西安邮电大学 数字电路课程设计报告书 ——交通灯控制器

西安邮电学院数字电路课程设计报告书——交通灯控制器系部名称：电信系学生姓名：王放<05）专业名称：光信息科学与技术班级：0702班实习时间：2009年12月19日至2009年12月26日一、课程设计题目十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全运行，实现红绿灯的自动指挥是城市交通管理自动化的重要课题。

为了更好的了解并熟悉这方面的基本知识和原理，本次课程设计利用数字电路的基本设计方法，设计一个简单的交通灯自动控制系统。

进一步了解如何将数字电路设计应用到自动控制系统当中去，从而提高解决实际问题的能力，为以后的进一步学习打下良好的基础。

二、设计任务和要求1.设计一个十字路口的交通信号灯控制电路，要求有一条主干道和一条支干道组成的两条交叉道路上的车辆交替通行，在每条道路的入口处设置红、黄、绿三色信号灯，红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。

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。

要求主干道每次放行时间为30秒，支干道每次放行时间为20秒。

3.在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要求先黄灯亮5秒作为过渡状态，以便让后来车辆准备停车。

4.设计30秒、20秒、5秒计时的译码显示电路，要求每秒钟改变一次显示数字，最好用倒计时电路实现数字显示。

三、总体方案的选择<一）交通灯控制电路分为：1. 时脉产生电路：产生稳定的“秒”脉冲<f=1Hz ）信号，确保整个电路装置同步工作和实现定时控制。

2. 主控制器电路：根据计时器送来的信号，保持或改变电路的状态，以实现对主、支干道车辆通行状态的控制。

3. 计时器电路：按设计要求，由纪录“秒”脉冲个数完成计时任务，并向主控制器发出相应的定时信号，控制主、支干道通车时间和黄灯亮的时间。

4. 倒计时显示电路：采用计时器数据输出端接入非门，以其反码形式显示倒计时。

5. 交通信号灯译码显示电路：按照主控制器所处的状态进行译码，再驱动相应的信号灯，指挥主、支干<交通灯控制系统主要由控制器、计时器、译码器和“秒”脉冲发生器等部分组成。

目录一、设计背景 (2)二、任务和要求 (2)三、总体设计方案 (3)1.状态设置 (3)2.系统框图 (3)a.系统总框图 (3)b.系统状态转换框图 (4)四、单元电路设计 (4)1.倒计时电路（定时电路） (4)2.状态控制器（主控电路） (5)3.交通灯显示电路、 (5)4.数码管显示 (6)5.置数变换电路 (6)6.流量控制电路 (7)五、总电路原理图 (8)六、总电路图 (9)七、原件清单 (10)八、电路连接与调试 (10)九、设计总结 (10)十、参考文献 (11)一、 设计背景在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。

因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。

交通信号灯常用与交叉路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。

有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。

二、任务和要求红绿灯交通信号系统外观示意图如图1所示。

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（主干道）绿灯亮的时间是45s ，另一个方向上（支干到）绿灯亮的时间是25s ，黄灯亮的的时间都是5s 。

3.要求加装一流量控制电路，使电路拥有流量控制功能，既：当一条路上无车，另一条路上有车时，这条路上的绿灯长亮，另一条路上红灯长亮。

三、总体设计方案1.状态设置状态1（00）：主车道的绿灯亮，车道，人行道通行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行。

状态2（01）：主车道的黄灯亮，车道，人行道缓行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；状态3（10）：支车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行；状态4（11）：支车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车的黄灯亮，车道，人行道缓行；2.系统框图a.系统总框图流量控制电路b.系统状态转换框图图2 工作流程图四、单元电路设计1.倒计时电路（定时电路）倒计时器由两位4位十进制可逆同步计数器（双时钟）74LS192、一个非门和一或门构成。

数字逻辑课程设计报告——交通灯控制器学院名称：学生姓名：专业名称：班级：实习时间：2013年6月3日—— 2013年6月14日一、实验目的：1．掌握时序逻辑电路的设计方法，灵活运用理论知识。

2．提高自己的数字系统设计能力和实际动手能力。

3．了解如何将数字电路设计应用到自动控制系统中，从而提高解决实际问题的能力。

二、实验任务与要求1.红绿灯交通信号系统外观示意图2．总体任务及要求⑴ 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；另一个方向是红灯、绿灯、黄灯。

⑵ 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，其中一个方向上红灯亮的时间是30s ，另一个方向上绿灯亮的时间是20s ，黄灯亮的时间都是5s 。

