处理来自传感器的输入信号，根据高低流量交通情况进行信号灯的改变。

总体设计方案需要包含以下部分：1、主处理器2、信号灯电路3、传感器电路4、控制器电路5、电源电路在设计方案上，我们可以采用分离式或集成式设计。

分离式设计可以实现各个模块之间的独立控制和实时运行，但需要较多的布线和空间，成本较高。

集成式设计可以通过合并各个模块，实现系统整体功能和控制，并能够减少空间和布线成本。

总之，交通信号灯控制电路是一个非常复杂的系统。

在设计这样一个系统时，需要专业人员根据道路交通状况和实际需求进行设计。

只有专业人员能够保证交通信号灯控制电路在实际工作中的准确性和稳定性。

交通信号灯电路的设计1 技术指标:设计一种利用发光二极管作为交通信号灯的指示，实现南北、东西车道的交替通行，要现南北车道方向循环显示的顺序是绿灯、黄灯、红灯；东西车道方向循环显示的顺序是红灯、绿灯、黄灯。

2 设计方案及其比较：如今，社会公路交通日趋发达，因此为控制行人和车辆通行秩序以及避免交通事故的发生人们设计产生了交通信号灯。

因为要根据不同交通道路情况指定不同的通行规则，于是交通信号控制电路应运而生。

2.1 设计总思路：由于数字电路技术的逻辑性很强，用它来设计交通灯的控制系统很容易实现。

只要数字集成块在一定围输入，都能得到确定的输出，调试起来也比较容，电路的工作状态会比较稳定。

这次的设计就是通过一些基本的数字芯片组合来实现对十字路口交通等的六个不同信号灯的控制，另外还加以数码管显示。

以做到十字路口信号灯的仿真模型，这个电路的设计看似较为复杂，其实就是一些基本的数字电路组成。

只要将整个电路的基本方向确定下来，画出电路流程图，在对各项功能进行设计，一步步突破，最后进行整理总结。

首先分析实际交通灯控制电路，从主干道（南北方向）和支干道（东西方向）入手，路口均有红、黄、绿三个交通灯显示数码管。

其示意图如下：图1，十字路口交通信号灯控制示意图：为了相对的更符合实际情况，我们取S0,S1,S2,S3分别为27s，3s，27s，3s，即：要现逻辑功能，在1-3状态循环。

1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间27s；2、东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮，时间3s；3、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间27s；4、南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮，时间3s；图1 十字路口交通信号灯控制示意图2.2 方案一设计电路图如图所示（为了能让读者观察方便，我们将图二完整的电路图拆分成图三与图四两部分）：图2 完整电路图图3 部分电路图其中74LS161的CLK接受方波脉冲，74LS138的Y0、Y1、Y2、Y3去置数和控制信号灯的状态。

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。

实训五 交通信号灯一、目的（1）培养数字电路的设计能力（2）掌握交通信号灯控制电路的设计、组装和调试方法。

二、内容及要求1、设计一个交通信号灯控制电路。

要求：（1）主干道和支干道交替放行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒。

（2）每次绿灯变为红灯时，黄灯先亮5秒，此时原红灯不变。

（3）用十进制数字晃示放行及等待时间。

2、用中小规模集成电路组成交通信号灯电路，并用EWB 进行仿真。

3、画出各单元电路图、整机逻辑图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告。

交通信号灯控制电路框图1、主控制器十字路口车辆运行情况有4种可能：①设开始时主干道通行，支干道不通行，这种情况下主绿灯亮和支红灯亮，持续时间为30秒；②30秒后，主干道停车，支干道仍不通行，这种情况下主黄灯亮和支红灯亮，持续时间为5秒；③5秒后，主干道不通行，支道通行，这种情况下主红灯和支绿灯亮，持续时间为20秒；④20秒后，主道仍不通，支道停车，这种情况下主红灯和支黄灯亮，持续时间为5秒。

