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武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书目录摘要 (1)Abstract (2)1、方案设计与论证 (3)1.1 系统方案设计与论证 (3)1.2 模块方案设计与论证 (3)1.2.1 控制模块方案 (3)1.2.2 显示模块方案 (4)1.2.3 交通灯模块方案 (4)1.2.4 调节模块方案 (4)1.2.5 电源模块方案 (4)1.3 总体设计思想 (5)2、系统硬件电路设计 (5)2.1 单片机模块设计 (5)2.2 显示模块设计 (6)2.3 交通灯模块电路设计 (7)2.4 按键调节电路设计 (7)3、交通灯软件设计 (7)3.1 主监控程序设计 (7)3.2 中断的程序设计 (8)3.3 按键的程序设计 (8)3.4 显示的程序设计 (9)4、性能测试 (9)4.1 LED交通灯与数码管的显示 (9)4.2 按键调试 (10)5、心得体会 (11)参考文献 (12)附件1 源程序 (13)附件2 总原理图 (20)附件3 元件清单 (21)摘要交通灯在交通环境中起着一个重要的角色，是交通管理的重要工具。
为实现十字路口交通灯最优控制，更大程度上的缓解交通压力，本实验设计了基于STC89C52单片机的智能交通灯控制系统，主要由单片机（MCU）、按键控制等模块组成。
系统包括人行道、车行道、以及基本的交通灯的功能。
除此之外，还具有倒计时、时间设置、根据具体情况手动控制等功能。
该系统能够实现对十字路口交通状况的简单控制，达到控制目的，经济效益，具有一定的应用前景。
关键词：STC89C52 交通灯AbstractTraffic lights in the traffic environment plays an important role, is an important tool for traffic management. To achieve the optimal control intersection traffic lights, greater ease traffic pressure, this experiment was designed based on the STC89C52 intelligent traffic control system, mainly by microcontroller (MCU), button control etc module. System including sidewalks, the driveway, and basic functions of the traffic lights. In addition, but also has the countdown, time setting, according to the specific circumstances of manual control etc. Function. The system can realize to the intersection traffic simple control to achieve control purposes, economic benefits, have certain application prospect.Keywords: STC89C52 the traffic lights交通信号灯控制器的设计1、方案设计与论证1.1 系统方案设计与论证根据实验设计要求，使得红、黄、绿三种LED灯在单片机的控制下作为两个交通通道的指示灯显示，并且使用数码管以减计数的方式显示每个通道的通行时间。
目录摘要 (1)Abstract (2)1、方案设计与论证 (3)1.1 系统方案设计与论证 (3)1.2 模块方案设计与论证 (3)1.2.1 控制模块方案 (3)1.2.2 显示模块方案 (4)1.2.3 交通灯模块方案 (4)1.2.4 调节模块方案 (4)1.2.5 电源模块方案 (4)1.3 总体设计思想 (5)2、系统硬件电路设计 (5)2.1 单片机模块设计 (5)2.2 显示模块设计 (6)2.3 交通灯模块电路设计 (7)2.4 按键调节电路设计 (7)3、交通灯软件设计 (7)3.1 主监控程序设计 (7)3.2 中断的程序设计 (8)3.3 按键的程序设计 (8)3.4 显示的程序设计 (9)4、性能测试 (9)4.1 LED交通灯与数码管的显示 (9)4.2 按键调试 (10)5、心得体会 (11)参考文献 (12)附件1 源程序 (13)附件2 总原理图 (20)附件3 元件清单 (21)交通灯在交通环境中起着一个重要的角色，是交通管理的重要工具。
为实现十字路口交通灯最优控制，更大程度上的缓解交通压力，本实验设计了基于STC89C52单片机的智能交通灯控制系统，主要由单片机（MCU）、按键控制等模块组成。
系统包括人行道、车行道、以及基本的交通灯的功能。
