数字电路 交通灯

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。

交通灯控制器数电课程设计交通灯控制器是现代城市交通管理的重要设备之一，它通过控制红绿灯的变化来引导车辆和行人的交通行为。

在这个数电课程设计中，我将介绍一个基于数字电路的交通灯控制器的设计方案。

我们需要明确交通灯控制器的工作原理。

交通灯控制器需要根据交通流量和道路情况来合理地控制红绿灯的变化。

一般来说，交通灯控制器包括计时器、传感器、状态切换逻辑和信号输出等部分。

在这个设计中，我们将使用数字电路来实现交通灯控制器。

数字电路是一种由逻辑门构成的电子电路，它能够对输入信号进行逻辑运算，并输出相应的结果。

我们可以使用逻辑门来实现交通灯控制器的各个部分。

我们需要设计一个计时器来控制红绿灯的变化。

计时器可以根据设定的时间间隔来输出不同的信号。

我们可以使用时钟信号来驱动计时器，每个时钟周期结束时，计时器的值加1。

当计时器的值达到设定的时间间隔时，就会触发一个输出信号，用于控制红绿灯的切换。

我们需要使用传感器来检测交通流量和道路情况。

传感器可以将交通流量和道路情况转化为电信号，并输入到交通灯控制器中。

根据传感器的输入信号，交通灯控制器可以做出相应的决策，例如延长绿灯时间或者提前切换红灯。

然后，我们需要设计状态切换逻辑来根据输入信号决定交通灯的切换。

状态切换逻辑可以根据当前的交通流量和道路情况，以及交通灯的当前状态，来计算下一个交通灯的状态。

例如，当交通流量较大时，状态切换逻辑可以延长绿灯时间；当交通流量较小时，状态切换逻辑可以提前切换红灯。

我们需要设计信号输出部分来控制红绿灯的显示。

信号输出部分可以根据状态切换逻辑计算得到的交通灯状态，输出相应的信号，控制红绿灯的亮灭。

例如，当状态切换逻辑计算得到应该显示绿灯时，信号输出部分就会输出一个绿灯信号，使绿灯亮起。

这个基于数字电路的交通灯控制器的设计方案包括计时器、传感器、状态切换逻辑和信号输出等部分。

通过合理地设计这些部分，并进行适当的调试和优化，我们可以实现一个高效、稳定的交通灯控制器，为城市交通管理提供有力的支持。

数字电路课程设计--交通灯控制器的设计院系：姓名：指导教师：完成日期：2011年6月7日数字电路课程设计--交通灯控制器的设计一、课程设计目的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.了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理4.学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。

二、设计要求及原理：要求：设计一个主要街道和次要街道十字路口的交通灯控制器。

主要街道绿灯亮6s，黄灯亮2s；次要街道绿灯亮3s，黄灯亮1 s。

依次循环。

当主要街道亮绿灯和黄灯时，次要街道亮红灯(8s)，当次要街道亮绿灯和黄灯时，主要街道亮红灯(4 s)。

用MG，MY，MR，CG，CY，CR分别表示主要街道的绿灯、黄灯、红灯，次要街道的绿灯、黄灯、红灯。

原理：根据设计要求可知，各灯状态转换的周期为12s，因此可设计一个12进制的加计数器，来控制秒数，当计数值达到1011时，通过反馈置数法，将计数器清零，从而达到循环效果。

列出每秒各灯亮的情况的真值表，通过真值表得到相应的逻辑图，便可实现对交通灯的控制。

三、设计步骤：1、根据设计要求列出交通灯控制器的真值表如下：交通灯控制器真值表：QD QC QB QA MG MY MR CG CY CR 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 10 1 1 1 0 1 0 0 0 11 0 0 0 0 0 1 1 0 01 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 X X X X X X 1 1 0 1 X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X 1 1 1 1 X X X X X X2、从元器件库中拖出逻辑转换仪，根据交通灯控制器的真值表，获得MG的最简逻辑表达式。

课程设计报告课程: 数字电路题目:交通信号灯的自动控制院系: 淮北师范大学信息学院专业: 2012级电子信息科学与技术学号: 201218052034姓名: ***指导老师: **完成日期: 2014 年 06 月 06 日一、课程设计题目：交通信号灯的自动控制背景：随着经济建设的发展，交通日益繁忙，事故时有发生为了保障行人和行车的安全，在十字路口上，都增设了交通灯控制器。

而且大道通常有车，小道很少有车。

设计要求：1、通常情况下，大道绿灯亮，小道红灯亮。

2、若小道来车，大道经6秒由绿灯变为黄灯；再经过4秒，大道由黄灯变为红灯，同时，小道由红灯变为绿灯。

3、小道变绿灯后，则经过10秒钟后自动由绿灯变为黄灯，在经过4 秒变为红灯，同时，大道由红灯变为绿灯。

设计说明和提示:1、灯的变化出现四个状态，用“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，其状态表如下：表一大道小道绿（G大）黄（Y大) 红（R大）绿（G小) 黄（Y小）红（R小）1 0 0 0 0 10 1 0 0 0 10 0 1 1 0 00 0 1 0 1 02、原理图分析：控制器：信号灯有四个状态，所以可以用两位二进制数控制这四个状态。