要求主控制器电路也有4种状态，设这4种状态为：0S 、1S 、2S 、3S 。

状态图如下图所示。

主控制器的状态图用二---十进制计数器74LS90来实现，采用反馈归零法构成4进制计数器。

如下图所示。

X1主控制器的逻辑图2、计数器计数器有两个作用：一个是根据主干道和支干道车辆运行时间以及黄灯切换时间的要求，进行30 秒、20秒、5秒3种方式的计数；二是向主控制器发出状态转换信号，主控制器根据状态转换信号进行状态转换。

计数器除需要秒脉冲作用时钟信号外，还要受主控制器的状态控制。

计数器的工作情况为：计数在主控制器进入0S 状态时开始30秒计数；30秒后产生归零脉冲，并向主控制器发出状态转换信号，使计数器归零，主控制器进入1S 状态，计数器开始5 秒计数；5 秒后又产生归零脉冲，并向主控制器发出状态转换信号，使计数器归零，主控制器进入2S 状态，计数器开始20 秒计数；20 秒后又产生归零脉冲，并向主控制器发出状态转换信号，使计数器归零，主控制器进入3S 状态，计数器开始 5 秒计数；5 秒后又产生归零脉冲，并向主控制器发出状态转换信号，使计数器归零，主控制器进入0S 状态，开始新一轮循环。

电子与电工技术课程设计实验报告题目：交通信号灯控制电路设计专业：班级：学号：姓名：指导老师：时间：一、设计任务及要求为了确保十字路口的车辆顺利通过，往往采用自动控制的交通灯信号灯来进行指挥。

（1）其中红灯（R）亮表示该条道路禁止通行；（2）黄灯（Y）亮表示停车，绿灯（G）亮表示允许通行；（3）黄灯亮时要求每秒钟闪亮一次；（4）东西、南北方向除了有红（R）、黄（Y）、绿（G）灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用倒计时的方法）；二、课程设计实验预习要求（1）复习数字系统设计基础。

（2）复习多路数据选择器、二进制同步计数器的工作原理。

（3）根据交通灯控制系统框图，画出完整电路图。

三、设计原理与电路1.分析系统逻辑功能，画出系统框图控制系统原理图交通灯原理控制如上图所示，它主要由秒脉冲发生器、定时器、译码器、控制器等部分组成。

秒脉冲发生器是本实验中控制器和定时器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯控制信号，经驱动电路驱动后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它接受来自定时器的信息后控制译码器工作。

2.单元电路的设计1）控制器控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作。

（1）交通灯的四种工作状态的转变是由控制器进行控制转换的，它们的工作方式满足如右图顺序工作流程，设东西向的红、黄、绿灯分别为EW(R)、EW(Y)、EW(G)，南北向的红、黄、绿灯分别为NS(R)、NS(Y)、NS(G）。

状态1：东西方向车道的绿灯亮，车道通行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行。

状态2：东西方向车道的黄灯亮，车道缓行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行；状态3：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行；南北方向车道的绿灯亮，车道通行；状态4：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行；南北方向车道的黄灯亮，车道缓行；四个状态用时所占比例分别为5:1:5:1,所以，计数器每次工作的循环周期为12，所以可以选择12进制计数器。

电子技术课程设计报告系（部）：三系专业：电子信息工程班级：电子（2）班姓名：郭绪跃学号：20100310216成绩：指导老师：李海霞开课时间：2011——2012学年2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45s。

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。

目录前言 (1)1、总体设计思路、基本原理和框图 (2)1.1设计思路 (2)1.2基本原理 (2)1.3总体设计框图 (2)2、单元电路设计 (3)2.1各芯片的用法和功能 (3)2.1.1 JK触发器 (3)2.1.2 74190 (4)2.2单元模块 (5)2.2.1 采用JK触发器实现信号转换器 (5)2.2.2 采用74190实现倒计时器电路 (6)3、总设计 (9)3.1各连接门的功能 (9)3.2倒计时计数器与信号灯转换器的连接 (9)3.3黄灯闪烁控制 (10)3.4电路测试与仿真 (10)4、故障分析 (13)5、总结 (14)6、心得体会 (15)7、元件清单 (16)8、参考文献 (16)前言当今，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。