除此之外，还具有倒计时、时间设置、根据具体情况手动控制等功能。
该系统能够实现对十字路口交通状况的简单控制，达到控制目的，经济效益，具有一定的应用前景。
关键词：STC89C52 交通灯Traffic lights in the traffic environment plays an important role, is an important tool for traffic management. To achieve the optimal control intersection traffic lights, greater ease traffic pressure, this experiment was designed based on the STC89C52 intelligent traffic control system, mainly by microcontroller (MCU), button control etc module. System including sidewalks, the driveway, and basic functions of the traffic lights. In addition, but also has the countdown, time setting, according to the specific circumstances of manual control etc. Function. The system can realize to the intersection traffic simple control to achieve control purposes, economic benefits, have certain application prospect.Keywords: STC89C52 the traffic lights交通信号灯控制器的设计1、方案设计与论证1.1 系统方案设计与论证根据实验设计要求，使得红、黄、绿三种LED灯在单片机的控制下作为两个交通通道的指示灯显示，并且使用数码管以减计数的方式显示每个通道的通行时间。
数电课程设计交通灯电路课程设计报告书姓名:学号:专业班级:指导老师:日期:一.设计背景 (3)二任务和要求 (3)三、总体方案 (3)(1)主要功能为： (4)(2)简单原理如下： (4)(3)总体方案原理图 (4)四、单元电路的设计： (6)(1) 时钟脉冲产生电路： (6)(2)计时控制电路： (6)(3) 主控电路 (7)(4).交通信号显示电路 (8)(5).倒计时 (9)五总体电路图 (10)六、波形图 (11)七电路组装、调试过程中发生的问题及解决的方法。
(11)八分析和总结 (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 。
三、总体方案在一个有主、支干道的十字路口，主、支干道各设置一组红、黄、绿三色的交通灯。
红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行。
在绿灯变为红灯之前，黄灯先亮5秒，以提示未通行的车辆准备停车。
由于主干道车辆较多，所以要求主干道处于通行状态的时间长一些，设为30秒；而支干道通行时间为20秒。
倒计数 计时器绿灯黄灯红灯 红 黄 绿灯 灯 灯(1)主要功能为：1.实现红绿灯的交通管制功能；2.在红绿灯交换的前5秒，由黄灯提示司机注意，准备停车，且此时绿灯熄灭；3.可适应主次干道不同的车流量的需要，拟设计主干道的车辆通行时间为30秒，支干道的车辆通行时间为20秒；4.采用倒计时的方式，提示司机剩余时间。
数字电力课程报告交通灯设计报告课程名称设计课程名称数字电子技术学科名称交通灯控制器专业课号教师姓名黄11月7日，湖南工程学院课程设计任务书课程名称:数字电子技术主题:交通灯控制器专业课:学生姓名:号码:指导员黄审核同意:任务于10月27日在XXXX发布，设计于11月7日在XXXX 完成。
设计内容和设计要求如下:交通灯控制器设计:为了保证车辆在十字路口的畅通，经常使用自动交通信号进行指挥。
其中，红灯亮着，表示道路禁止通行，黄灯表示停车灯，绿灯表示允许通行。
试着在十字路口设计一个交通信号控制器。
要求如下:(1)A车道和B车道两个以上交叉路口的车辆要求每次交替行驶30秒。
(2)变道前要求黄灯亮5秒钟。
黄灯亮时，要求每秒闪烁一次。
(3)时间数字显示的设计要求:1.设计思路清晰，给出了总体设计框图。
2.设计了各单元电路，给出了具体的设计思路、电路图和器件清单。
3.一般电路设计。
电路的安装和调试；5.写设计报告。
主要设计条件1。
提供面包板、DC稳定电源和示波器；2.提供TTL集成电路芯片、NE555定时器、电阻和电容等。
规范格式1、课程设计报告封面；2.任务簿；3.说明目录；4、总体设计思路；5.单元电路设计；6.通用电路设计；7、总结和设计调试总结；8.附录；9.参考资料；周一，安排的第一周:介绍主题的内容并搜索信息。