信号灯的四个状态可以用74ls161的两个输出端Q 0Q 1作为控制信号，Q 0Q 1通过与非门芯片控制交通灯，信号灯的状态作计时器的选通信号。

计时器：74ls161通过同步置数构成四秒、六秒、十秒计时器，置数端作为通过门电路做控制器的时钟信号。

秒信号：NE555可构成秒脉冲发生器，做计时器的控制信号。

检测信号：当小道来车时使计时器和控制器选通端选通。

二、设计原理：1、主控电路的设计：由表1可知道路信号灯的亮灭可由两位二进制数Q1Q0的状态表示， 则可以写出信号灯的状态表达式：G 大=01Q Q ；Y 大=1Q Q0； R 大=Q10Q +Q1Q0=Q1 G 小=Q10Q ；Y 小=Q1Q0；R 小=01Q Q +1Q Q0=1Q表达式中Q1Q0的状态可有计数器74LS161的Q1和Q0的两个输大道信号灯 小道信号灯秒信号控制器驱动器计数器出端来表示。

交通灯控制系统设计报告目录.设计任务和要求02.系统模块功能关系设计02三. 电路设计计算与分析03 3-1时钟脉冲信号的产生,,,,,,,,,,,,033-2主状态控制电路03 3-3信号灯驱动电路04 3-4计时器电路06 3-5计时器显示电路,,,,,,,,,,,,,,,103-6总体电路图仿真11四. PCB制板说明及其附图,,,,,,,,,,,,,12五. 电路设计总结与心得,,,,,,,,,,,,,14附录六.j ）门J J J J J J J J J J J J,,, ,161 1 J 〜七. 参考文献,,,,,,,,,,,,,,,,,,17一.设计任务和要求利用所学数字电路知识，设计简单交通灯控制电路。

在由一条主干道和一条支干道汇合形成的十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每一个入口处设置红、黄、绿三色信号灯。

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靠在禁止线外，以此实现红绿灯对城市交通的自动指挥。

（1）用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。

（2）当主道允许通行时绿灯亮，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，主干道每次允许放行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.系统模块功能关系设计本系统设计中，根据要求可以建立四个功能模块，分别是主控制器模块、时钟脉冲信号发生模块、计时器与时间显示模块、信号灯驱动模块。

主控模块起到控制和联系其它各模块的作用，其它模块反过来作用于主控模块，实现整个系统的正常运行。

经过最终设计与论证，得到个模块的关系如下图所示：三.电路设计计算与分析1.时钟脉冲信号的产生时钟脉冲信号由555定时器与相应大小的电阻和电容连接而成的多谐振荡器来产生。

由于电路中需要的脉冲信号周期为1S,如果选用的电容分别是10U F和0.01U F,则根据周期计算公式T=(R1+2R2)Q N2，可得到R1+2R2的阻值为144K欧，因此我们令R1等于39K欧，R2等于51K欧，则连接而成的由555定时器构成的多谐振荡器如图3-1所示。