⑶ 用两组数码管，实现双向倒计时显示。

3.总时序工作流程图三、总体方案的设计1、主控电路在设计要求中要实现四种状态的自动转换，首先要把这四种状态以数字的形态表示出来，可以通过两位二进制数表示所需状态（00—Gr, 01—Yr, 11—Rg, 10—Ry）,循环状态：（00—01—11—10—00）。

可以设计一个模为4的计数器，其输出（代表不同状态）既可以循环转换，而且能够控制其他部分电路，所以可以利用74LS74（双上升沿D触发器）设计模4计数器作为主控部分电路。

主控电路2、脉冲输出部分脉冲输出部分为555时基芯片构成的多次谐波震荡器，电路原理图如右：其中器件参数分别为R1=4.7kΩ，R2=150kΩ，C1=4.7μF，C2=0.01μF。

产生的时钟脉冲为周期T=1s的方波。

电容C1充电时，暂稳态持续时间为tw1=0.7(R1+R2)C=0.7×(150k+4.7k) ×4.7μ≈0.5s电容C1放电时，暂稳态持续时间为tw2=0.7R2C=0.7×150k×4.7μ≈0.5s因此，电路输出矩形脉冲的周期为T= tw1＋tw2≈1s输出占空比为q= tw1/T≈50%脉冲输出3、红绿灯显示电路红绿灯显示是表示电路所处状态，受到主控电路控制，即主控电路的输出（A和B）决定了主干道和支干道的红绿灯的情况。

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。

西安邮电学院数字电路课程设计报告书——交通灯控制器院部名称：电子和信息学院专业名称：光电信息工程班级：光电0801学生姓名：陈笛（24）实习时间：2010年12月20日至2010年12月31日注释：交通灯控制器是可以自动控制交通灯并以倒计时的方式显示出时间来，方便行人和车辆在通行时有条不紊的通行，达到交通井然有序，出行人员安全快捷的到达目的地的效果。

本次实验的就是想通过这样的一个实例，来结合数字电路课程的学习共同实现这样的一个使用工具，达到理论和实践相结合的目的。

一：课程设计题目：交通灯控制器二：任务和要求：设计一个十字路口控制交通秩序的交通灯，满足以下条件：1.显示顺序为其中一组方向是绿、黄、红；另一方向是红、绿、黄。

2.设置一组数码管以倒计时的方式显示语序通行或禁止通行时间，其中支通道绿灯的时间是20s，另一个方向上主通道的绿灯亮的时间是30s，黄灯亮的时间都是5s.3.选做1：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2：用两组数码管实现双向倒计时显示。

三：总体方案的选择：1．交通灯控制器功能概述：交通灯控制器是可以自动控制交通灯，以倒计时的方式显示时间。

交通灯控制器是以七段显示数码管显示时间，用发光二极管来模拟交通灯。

实现这个交通灯控制器可以采用EPROM编程、RAM编程、可编程逻辑器件、单片机等实现。

但是在这次实验中我们采用基本的数字芯片和发光二极管来实现这样的要求，采用这样的方式是：提供了这些芯片，也学习了数字电路的知识，两者的结合刚好巩固了我们对理论的加深理解。

2.交通灯亮灭和时间的确定（考虑到有四种状态，所以采用两位二进制数来控制各种状态，且二进制数用D 触发器产生）：00 东西红，主通道绿（30s ） 01 东西红，主通道黄（5s ） 10 东西绿，主通道红（20s ） 11 东西黄，主通道红（5s ） 3.方案的选择：本实验采用555电路，74ls161芯片，D 触发器，2—4译码器和七段显示数码管的相互连接来达到控制二极管发光和数码管的显示。

数字逻辑课程设计报告——交通灯控制器学院名称：电子工程学院学生姓名：专业名称：班级：实习时间：2013年6月3日——2013年6月14日一．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）。

红绿灯交通信号系统外观示意图如下图所示。

一． 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黄灯绿灯黄灯绿灯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。

