交通灯控制器数电课程设计

交通信号灯数电课程设计

一、课程目标

知识目标：

1. 让学生理解数字电子技术的基本原理，特别是组合逻辑电路的设计与应用。

2. 使学生掌握交通信号灯工作原理，并能运用数字电路知识分析信号灯的控制逻辑。

3. 引导学生了解并掌握常用逻辑门电路的功能及其在交通信号灯控制系统中的应用。

技能目标：

1. 培养学生运用所学知识设计简单组合逻辑电路的能力。

2. 提高学生动手实践能力，能够利用实验器材搭建并测试交通信号灯控制电路。

3. 培养学生的问题分析能力，学会运用数电知识解决实际生活中的问题。

情感态度价值观目标：

1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识，提高学习积极性。

2. 培养学生的团队合作精神，学会在小组合作中共同解决问题。

3. 增强学生的社会责任感，认识到学习数电知识在实际生活中的应用，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论联系实际，通过设计交通信号灯数字电路，使学生将所学知识应用于实际情境中。

学生特点：考虑到学生所在年级，已具备一定的数电基础知识，具有较强的求知欲和动手能力，但可能缺乏将理论知识应用于实际问题的经验。

教学要求：教师应充分调动学生的积极性，引导学生主动探究，注重培养学生的实践能力和创新能力，使学生在实践中掌握知识，提高技能。同时，关注学生的情感态度价值观的培养，全面提升学生的综合素质。通过分解课程目标为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容

1. 数字逻辑基础知识回顾：逻辑门电路原理，真值表，逻辑表达式，组合逻辑电路设计方法。

教材章节：第二章“数字逻辑基础”

2. 交通信号灯工作原理：信号灯的运行规则，时序控制，交通灯控制系统的作用和意义。

教材章节：第五章“时序逻辑电路及其应用”

3. 交通信号灯控制电路设计：

a. 设计要求与分析：明确交通信号灯控制系统的功能需求，进行电路设计分析。

b. 逻辑电路设计：运用逻辑门电路设计交通信号灯控制逻辑。

(完整word版)数电——交通灯控制器设计

大连交通大学

电气信息学院

综合设计报告

设计名称： 数字逻辑综合设计

设计题目：交通灯控制器

学生学号:

专业班级:

学生姓名： (完整word版)数电——交通灯控制器设计

- 1 - 第一章 课题背景

1。1 背景

如今随着人们生活水平的提高，车辆越来越多,交通事故频繁发生。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏通交通流量，提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。交通灯在城市交通中起着重要的作用，它与人们日常生活密切相关,是人们出行的安全保障。因此提供一个问题、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性.为了解决这些问题，我们更应该提高交通控制和管理水平，合理使用现有交通设施，充分发挥其能力,提高交通效率,促进和谐交通的建立.

目前交通灯控制系统的设计软件也种类繁多，有基于EDA设计的，基于单片机设计的，基于DSP设计的，基于ARM嵌入式的等。还有用标准逻辑器件、可编程控制器PLC等方案来实现.但是这些控制方法的功能修改及调试都需要硬件电路的支持，在一定程度上增加了功能修改及调试的困难。所以现在国内外广泛采用EDA技术设计交通灯控制系统。 在国外，英国，澳大利亚，日本和美国等国家均在交通控制系统上日益完善。如以澳大利亚悉尼为背景开发的交通自适应协调系统SCATS（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System），英国的运输和道路研究所（TRRL）研制的SCOOT（Split Cycle Offset Optimization Technique）系统，日本的京三（Kyosan)系统等。这些系统，大都是在各路口附近安装磁性环路监控器，由各路口的控制设备、人员将交通控制参数通过通讯网络输入微处理器，用小型计算机进行集中处理。目前国内已有一些自主开发的城市交通控制系统，如公安部交通科学研究所开发的HT-UTCS系统，但它在整体性能上比国外同类系统仍有较大差距,只在一些中小城市得到一些应用。国内城市尤其是大城市引进的交通控制系统大部分为进口的SCOOT和SCATS以及京三系统等，这些系统均是建立在机动车为主的道路交通条件基础之上的被动控制系统之上的.由于我国交通是混合交通流，和国外交通流不大相同，因此，国外的这些交通控制系统在国内的使用效果不尽人意。所(完整word版)数电——交通灯控制器设计

数字电路课程设计报告书

题目：交通灯控制器

一 实验目的

1.综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件

的原理及其应用。

2.深入了解交通灯的工作原理。

3.锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。

二 实验要求

1）在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一个方向是绿灯，黄灯，红灯，另一方面是红灯，绿灯，黄灯。

2）设置一组数码管，以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为20秒，另一个方向上绿灯亮的时间是30秒，黄灯亮的时间都是5秒。

3）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）选作：用两组数码管实现双向到计时显示。

三 使用元件

器件型号 数量 器件型号 数量

161 2 LED 6

08 2 电阻4.7K

1

04 3 电阻150K 1

00 1 电阻100欧姆 1

48 2 电容4.7uF 1

74 1 电容103 1

555 1 数码管 2

面包板 1 斜口钳 1

四 总体方案的设计

1．分析系统的逻辑功能，画出其框图

交通灯控制系统的原理框图如图所示。它主要由控制器、定时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，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器，数码管和二极管的工作。

主控部分 秒脉冲发生器

交通灯 倒计时控制部分

数码管显示

反馈 控制

2．分析系统的状态变化，列出状态转换表：

（1）主干道绿灯亮，支干道红灯亮。表示主干道上的车辆允许通行，

支干道禁止通行。

（2）主干道黄灯亮，支干道红灯亮。表示主干道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，支干道禁止通行。

河南科技大学

课 程 设 计 报 告

课程名称 __单片机原理课程设计_

题目名称 _ 交通灯控制器设计

学生学院 ___ 信息工程学院_____

专业班级 ___ 自动化114 __

学 号

学生姓名 __ _ ___ ___

指导教师 __ _ _______

2014 年 6 月 5 日

课程设计任务书

（指导教师填写）

课程设计名称 单片机原理 学生姓名 专业班级 自动化114

设计题目 交通灯控制器设计

一、课程设计目的

1. 培养学生文献检索的能力，如何利用Internet检索需要的文献资料。

2. 培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。

3. 培养学生综合运用知识的能力和工程设计的能力。

4. 培养学生理论联系实际的能力。

5. 提高学生课程设计报告撰写水平。

二、设计内容、技术条件和要求

1设计内容

交通灯控制器设计主要功能是用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西南北方向的十字路口交通灯信号控制情况。以89C51单片机为核心芯片，采用中断方式实现控制。

（1）数码管选用2位共阴极显示的数码管，共4个；

（2）东西通行时间为80s，南北通行时间为60s，缓冲时间为3s；

2 设计要求

 设计单片机最小系统（包括复位按钮、晶振电路等）；

 绘制实现本设计内容的硬件电路（原理图），系统的组成框图。

 相应的控制状态表；

 编写本课程设计内容的软件设计（包含程序流程图和对程序注释）。

 硬件实验部分可选用实验箱测试或Proteus仿真软件实现。

3 总体设计思想（供参考）

 利用定时器T0产生每10ms一次的中断，每100次中断为1s；