数电课设交通灯控制电路交通灯控制电路是一种常见的数电课设项目，它模拟了现实生活中交通灯的工作原理。

本文将介绍交通灯控制电路的设计和实现过程。

交通灯控制电路是一种典型的定时器应用，通过控制红、黄、绿三个信号灯的亮灭状态，实现交通流量的有序调度。

在设计交通灯控制电路时，需要考虑到以下几个方面：输入电源、时钟信号、状态转移逻辑以及输出控制。

输入电源是交通灯控制电路的基础。

一般情况下，交通灯控制电路使用直流电源供电，通常为12V或24V。

输入电源需要稳定可靠，以确保交通灯控制电路的正常工作。

时钟信号是交通灯控制电路的关键。

交通灯的变换需要按照一定的时间间隔进行，因此需要一个稳定的时钟信号来控制交通灯的状态切换。

常见的时钟信号源有晶振电路、RC电路等，可以根据实际需求选择合适的时钟信号源。

然后，交通灯控制电路的状态转移逻辑是实现交通灯工作的核心。

一般情况下，交通灯的状态变化是按照红灯-红黄灯-绿灯-黄灯的顺序进行的。

可以使用状态转移图或状态转移表来描述交通灯的状态转移逻辑，并将其转化为逻辑门电路的设计。

输出控制是交通灯控制电路的最终目的。

通过逻辑门电路的输出控制，可以控制红、黄、绿三个信号灯的亮灭状态。

一般情况下，交通灯控制电路使用LED作为信号灯的光源，通过逻辑门电路的输出控制，实现交通灯的亮灭控制。

在实际的交通灯控制电路设计过程中，还需要考虑到一些特殊情况的处理。

例如，交通灯的切换时间需要根据实际道路情况进行合理的设置，以保证交通的畅通；交通灯控制电路还需要考虑到异常情况的处理，例如断电恢复后的状态恢复等。

总结起来，交通灯控制电路是一种常见的数电课设项目，通过控制红、黄、绿三个信号灯的亮灭状态，实现交通流量的有序调度。

在设计交通灯控制电路时，需要考虑输入电源、时钟信号、状态转移逻辑以及输出控制等方面，同时也需要考虑一些特殊情况的处理。

通过合理的设计和实现，交通灯控制电路可以有效地模拟现实生活中交通灯的工作原理，为交通的安全和顺畅做出贡献。

用数字电路对交通灯控制电路的设计学院代码学号分类号密级本科学年论文（设计）交通灯设计学院、系专业名称年级学生姓名指导老师交通灯设计摘要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。

本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计，提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,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。

主要由秒脉冲发生器、定时器、控制器、译码显示电路及夜间黄灯闪烁模式组成。

秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，计时器由74LS160实现，控制器由74LS153和74LS74组成，译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。

本实验设计目的是培养数字电路的能力，掌握交通信号灯控制电路的设计方法。

关键词：交通灯，秒脉冲发生器，主控器，计数器，译码电路The design of traffic-lightAuthor:qinwurinaTutor:BaodujiyaAbstractTraffic lights and intersection, used to control the flow of cars, improving the intersection vehicle traffic capacity, reduce the number of traffic accidents. With traffic lights safety travel has a great deal of security of people.This design through the use of traffic light control circuit design of digital circuits, make digital signal control intersection traffic light control circuit of two groups of red, yellow, and green traffic lights state transition method, commanding various vehicles and pedestrians safe passage, implementation of traffic management automation. Mainly by the second pulse generator, timers, controllers, display decoding circuit and night consisting of yellow lights flashing mode. Second pulse generator by NE555 pulse, timer is implemented by 74LS160, the controller is composed of 74LS153 and 74LS74, decoding circuit using 74LS48 and seven-segment digital tube display. This experiment is designed to develop the capacity of digital circuits, design method of mastering traffic light control circuit.Keywords: traffic lights, pulse generator, master, counters, decoding circuit目录1绪论 (1)2电路设计 (10)2.1基本原理与设计方法 (10)2.2单元电路设计与分析 (12)2.2.1秒脉冲发生器 (12)2.2.2控制器 (13)2.2.3计数器 (15)2.2.4控制信号灯的译码电路 (17)2.2.5显示部分 (18)2.2.6夜间模式 (19)2.3总电路图 (19)3系统的仿真和总原理图 (21)3.1单元电路部分仿真和调试 (21)3.1.1控电路和信号灯译码电路的仿真与调试 (21)3.1.2计数器电路的仿真和调试 (21)3.1.3时钟信号电路的仿真与调试 (21)3.2整体电路的仿真与调试 (22)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)1绪论在现代城市中，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。

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。

目录：一、设计要求 (2)二、使用元件 (2)三、总体方案的设计 (3)1.分析系统的逻辑功 (3)2.分析系统的状态变化 (4)四、单元电路的设计 (5)1.时钟电路 (5)2.主控电路 (6)3.红绿灯（发光二极管）显示电路 (7)4.计时部分电路 (8)五、心得体会 (9)1.知识 (9)2.耐心 (9)3.延伸 (10)六、总图 (10)一、设计要求1)在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，分别为主干道红黄绿灯和支干道红黄绿灯，指示顺序为：1.主干道绿灯，支干道红灯，持续亮30秒。

2.主干道黄灯，支干道红灯，持续亮5秒。

3.主干道红灯，支干道绿灯，持续两20秒。

4.主干道红灯，支干道黄灯，持续亮5秒。

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。

3)当系统混乱，按下系统总清开关进行复位。

4)当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，可设置任意一个方向通行。

二、使用元件器件型号数量器件型号数量74LS161 2 LED灯 6 74SL90 2 电阻2K 10 74LS08 3 电阻15K 174LS04 2 电阻200欧姆 1 74LS11 3 电解电容4.7uF 1 CD4511 2 瓷片电容0.01uF 1 74LS74 1 共阴数码管 2 555 1 5V稳压电源 1三、总体方案的设计1.分析系统的逻辑功交通灯控制系统的原理框图如图所示。

它主要由控制器、定时器和时钟发生器等部分组成。

时钟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。

图3-12.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。

（3）主干道红灯亮，支干道绿灯亮。

表示主干道禁止通行，支干道上的车辆允许通行。