星期二:总体电路设计和子电路设计；星期三:衣领元素；周四:检查部件并安装电路。
星期五:电路的安装和调试；接下来的星期一:电路的安装和调试；星期二:电路的安装和调试；星期三:验收电路；周四:撰写设计报告并打印相关图纸；星期五:回复；参考文献《电子技术课程设计》，易英平《电子技术课程设计指导》彭杰华，高等教育出版社总编辑《电子线路设计、实验、测试》谢，华中科技出版社总编辑。
目录设计总体1设计要求1设计思想2设计图表..................4张元电路设计4个同步十进制计数器4个解码器4个十进制加减计数器9秒脉冲发生器12个其他元件13个总电路14个实际接线图15个安装和调试步骤15个故障分析和电路改进16个附录(元件列表)17个参考17个总结和经验18个评分表2-数字电子技术主题:交通灯控制器专业课:学生姓名:号码:指导员黄审核同意:任务于10月27日在XXXX发布，设计于11月7日在XXXX 完成。
前言现如今，随着人口和汽车的日益增长，城市交通日益拥挤，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。
交通信号灯常用于十字路口，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。
自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化。
尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。
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。
因此，在本次课程设计里，将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。
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。
设计任务及要求设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下：（1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒。
（2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。
（3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。
（4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数；（5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。
本设计由王宇同学完成。
由于所学知识有限，设计中难免出现错误，请老师批评指正。
目录第一章设计任务及设计目的 (1)第二章系统概述 (2)2.1 系统概述 (2)2.2 交通灯逻辑分析 (2)2.3总体设计方案 (2)第三章单元电路设计与分析 (5)3.1秒脉冲信号发生器的设计 (5)3.2定时器的设计 (5)3.3 控制器的设计 (6)3.4 显示电路的设计 (9)第四章综述及心得体会 (10)4.1 系统综述 (10)4.2 总结及心得体会 (10)附录 (12)附录一实验电路图 (12)附录二芯片引脚图 (13)附录三元器件清单 (16)附录四焊接电路板 (17)参考文献 (18)交通灯定时控制系统的设计、制作摘要：在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路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；绿灯亮表示该条道路允许通行。
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。
数字电子技术课程设计实验报告题目：交通信号灯控制电路设计专业：班级：学号：姓名：指导老师：时间：一、设计任务及要求为了确保十字路口的车辆顺利通过，往往采用自动控制的交通灯信号灯来进行指挥。
（1）其中红灯（R）亮表示该条道路禁止通行；（2）黄灯（Y）亮表示停车，绿灯（G）亮表示允许通行；（3）黄灯亮时要求每秒钟闪亮一次；（4）东西、南北方向除了有红（R）、黄（Y）、绿（G）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）；二、课程设计实验预习要求（1）复习数字系统设计基础。
（2）复习多路数据选择器、二进制同步计数器的工作原理。
（3）根据交通灯控制系统框图，画出完整电路图。
三、设计原理与电路1.分析系统逻辑功能，画出系统框图控制系统原理图交通灯原理控制如上图所示，它主要由秒脉冲发生器、定时器、译码器、控制器等部分组成。