三．总体思路概述从功能上，交通灯控制信号可以划分为4个独立的模块，分别为时钟产生模块、状态转换模块、计时模块、显示模块。

各功能模块的划分及相互之间的关系如下图所示。

交通灯控制系统的4个功能模块四．单元电路设计1．时钟产生模块时钟产生模块的功能是负责产生频率为1Hz的秒脉冲信号，为计时模块提供计数脉冲。

可以用来产生时钟信号的电路有很多，如石英晶体振荡器、RC振荡器、555多谐振荡器等，可以根据频率稳定度和精确度要求选择使用。

我们用的是555多谐振荡器。

如图：4.7uf555多谐振荡器2.状态转换模块状态转换模块的功能是控制两个方向上信号灯状态的转换。

通常十字路口的交通要道分为主干道和支干道，主干道的通行时间要大于支干道的通行时间。

这里定义主干道的通行时间为30秒，支干道的通行时间为20秒，准备禁止时间为5秒。

根据主干道和支干道的通行状况可以分为4种状态。

S0：主干道通行30秒，支干道禁行30秒。

一．课程设计题目交通灯控制器是可以自动控制交通灯，并以倒计时的方式显示出时间，方便行人和车辆在通行时有条不紊的通行，达到交通井然有序，出行人员安全快捷的到达目的地的效果。

本次实验的就是想通过这样的一个实例，来结合数字电路课程的学习共同实现这样的一个应用 工具，达到理论和实践相结合的目的。

二．任务和要求红绿灯交通信号系统外观示意图如图1所示。

图1设计一个十字路口控制交通秩序的交通灯，满足以下条件：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。

三．总体方案的选择这是课程设计的第一步。

根据题目的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求。

一般情况下，满足要求的总体方案不止一个，应当针对任务、要求和所提供的条件，查阅相关资料，提出若干个不同的方案，分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中选优。

在这一步骤中，只要画出各种方案的框图就可以，不必画的太详尽。

重点说明各种方案的工作原理及优缺点，说明选择理由。

确定具体的方案后应该画出更为详细、完整的框图。

实现这个交通灯控制器可以采用FPGA、单片机等可编程器件或基本数字逻辑器件实现。

在这次实验中采用74系列数字集成芯片和555时基芯片实现相应功能。

本报告最后附有使用MULTISIM 仿真软件进行的仿真电路图。

基本数字逻辑器件指的大多是74系列那样的通用芯片，优点是组建方便，简单系统成本低，是可编程逻辑器件的基础，缺点是复杂应用成本高，设计复杂，功耗大，部分效率较低。

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：计算机学院学生姓名：张晓洁（07）专业名称：计算机科学与技术班级：计科0803实习时间：2010年12月6日—2010年12月17日一、 课程设计题目：交通灯控制器二、 设计任务和要求：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三、 总体方案及单元电路设计：从功能上，交通灯控制系统可以划分为四个相对独立的模块，分别为时钟产生模块、状态转换模块、计时模块、显示模块。

所需器件：面包版1个、芯片555 1个、74LS74 1个、74LS08 1个、74LS00 1个、74LS163 1个、74LS04 2个、74LS48 2个、4.7k Ω电阻1个、150k Ω电阻1个、0.01µf电容1个、4.7µf电容1个、100Ω电阻4个、二极管6个。

交通灯控制系统设计的基本框图：时基电路 20秒倒计时5秒倒计时30秒倒计时 主控电路译码电路绿 黄 红(主) 绿 黄 红(支)交通灯控制系统的四个功能模块：1.时钟产生模块：负责产生频率为1Hz的稳定秒脉冲信号，确保整个电路装置同步工作和实现定时控制，为计时模块提供计数脉冲。

通过555芯片按一定的线路接上不同的电阻和电容就可产生周期不同的方波脉冲，即不同的频率脉冲。

课程设计需要秒脉冲，利用的2个电容（0.01µf和4.7µf）和2个电阻（150k Ω和4.7kΩ）。

西安邮电学院题目：交通灯控制器系部名称：学生姓名：专业名称：班级：时间：交通灯控制器一、任务要求：为了确保十字路口的车辆顺利畅通地行驶，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。

其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。

设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下：1.设南北方向的红、黄、绿灯分别为r，y，g；东西方向的红、黄、绿灯分别为R，Y，G，满足图1 的工作流程并且可以并行工作：g（R）→r（G），黄灯用于闪烁提示绿灯变为红灯。

图1：时序工作流程2.满足两个方向的工作时序：东西方向红灯亮的时间应等于南北方向黄、绿灯亮的时间之和；南北方向红灯亮的时间应等于东西方向黄、绿灯亮的时间之和。

其中东西方向为主干道，绿灯亮30秒，红灯亮20秒，黄灯5秒；南北方向为支干道，绿灯20秒，红灯30秒，黄灯5秒。

3.十字路口要有数字显示装置，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。

具体要求为：当某方向绿灯亮时，置计数器为某一个数值，然后以每秒减1的计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，进入另一个方向的工作循环。

