电子技术课程设计交通信号灯控制电路的设计

交通信号灯控制电路的设计一、设计任务与要求1、任务用红、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车辆交替运行，且通行时间都为25s的十字路口交通信号灯，并且由绿灯变为红灯时，黄灯先亮5s，黄灯亮时每秒钟闪亮一次。

2、要求画出电路的组成框图，用中、小规模集成电路进行设计与实现用EAD软件对设计的部分逻辑电路进行仿真，并打印出仿真波形图。

对设计的电路进行组装与调试，最后给出完整的电路图，并写出设计性实验报告。

二、设计原理和系统框图（一）设计原理1、分析系统的逻辑功能，画出其框图交通信号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。

秒脉冲信号发生器是该系统中定时器和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1 交通灯控制电路设计框图图中：Tl：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25s，即车辆正常通行的时间间隔。

定时时间到，Tl=1,否则，Tl=0.Ty：表示黄灯亮的时间间隔为5s。

定时时间到，Ty=1,否则，Ty=0。

St：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。

它一方面控制定时器开始下一个工作状态的定时，另一方面控制着交通信号灯状态转换。

2、画出交通信号灯控制器ASM图（1）甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。

表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。

绿灯亮足规定的时间隔TL时控制器发出状态信号ST转到下一工作状态。

（2）乙车道黄灯亮乙车道红灯亮。

表示甲车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乙车道禁止通行。

黄灯亮足规定时间间隔TY时控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态。

（3）甲车道红灯亮乙车道绿灯亮。

表示甲车道禁止通行乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时 控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态。

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 。

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。

目录1设计任务及指标 (1)2交通灯控制电路分析 (2)2.1交通灯运行状态分析 (2)2.2电路工作总体框图 (3)2.3方案比较 (3)3交通灯控制电路设计 (4)3.1 电源电路 (4)3.2 脉冲电路 (4)3.3 分频电路 (6)3.4 倒计时电路 (6)3.5 状态控制电路 (8)3.6 灯显示电路 (9)3.7 总体电路图 (11)4实验数据和误差分析 (12)5课程设计的收获、体会和建议 (13)6致谢 (16)7参考文献 (17)8附录 (18)1 设计任务及指标设计一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路。

要求如下：（1）南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30s、支干道每次通行间为20s；（2）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（采用倒计时的方法）；（3）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s钟，才能变换运行车道；（4）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次；（5）同步设置人行横道红、绿灯指示。

（6）设计相关提示：所设计的交通路口为一十字路口，不涉及左右转弯问题。

2 交通灯控制电路分析2.1 交通灯运行状态分析交通灯控制电路，要求每个方向有三盏灯，分别为红、黄、绿，配以红、黄、绿三组时间到计时显示。

一个方向绿灯、黄灯亮时，另一个方向红灯亮。

每盏灯顺序点亮，循环往复，每个方向顺序为绿灯、黄灯、红灯。

交通灯的运行状态共有四种，分别为：状态0：东西方向车道的绿灯亮，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1：东西方向车道的黄灯亮，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2：东西方向车道的红灯亮，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3：东西方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车道的黄灯亮，车道，人行道缓行；4种状态循环往复，并且红灯的倒计初始值为绿灯的倒计初始值和黄灯的倒计初始值之和。

一、概述1.本次课设是交通信号灯控制电路，该电路主要可分成时序电路、计时电路、控制电路、显示电路、检测电路五部分。

2.各部分功能实现如下：时序电路产生秒脉冲，用555定时器来实现。

计时电路分别给出6秒，4秒，25秒，4秒的信号，用74LS160实现计时功能。

控制电路控制计时电路的四种不同情况。

显示电路通过二极管显示灯显示主、支干道的情况。

检测电路主要检查主干道是否有超过3辆车在等待，当超过3辆车在等待，用一个自动回复开关改变控制电路相应的计数状态，进而改变主、支干道二极管显示状态。

二、方案论证方案一：利用555产生秒脉冲。

由设计要求可知，计时电路需产生6s，4s，25s, 4s四种不同的计数方式，共39s。

用74LS161分别产生6s，4s，25s定时器，把以上几种情况分别送给JK触发器，使其产生00，01 ，10，11四个状态，将四个状态送74LS138译码后经显示电路显示。