秒脉冲发生器是本实验中控制器和定时器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯控制信号，经驱动电路驱动后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它接受来自定时器的信息后控制译码器工作。
2.单元电路的设计1）控制器控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作。
（1）交通灯的四种工作状态的转变是由控制器进行控制转换的，它们的工作方式满足如右图顺序工作流程，设东西向的红、黄、绿灯分别为EW(R)、EW(Y)、EW(G)，南北向的红、黄、绿灯分别为NS(R)、NS(Y)、NS(G）。
状态1：东西方向车道的绿灯亮，车道通行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行。
状态2：东西方向车道的黄灯亮，车道缓行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行；状态3：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行；南北方向车道的绿灯亮，车道通行；状态4：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行；南北方向车道的黄灯亮，车道缓行；四个状态用时所占比例分别为5:1:5:1,所以，计数器每次工作的循环周期为12，所以可以选择12进制计数器。
交通信号灯课程设计 数电一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握数字电路基础知识，特别是逻辑门电路的工作原理；2. 使学生了解交通信号灯的基本工作原理，并能运用数字电路知识分析信号灯的控制逻辑；3. 引导学生掌握运用数字电路设计简单控制系统的方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学数字电路知识解决实际问题的能力，如设计交通信号灯控制电路；2. 提高学生动手实践能力，学会使用数字电路实验设备，进行电路搭建和测试；3. 培养学生团队协作和沟通能力，通过小组讨论、展示等形式，共同完成课程任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣和热情，激发他们探索科学技术的欲望；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据和分析，养成良好实验习惯；3. 增强学生的安全意识和社会责任感，让他们明白交通信号灯在保障交通安全中的重要作用。
本课程针对电子技术相关专业的高中生，充分考虑学生的认知水平、兴趣和实际需求，将理论知识与实际应用紧密结合。
通过本课程的学习，学生不仅能够掌握数字电路的基本知识，还能将所学应用于实际交通信号灯控制系统的设计与分析，培养他们的创新意识和实践能力。
课程目标的设定旨在使学生在知识、技能和情感态度价值观等方面取得全面进步。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 数字电路基础知识：- 逻辑门电路原理及功能（对应教材第二章第一节）- 组合逻辑电路设计方法（对应教材第二章第二节）- 时序逻辑电路原理及功能（对应教材第二章第三节）2. 交通信号灯控制逻辑：- 交通信号灯基本工作原理（对应教材第三章第一节）- 数字电路在交通信号灯控制中的应用（对应教材第三章第二节）- 交通信号灯控制电路设计方法（对应教材第三章第三节）3. 实践操作与案例分析：- 数字电路实验设备的使用与操作（对应教材第四章第一节）- 交通信号灯控制电路搭建与测试（对应教材第四章第二节）- 案例分析：实际交通信号灯控制系统分析（对应教材第四章第三节）教学内容安排与进度：1. 第1周：数字电路基础知识学习，包括逻辑门电路、组合逻辑电路及时序逻辑电路；2. 第2周：交通信号灯控制逻辑学习，分析交通信号灯的工作原理及数字电路在其中的应用；3. 第3周：实践操作与案例分析，学生分组进行交通信号灯控制电路的设计、搭建和测试；4. 第4周：总结与展示，各组学生展示设计成果，分享实践经验。
电子技术课程设计报告交通灯学院：电气学院专业班级：电子信息工程学生姓名：指导教师：刘正梅完成时间：20110715成绩：电子技术课程设计报告一. 设计要求设计一个由一条主干道和一条支干道的汇合点形成的十字交叉路口交通灯控制电路。
交通信号灯常用于交叉路口，用来控制车辆的流量，提高交叉路口车辆的通行能力，减少交通事故。
本交通灯设计主要由秒脉冲发生器、定时器、控制器、译码显示电路组成。
秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，定时器由74LS160实现，控制器由74LS161和74LS14组成，译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。