例如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为19，并使数显计数器开始减“1”计数，当减法计数到绿灯灭而黄灯亮（闪耀）时，数码管显示的数值应为4，当减法计数到“0”时，黄灯灭，而南北方向的红灯亮；同时，使得东西方向的绿灯亮，并置东西方向的数码管的显示为29。

二、总体方案：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2所示。

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。

图中：TL: 表示主干道或支干道绿灯亮的时间间隔，即车辆正常通行的时间间隔。

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。

数字逻辑课程设计报告—-交通灯控制器学院名称：计算机学院学生姓名：xx专业名称：计算机科学与技术班级： xx实习时间：2012年6月4日——2012年6月15日一. 课程设计题目与实习目的1．题目：交通灯控制器2．实习目的：(1).进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

(2).熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

(3).了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

(4).初步学习自行设计电路，连接电路和排查电路的能力。

(5).培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

(6).增强动手实践的能力。

二.任务和要求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：两组红绿灯（配合十字路口的双向指挥控制）、计时显示器（显示允许通行或禁止通行时间）。

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，以计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中绿灯亮的时间是6s，黄灯亮的时间是2s。

（时间也可自行确定）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。

三总体方案的选择用555实现时间为1秒的时钟信号发生器，产生CP脉冲，计数器74LS161接受CP脉冲，实现同步计时。

74LS161，实现计数功能，并通过非门产生倒计时。

计数器的输入端用主控制器实现其模值循环。

利用同步置数端，当输入为1110时实现模2的计数器；当输入为1010时实现的是模6的计数器；然后主控电路，74控制161输入端。

当74的输出Qa为0时实现模6的计数器，此时主干道的绿灯和次干道的红灯亮起来；当Qa为1时实现模2计数器，此时主干道的黄灯和与次干道的红灯一起亮而主干道的绿灯熄灭；倒计时显示：十位倒计时显示，将161的输出端通过非门接入48，利用它的反码输出在数码管上实现倒计时。

交通灯控制器+数字电路课程设计报告交通灯控制器+数字电路课程设计报告一、设计目标本次课程设计的设计目标是利用数字电路设计交通灯控制器，实现对交通灯进行自动的控制，提高道路交通的效率和安全性。

二、设计内容本次设计的交通灯控制器采用现代电路设计的原理，实现了对交通灯的控制和自动切换，有以下功能：1. 实现三种不同颜色的信号灯：红灯、黄灯和绿灯。

2. 利用计数器实现交通灯的自动切换控制，随时切换信号灯的颜色，使道路交通流畅。

3. 能够对于不同的交通流量实现交通灯的智能控制，即根据不同的情况自动调整信号灯时间。

4. 具备故障检测和报警功能。

当交通灯控制器出现故障时，有报警提示。

三、设计理论本次课程设计采用数字电路设计原理，包括计数器、时钟电路、触发器、复用器、与门和非门等组成。

计数器是本次设计的核心部件，它能够在收到时钟信号的回馈下，实现对控制器状态的计数和调整。

时钟电路在控制器的逻辑电路中起到非常重要的作用，它能够实现对整个数字电路的时序控制，使各个部件按照一定的顺序进行工作。

触发器是本次设计中比较重要的逻辑电路，它能够实现存储、延时和状态保持等功能，是数字电路设计中经常用到的重要元件。

复用器是用于选择多输入端中的一个，并将其送到输出端的数字电路，本次设计中用到复用器，是为了实现信号灯的自动切换控制，对于信号灯三种颜色的选择进行切换。

与门和非门是数字电路中比较简单的逻辑门电路，这次设计主要用于实现交通灯智能控制的逻辑判断，实现不同情况下的信号灯切换时间自动调整。

四、设计步骤1. 确定设计元件：采用计数器、时钟电路、触发器、复用器、与门和非门等元件实现对交通灯的控制。

2. 确定电路逻辑：设计交通灯的流程图，实现对应的电路逻辑功能。

3. 进行电路布线：将设计好的逻辑系统以实际的电气元件进行实现和构造化。

4. 进行电气测试：对实际布线进行电气测试，检查元件是否在运行中正确地工作。

5. 对不足之处进行改进：根据测试结果进行适当优化和改进，确保系统在实际使用中能够正常运行。