a)主干道：绿灯（a）、黄灯（b）、红灯（c与d）b)支干道：绿灯（c）、黄灯（d）、红灯（a与b）特点：使设计要求的四个状态合理分配。

方案二：利用555作为秒脉冲，用两片74LS160做并联清零分别做成6s、4s、25s、4s四种不同的计数方式，且每次的清零信号同时给另一片74LS160作为脉冲信号让其计数，使其产生00，01 ，10，11四个状态，然后通过74LS138形成四种不同的情况，分别为Y0（6s）、Y1（4s）、Y2（25s）、Y3（4s）,经显示电路显示。

a)主干道：绿灯（Y0）、黄灯（Y1）、红灯（Y2与Y3）b)支干道：绿灯（Y2）、黄灯（Y3）、红灯（Y0与Y1）特点：思路明确简单易懂综合对比方案一与方案二：方案一相对元器件数目种类较少，焊接方便，但运行不稳定；方案二运行稳定且调试方便。

综合对比选择方案二作为设计方案。

三、电路设计1.555秒脉冲设计电路①秒脉冲可以由函数信号发生器产生，也可以由555定时器组成多谐振荡器产生。

《数字电子技术》课程设计课题：交通信号灯的控制电路班级：学号：学生姓名：指导教师：目录前言 (3)课程设计的要求和主要内容 (4)主控制器电路的设计 (6)计时器的设计 (12)译码驱动电路的设计 (14)采用的原件 (15)附录前言红绿灯（交通信号灯）系以规定之时间上交互更迭之光色讯号，设置于交岔路口或其他特殊地点，用以将道路通行权指定给车辆驾驶人与行人，管制其行止及转向之交通管制设施。

为一由电力运转之交通管制设施，以红、黄、绿三色灯号或辅以音响，指示车辆及行人停止、注意与行进，设于交岔路口或其他必要地点。

诞生19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。

其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。

后来，英国伦敦威斯敏斯会议大楼前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国铁路信号工程师德·哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯-----煤气交通信号灯，这是第一盏信号灯。

在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。

后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。

不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。

从此，城市的交通信号灯被取缔了。

直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。

稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。

随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。

它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，它的诞生，使城市交通大为改善。

《电子技术》课程设计一、设计指标及要求题目：交通信号灯控制电路的设计要求：1.主干道经常通行;2.支干道有车才通行：3.主、支干道均有车时，两者交替通行，并要求主干道每次至少放行30秒，支干道每次至多放行20秒；4.每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮5秒钟（此时原红灯不变）。

《数字电子技术》课程设计报告交通信号灯控制电路姓名: 喻琨专业: 电子信息工程班级: 073143学号: 07314327指导老师: 郭文目录一、封面 (1)二、目录 (2)三、设计任务及要求 (3)四、系统总体设计 (4)五、系统各部分电路设计 (5)六、系统总电路图 (11)七、小结 (12)设计任务及要求在当今经济与科学高速发展的社会，人们所倡导的是秩序与和谐，作为社会规范的一员，交通指挥是非常重要的一员，本次设计是无人值守的交通灯，保证车辆与人员的顺利通过图3-1 设计示意图任务要求：1.十字路口交通灯设南北、东西,红(R)、黄(Y)、绿(G)分别是NSR,NST,NSG,EWR,EWY,EWG.2.他们工作方式如交通灯顺序工作流程图所示,其中黄灯亮以1S为周期闪烁3.十字入口有数字显示倒计时时间4.扩展:可改为手动控制，夜间控制模式5.设计该电路并画出整体电路原理图6.完成设计电路连接与调试。

系统总体设计图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。

它们的工作方式，有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮因此得出交通灯顺序工作流程图如图4-1t为时间单位图4-1交通灯顺序工作流程图如要满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。

时序工作流程图见下图所示。

103254678910111032546tNSG图4-2时序工作流程图假设每个单位时间为3秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为15秒、3秒、18秒，一次循环为36秒。