控制器通过ST信号对定时器进行控制，从而显示红黄绿灯的转换（1）．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，以使行驶中的车辆有时间停到禁止线以外，设计5s计时显示电路（2）．主、支干道交替通行，主干道每次放行60s，支干道每次放行45s，设计60s和45s计时显示电路（3）．用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关代替传感器作检测车辆是否到来的信号二. 设计的作用、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。
三. 设计的具体实现1．系统概述2．简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证，各功能块的划分与组成，全面介绍总体工作过程或工作原理。
十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。
有一人主干道和一个支干道的十字路口如图所示。
每边都设置了红、绿、黄色信号灯。
红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒鈡，以便让停车线以外的车辆停止运行。
因为主干道上的车辆多，所以主干道放行的时间要长。
1）主干道方向绿灯亮，支干道方向红灯亮。
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。
5：系统的设计、安装、调试工作量少。
1.1.2 基于ARM的设计：图2.基于ARM的交通信号控制器ARM有以下几个特点：1：耗电少，功能强。
2：16位/32位双指令集合。
3：有众多合作伙伴。
1.1.3基于单片机的设计：单片机具有以下几个特点：1：芯片虽小，五脏俱全，是单片机主要特点之一。
其内部设有程序存储器、数据存储器、各种接口电路。
而大型的处理器运算速度较高，运算器位数较多，处理能力较强，但需要在外部配置接口电路。
2：单片机主频一般在100MHZ以下，适合用于独立工作的小型产品之中，引脚数量从几个到百余个。
3：应用简单、灵活，可用汇编语言及C语言开发单片机产品。
图3.基于单片机的交通信号控制器1.1.4 市场上已有的一种交通灯控制器的实物照片及参数：我们设计的交通信号灯控制器全部由数字电路组成。
对比以上几种设计方案，采用数字电路组成的控制器设计思路简单，但所需元器件种类较多，组装起来有一定难度且成本较高。
设计过程是：首先完成对状态机、译码电路、计数器等的逻辑设计，其次利用Verilog HDL语言编写程序，并利用QUARTUSII仿真软件验证所编程序的正确性，最后整理思路进行论文写作。
1.2论文的主要研究内容与结构安排如下：第2章是总体方案介绍部分，包括交通信号灯的功能简介及实现其功能所用的原理，所用的FPGA的特性和Verilog HDL语言的介绍，并给出状态机的状态图及功能框图。
第3章是硬件电路设计部分，包括硬件电路要实现的功能、各模块的描述、电路板设计说明，并给出电路框图、电路板图、详细完整电路图、电路板丝网漏印图及元件列表。
第4章是逻辑设计部分，包括分小节介绍各个模块的实现（利用Verilog HDL语言进行描述），给出顶层模块图和仿真结果的波形图。
第5章是总结与展望部分，介绍了本电路的应用前景，总结此次作业的收获与心得。
本章小结：本章主要介绍了市场上已有的交通信号灯的设计思路及所用原理，并将其特点罗列出来，与本设计方案进行比较，还给出了一种产品的图片及其详细参数。
另外，简要介绍了本论文的主要研究内容与结构安排，给出了论文各章的内容提要。
第2章：总体方案介绍2.1功能介绍：我们设计的交通信号灯控制器可实现对东西南北四个方向直行和左拐车辆及行人的控制，并配有等待时间倒计时的显示功能，可以很好的使等候车辆及行人掌控时间。
2.2功能实现原理：2.2.1状态机：根据电路设计的要求可以得到如下状态机。
当时钟沿到来后，状态机一方面分别控制东西南北四个方向直行与左拐两个方向的指示灯ER1、EY1、EG1、ER2、EY2、EG2、NR1、NY1、NG1、NR2、NY2、NG2的亮灭（E表示东西方向，N表示南北方向，R、Y、G分别表示红黄绿三种颜色的灯，1表示直行方向，2表示南北方向），另一方面输出t信号控制可预置数计数器或将两位预置数db2、db1置入计数器中或开始计数。
2.2.2可预置数计数器：由于各个方向的直行与左拐所需的时间各不相同，导致定时时间不同。
为简化设计、降低成本，本电路采用了可预置数的计数器。
当状态机的输出t=0时置数，t=1时开始计数。
倒计时显示电路同步显示时间。
td信号反馈回状态机，实现对状态机的控制。
2.2.3译码显示电路：本电路采用7446译码器与共阳数码管组成译码显示电路。
当7446译码器的BI/RBO、RBI、LT端均接高电平时，译码器正常工作，共阳数码管显示数字。
