交通灯控制电路设计数电课程设计+数字电路课程设计

数电课程设计简易交通灯控制逻辑电路数电课程设计简易交通灯控制逻辑电路交通灯是在公路交通中起到非常重要作用的设施之一，控制着交通的流动，保证了交通的安全顺畅。

而现代交通灯的实现和控制依赖于计算机技术，而其中的控制逻辑电路就是数电课程设计中可以涉及到的内容。

在本篇文章中，我们将会详细地介绍设计简易交通灯控制逻辑电路。

一、设计思路首先，我们需要了解交通灯的基本控制逻辑：红灯亮时，车辆和行人要停止前进；黄灯亮时，表示灯将要变为绿灯，车辆和行人要注意；绿灯亮时，车辆和行人可以前进。

基于这样的控制逻辑，在数电课中我们可以使用基本的逻辑门电路以及时序电路来实现交通灯的控制。

具体而言，我们可以使用以下电路元件：1. 555 定时器2. 开关3. 七段数码管4. LED 灯5. 逻辑门我们使用555 定时器实现时序控制，通过开关控制电路的启动和停止。

当电路启动时，第一组LED 灯亮起，表示绿灯，车辆和行人可以通行；在绿灯亮起后一段时间后，第二组LED 灯亮起，表示黄灯，此时车辆和行人应注意并减速。

最后，当黄灯持续一段时间后，第三组LED 灯亮起，表示红灯，此时车辆和行人应停止前进。

在逻辑电路设计方面，我们使用74LS08 门电路，构建逻辑电路。

使用开关控制定时器和LED 灯的工作，通过逻辑电路控制LED 灯的亮灭，从而实现交通灯的控制。

二、电路设计1. 定时器电路我们使用555 定时器构建定时器电路，该电路的具体实现如下：其中，R1、R2、C1 分别控制定时器的电路，R3 控制LED 灯的电流，R4 是保护电路。

在此基础上，我们可以控制定时器的启动和停止，从而控制交通灯的控制。

2. 逻辑电路我们使用74LS08 门电路构建逻辑电路，其中包括了与门、非门、或门等基本电路。

我们可以使用这些基本电路组成复杂的逻辑运算。

3. LED 灯我们使用LED 灯作为交通灯的信号灯，对应着绿灯、黄灯和红灯。

对于LED 灯的电路连接，我们可以通过实验发现，使用三极管可以有效地控制LED 灯的亮灭。

课程设计（大作业）报告课程名称：数字电子技术设计题目：交通灯控制电路设计院系：信息技术学院班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2012/12/24----2012/12/28信息技术学院课程设计（大作业）任务书目录一设计目的 (5)二设计要求和指标 (5)三设计内容 (6)3.1数字钟电路工作原理 (6)3.2主要器件 (7)3.3仿真结果与分析 (8)3.3.1主控制电路 (8)3.3.2时钟计时器 (9)3.3.3译码器 (10)3.3.4 时间显示 (11)3.3.5 总原理图 (12)四本次设计改进建议 (12)五总结 (13)六主要参考文献 (13)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。

二设计要求和指标(一)设计要求1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。

2.当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。

3.主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。

设计30s和20s计时显示电路。

4.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，设置5s计时显示电路。

（二）设计指标1．设计秒脉冲发生器2．设计交通灯定时3．设计交通灯控制4．设计交通灯译码5．设计交通灯显示时间3.1数字钟电路工作原理1.电路各部分的组成和工作原理。

2.元器件的选取及其电路逻辑图和功能。

3.电路各部分的调试方法。

4.在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问题，其原因及解决的办法。

5.分析系统的逻辑功能，画出其框图：图1 交通灯控制系统的原理框图两方向车道的交通灯的运行状态共有4种交通灯是同步的。

它主要由控制器、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。

数字电子课程设计＿＿＿＿＿交通信号灯控制器学校：河南大学专业：自动化班级： 07自动化姓名：张利学号：目录一、设计任务书与要求 (3)二、方案设计与论证 (3)三、单元电路设计 (4)四、总原理图与单元清单 (8)五、结论与心得 (8)六、参考文献 (9)简易交通灯控制逻辑电路设计一、设计任务与要求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。