其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。

系统各部分电路设计交通灯控制器系统图图5-1交通灯控制器系统图根据设计任务和要求，参考图5-1，设计方案可以从以下几部分进行考虑。

交通灯控制器数电课程设计一、引言交通灯控制器是城市交通管理中的重要设备，用于控制道路上的交通信号灯的亮灭状态。

本文将基于数电课程设计一个简单的交通灯控制器电路，并介绍其原理和实现过程。

二、设计原理交通灯控制器的设计需要考虑以下几个方面的因素：1. 灯的亮灭状态：交通灯通常包括红灯、黄灯和绿灯，每种灯的亮灭状态需要根据交通规则进行控制。

2. 灯的切换时间：交通灯的切换时间需要合理设置，以保证交通流畅和安全。

3. 输入信号的获取：交通灯控制器需要根据外部输入信号来控制灯的切换，如道路上的车辆、行人等。

三、电路设计1. 时钟电路：交通灯控制器需要一个时钟信号来控制灯的切换时间。

可以通过使用555定时器构建一个稳定的时钟电路。

2. 计数器电路：交通灯控制器需要一个计数器来计算时间，并根据时间来控制灯的切换。

可以使用74LS90或74LS93等计数器芯片实现。

3. 逻辑门电路：交通灯控制器需要逻辑门电路来实现交通灯状态的控制和切换。

可以使用与门、或门、非门等逻辑门芯片来实现。

四、实现过程1. 时钟电路的设计：根据555定时器的工作原理，选择合适的电阻和电容值，构建一个稳定的时钟电路。

2. 计数器电路的设计：根据交通灯的切换时间要求，设置计数器的计数值，并将计数器与时钟电路连接，实现计数器的工作。

3. 逻辑门电路的设计：根据交通灯的状态要求，使用逻辑门芯片构建一个交通灯控制电路，实现交通灯的切换和控制。

4. 输入信号的获取：可以使用传感器等设备来获取道路上的车辆、行人等输入信号，并将其与交通灯控制器连接，实现灯的切换。

五、功能扩展1. 灯的数量扩展：可以根据实际需要，扩展交通灯的数量，如添加左转灯、右转灯等。

2. 信号优先级控制：可以根据不同道路的交通状况，设置交通灯的信号优先级，以提高交通效率。

3. 线路保护功能：可以在交通灯控制器中添加线路保护装置，以防止线路过载或短路等故障。

六、总结本文基于数电课程设计了一个简单的交通灯控制器电路，并介绍了其原理和实现过程。

电子技术课程设计交通灯课程设计题目：交通灯控制系统设计要求：1. 设计一个简单的交通灯控制系统，模拟交通路口的红绿灯控制。

2. 系统包含三个灯，红灯、黄灯和绿灯。

交通灯的状态需要按照指定的时间间隔切换。

3. 设计一个控制器，用于控制交通灯的状态变化。

控制器可以接收外部信号来启动或停止交通灯系统。

4. 控制器需要在交通灯状态变化时发出适当的信号指示当前灯的状态。

15. 可选：设计一个按键控制系统，使用按钮来手动控制交通灯的状态变化。

设计步骤：1. 系统硬件设计：- 使用Arduino或其他单片机作为控制器。

- 连接三个LED灯（红灯、黄灯和绿灯）到控制器的GPIO口。

- 连接按钮（可选）到控制器的GPIO口。

2. 系统软件设计：- 编写控制器程序，实现交通灯的状态变化逻辑。

- 程序中需要定义交通灯的不同状态，以及对应的时间间隔。

2- 程序中需要定义外部信号的处理逻辑，以接收启动或停止交通灯系统的指令。

- 程序中需要定义按钮的处理逻辑，以接收手动控制信号并改变交通灯的状态。

3. 软硬件集成测试：- 将控制器与硬件连接，并将程序烧录至控制器。

- 测试控制器的运行状况，通过发送外部信号或按下按钮来触发交通灯的状态变化。

- 观察交通灯的状态变化是否符合设计要求，并检查控制器程序的正常工作。

4. 性能测试和优化：- 对交通灯控制系统进行性能测试，包括对交通灯状态变化的准确性、时间间隔的稳定性等方面的测试。

3- 根据性能测试结果进行必要的优化，以提高交通灯系统的性能和可靠性。

注意事项：1. 在设计过程中，需要考虑交通灯状态变化的合理性和可靠性。

可以参考交通灯的实际工作原理和规范，确保交通灯状态变化的顺序和时间间隔符合交通规则。

2. 在连接电路时，注意安全性和稳定性，避免电路短路或其他意外情况的发生。

3. 在编写控制器程序时，注意代码的可读性和可维护性，添加必要的注释和错误处理机制，以及对外部信号的响应机制。

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。