2.3EPF10K20TC144-4芯片介绍：2.3.1技术参数•工作温度范围：0°C到+85°C•针脚数：144•SVHC(高度关注物质)：No SVHC (15-Dec-2010)•器件标号：10•封装类型：TQFP•工作温度敏：0°C•工作温度最高：85°C•电源电压：5V•芯片标号：10K20•表面安装器件：表面安装•输入数：189•逻辑功能号：10K20•逻辑芯片功能：可编程2.3.2下载方式Altera公司的FPGA器件有两类配置下载方式：主动配置下载方式和被动配置下载方式。
主动配置下载方式由FPGA器件引导配置操作过程，它控制着外部存储器和初始化过程；而被动配置方式则由外部计算机或控制器控制配置过程。
FPGA在正常工作时，它的配置数据（下载进去的逻辑信息）存储在SRAM中。
由于SRAM的易丢失性，每次加电时，配置数据都必须重新下载。
在实验系统中，通常用计算机或控制器进行调试，因此可以使用被动配置方式。
而在实用系统中，多数情况下必须由FPGA主动引导配置操作过程，这时FPGA 将主动从外围专用芯片中获得配置数据。
而此芯片中的FPGA配置信息是用普通编程器将设计得到的PDF格式的文件抄录进去的。
Altera公司提供了一系列FPGA专用配置器件，即EPC型号的存储器。
专用配置芯片通常是串行的PROM器件。
大容量PROM器件也可提供并行接口，按可编程次数分为两类：一类是OTP（一次可编程）器件；另一类是多次可编程的。
在此设计中采用的配置器件EPC144-4是OTP型串行PROM。
Altera公司为不同系列的器件提供了不同的程序下载方式。
MAX 器件可以通过JTAG断口下载编程或者专用编程器进行编程下载：FLEX器件可以通过JTAG端口下载、ByteBlaster编程电缆并行口PS（被动串行）配置或者使用串行PROM配置实现。
除了使用ByteBlaster进行并行下载，还可以使用BitBlaster进行串行下载和用ByteBlasterMV进行并行下载等。
2.4总体框图及各部分设计介绍：2.4.1功能框图：30s 2s 15s 2s20s 2s 10s 2s2.4.2各部分输入输出介绍：▪状态机部分的输入为td，输出是t、db1、db2、ER1、EY1、EG1、ER2、EY2、EG2、NR1、NY1、NG1、NR2、NY2、NG2；▪计数器部分的输入为t、db1、db2，输出为td及BCD码；▪译码显示电路部分的输入是BCD码，输出端显示输入的BCD码代表的数字。
2.5总体框图设计及各模块的功能介绍：2.5.1状态机：当时钟沿到来后，状态机一方面分别给出高低电平，控制东西南北四个方向直行与左拐两个方向的指示灯ER1、EY1、EG1、ER2、EY2、EG2、NR1、NY1、NG1、NR2、NY2、NG2的亮灭（E表示东西方向，N表示南北方向，R、Y、G分别表示红黄绿三种颜色的灯，1表示直行方向，2表示南北方向），另一方面输出t信号控制可预置数计数器或将两位预置数db2、db1（db2表示高位，db1表示低位）置入计数器中或开始计数。
2.5.2可预置数计数器：由于各个方向车流量大小不同，导致各方向直行与左拐所需的时间也各不尽相同，从而使得定时的时间不同。
为简化设计、降低成本，本电路采用了可预置数的计数器。
当状态机的输出t=0时置数，t=1时开始计数。
倒计时显示电路同步显示时间。
td信号反馈回状态机，实现对状态机的控制。
2.5.3译码显示电路：本电路采用7446译码器与共阳数码管组成译码显示电路。
当7446译码器的BI/RBO、RBI、LT端均接高电平时，译码器正常工作，共阳数码管显示数字。
图5.总体框图2.6状态图：S0 S1 S2 S3td=1S8 S9 S10 S11解释：由于东西南北四个方向均需考虑直行与左拐的情况，再加上都有置数和计数两种情况，故共有16个状态。
当td=X时计数器置数，当td=1时，计数器开始计数。
状态图中的ER1、EY1、EG1、ER2、EY2、EG2、NR1、NY1、NG1、NR2、NY2、NG2分别表示东西和南北方向的直行与左拐的红黄绿三色灯，其中，E表示东西方向，N表示南北方向，R、Y、G分别表示红黄绿三种颜色，1表示直行方向，2表示南北方向；t20、t2、t10、t30、t15表示五种置数与计数要求，每种状态下仅有一个要求满足。
ER1、EY1、EG1、ER2、EY2、EG2、NR1、NY1、NG1、NR2、NY2、NG2中为1是表示此灯亮，为0是表示此灯灭；t20、t2、t10、t30、t15中为1是表示在该状态下要求启动对应时间的置数或计数功能，为0是在该状态下不能启动对应时间的置数或计数功能。
2.7 Verilog HDL语言介绍：Verilog HDL语言就是在用途最广泛的C语言的基础上发展起来的一种硬件描述语言，是一种以文本形式来描述数字系统构和行为的语言，用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。
它是由GDA(Gateway Design Automation)公司的PhilMoorby在1983年末首创的，最初只设计了一个仿真与验证工具，之后又陆续开发了相关的故障模拟与时序分析工具。