二、方案设计与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。

方案一：交通灯控制原理图:图11)正常运行时倒计数首先倒计时预置数,通过秒脉冲源给器发送秒脉冲,倒计时器开始倒计时,驱动时间显示器显示,并且交通灯也正常运行,当倒计时器计到5s时,我们当然同时可以在时间显示器上看到,这时倒计时器驱动黄灯控制器,使正在亮绿灯方向的黄灯闪烁,当倒计时器计到0时,驱动计数进制转换器,使倒计时器预置为另一个进制,并同时控制和改变交通灯的显示,其实就是计数进制转换器既可以完成进制转换,也同时充当了交通灯的转换功能.如此往复循环.2)紧急情况时当按下紧急开关时,倒计时器一直处于清零状态,车辆通行的交通灯四个方向的红灯同时亮起.并且在出现紧急情况后恢复正常时通过紧急开关可以切换哪个方向先通行.1)正常运行时由555定时器计时,驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,当一个方向的计数完成之后会产生一个脉冲,给通道选择器, 然后通道选择器驱动计数进制转换器转换到另一个进制,由计数进制转换器预置555定时器的定时时间,然后再驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,如此往复,其中555定时器是由电阻和电容来控制定时时间,其中的计数进制转换器就可用一个数据分配器74138来选择所需电阻的大小来控制,通道择器就可用两个JK触发器构成一个四进制的计数器,其中两个输出端就可以来作为计数进制转换器74138的输入,并且这两个输出端还可作为交通灯选择器74138的输入2)紧急情况时当按下紧急开关时,使交通灯选择器的使能端为0,各个方向的红灯直接接到电源,这样可以使车辆通行的交通灯四个方向的红灯同时亮起.选择:通过这两个方案的对比,由第二个方案用的是555定时器来计时,所以无法显示倒计时的时间, 并且在出现紧急情况后恢复正常时也不能通过紧急开关切换哪个方向先通行.我觉得第一个方案更符合我们的实际要求,所以我选择了第一个方案. 三、单元电路设计1．倒计时计数器这里是采用两片74192两片芯片构成16和11进制计数器,控制个位数字的74192的减计数控制端接1HZ的脉冲输入,其中输入端A、C是接在一起并接在进制控制器的输出端。

数字电路交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握数字电路的基本原理，包括逻辑门、触发器等组成部分。

2. 使学生能够运用交通灯控制电路的原理，分析并设计简单的数字电路系统。

3. 帮助学生了解交通灯控制电路在实际生活中的应用，理解其工作原理和功能。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建简单的数字电路交通灯控制系统的能力。

2. 培养学生通过小组合作，进行问题分析、方案设计、实验操作和结果分析的综合技能。

3. 提高学生运用现代工具和设备进行电路设计和测试的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术领域的兴趣，培养其主动探索科学问题的精神。

2. 培养学生的团队合作意识，使其学会在团队中发挥个人优势，共同解决问题。

3. 培养学生具备安全意识，了解并遵循实验室安全操作规程，养成良好的实验习惯。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，侧重于学生动手能力和实际操作能力的培养。

学生特点：初三学生具备一定的物理基础和电子技术知识，对实际操作有较高的兴趣。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的实践操作能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，培养其创新精神和动手能力。

在此基础上，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 逻辑门电路：介绍与门、或门、非门等基本逻辑门的工作原理和应用。

- 触发器：重点讲解RS触发器、D触发器等常用触发器的工作原理和使用方法。

- 交通灯控制电路原理：分析交通灯控制电路的基本组成、工作原理及其应用。

2. 实践操作：- 设计并搭建数字电路交通灯控制系统：学生分组进行电路设计，包括选择合适的逻辑门、触发器等组件，搭建交通灯控制电路。

- 电路测试与调试：学生进行电路测试，观察交通灯控制效果，针对问题进行调试。

3. 教学大纲：- 第一阶段：回顾已学过的逻辑门电路和触发器知识，为后续学习打下基础。

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。

目录一、设计任务及原理 ..........................................................................................................二、具体要求.....................................................................................................................三、输入输出资源说明…………………………………………………………………………….四、顶层设计结果………………………………………………………………………………….五、各子模块设计 ............................................................................................................5.1时钟分频模块................................................................................................................5.2倒计时模块 ........................................................................................................................5.3交通灯控制模块 ................................................................................................................5.4点阵显示模块 ....................................................................................................................六、仿真测试结果 ............................................................................................................七、实习总结与心得.........................................................................................................数字电子技术课程设计题目：交通灯控制电路设计一、设计任务及原理：交通灯的显示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而对于同一个路口又有很多不同的显示要求，比如十字路口，车辆如果只要东西和南北方向通行就很简单，而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂。

——交通灯控制电路系别：电气工程系专业：自动化班级：07级3班姓名：学号：J******** ****：***目录第一章：序言 (2)第二章：设计任务书 (2)第三章：电路组成和工作原理 (4)第四章：设计步骤及方法 (7)第五章：总结 (10)第七章：参考文献 (10)第一章序言随着社会的飞速发展，城市交通问题日益凸显严重，尤其在城市街道的十字叉路口，频繁发生交通问题，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。

其中红灯亮，表示道路禁止通行；黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行，已经过停车线的的车辆继续通行；绿灯亮表示道路允许通行。

交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。

交通灯通过的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人的安全，实现十字路口交通管理自动化。

第二章设计任务书一、设计题目：交通灯控制电路二、技术内容及要求：1、设计任务、设计任务设计一个十字路口的交通信号灯控制器，控制A、B两条交叉道路上的车辆通行，具体要求如下：叉道路上的车辆通行，具体要求如下：a）每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿3个灯组成，绿灯表示允许通行，红灯表示禁止通行，黄灯表示该车道上已通过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆停止通行。

的车辆停止通行。

b）每条道路上每次通行的时间为25s. c）每次变换通行车道之前，要求黄灯先亮5s,才能改变换车道。

道。

d）黄灯亮时，要求每秒钟闪烁一次。

黄灯亮时，要求每秒钟闪烁一次。

2、设计目的、设计目的通过本设计熟悉用中规模集成电路进行时序逻辑电路和组合逻辑电路设计的方法，掌握简单数字控制器的设计方法。

辑电路设计的方法，掌握简单数字控制器的设计方法。

三、给定条件及器件四、设计内容1.电路各部分的组成和工作原理。

电路各部分的组成和工作原理。

2.元器件的选取及其电路逻辑图和功能。

元器件的选取及其电路逻辑图和功能。

3.电路各部分的调试方法。

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。

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。

课程设计说明书课程名称：数字电子技术课程设计题目：简易交通灯控制逻辑电路学生姓名：陈卓斌专业： ____________班级： ____________学号： ____________指导教师： ____________日期： 2011 年 01 月 09 日课程设计任务书一、设计题目简易交通灯控制逻辑电路设计二、主要内容及要求要求实现逻辑功能：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。

三、进度安排1、2011.01.01-2011.01.07 复习归纳触发器、计数器的逻辑功能3、2011.01.09 使用EWB5.12辅助设计电路，并进行调试。

完成任务设计书。

四、总评成绩简易交通灯控制逻辑电路设计一、设计任务与要求要求实现逻辑功能，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。

二、方案设计与论证1、分解任务要求任务要求实际上就是4个状态，不妨设：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】主电路状态与指示灯状态转换注:R，G，B＝红，绿，黄灯。

根据【表1】可知，设计电路只需要5组输出端控制指示灯，指示灯都是以2个或4个一组。

总计需要1234=⨯个灯。

2、输出指示灯状态设计（显示电路）【图1】显示电路设计▲3、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。

实现①、②可以用触发器，也可以用锁存器或使能电路。