哈工大_数电自主设计_交通信号灯控制电路的设计

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。

交通灯控制电路设计一、目的掌握、训练数字系统的综合设计方法；以及对各基本电路的功能运用和测试方法。

学习掌握各个基本电路之间级连和应当注意的事项；熟悉各基本电路的输入与输出应满足的条件。

正确阐述电路中各参数的意义。

学会在数字系统中正确使用数字集成电路。

学会查阅、读懂数字集成电路手册。

二、设计任务与要求设计一个十字交叉路口交通灯自动控制电路，其形式如右图，要求主干道和支干道两条交叉道路上的车辆交替行驶通过，每次通行时间可任意设定，现规定设为25秒。

在黄灯亮过5秒钟后，才能变换车辆通行道路方向及行人允许通过道路的方向。

在黄灯亮时，每秒钟闪亮一次，同时人行通道（斑马线）旁的报警喇叭也每秒钟响鸣一声。

三、设计原理与分析交通灯控制系统的原理框图如下图所示分析系统的逻辑功能及其框图，交通灯控制系统原理框图，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系统中定时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。

图中的：T L：表示主干道或支干道绿灯亮时的时间为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。

在设定的时间内，T L = 1，设定的时间到，T L = 0。

T Y：表示黄灯亮的时间为5秒，在设定的时间内，T Y = 1，设定的时间到，T Y = 0。

S T：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出的状态转换信号。

由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。

四、交通灯控制器的工作流程十字路口的交通灯控制器分为定时控制和计数控制。

定时控制就是定时器按要求设置，并发出的时间起始和终了信号来进行控制；计数控制既是在十字路口安装有摄像头及分析计数或红外探测计数设备；当这类计数设备，累计到在十字路口某条路上有一定的车辆数后，便立即发出状态转换信号控制控制器，使该条路上的交通灯改变成通行信号灯亮。

下面我们对定时控制十字路口的交通灯控制器进行分析。

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。

交通信号灯课程设计--交通信号灯控制电路的设计目录绪论 (1)1 设计目的和意义 (2)2 目标与总体方案 (2)2.1 时钟信号发生器 (3)2.2 计数器 (4)2.3 主控制器 (5)3 设计方法和内容 (6)3.1实验器材及介绍 (6)3.1.1 74LS00 (7)3.1.2 74LS48 (8)3.1.3 74LS90 (9)3.1.4 74LS20 (10) (11)3.1.6 电阻 (14)3.1.7 发光二极管 (16)4、软件仿真 (17)4.1、EWB应用 (17)4.2、开发板实物正、反面 (23)5、设计创新与关键技术 (26)5.1、焊锡 (26)5.2、焊锡注意 (26)5.2.1、保持合适的温度 (26)5.2.2、用烙铁头对焊点施力是有害的 (27)5.3、电路调试 (27)5.3.1、调试前的检查 (27)5.3.2、调试中注意的事项 (27)5.3.3、测量电路中是否接通 (28)5.3.4、通电后的测试 (28)总结 (29)致谢 (31)参考文献 (32)交通信号灯控制电路的设计摘要：交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高交通道路通行能力、减少交通道路事故有明显事故。

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绿灯的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人安全，实现车辆行人安全，实现十字路口交通管理自动化。

十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。

有一个主干道和一个只感到的十字路口，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，在绿灯变红灯时限要求黄灯亮几秒鈡，以便让停车线以外的车辆禁止运行。

因为主干道上的车辆多，所以主干道放行的时间要长。

本设计采用较为常用的74系列芯片，及555芯片实现了信号灯与信号脉冲同步实现、同步控制，进而提高了整个系统的稳定性、独立性。

数字电子技术课程设计—交通信号灯1、课程设计目的⑴培养学生的数字电路的设计能力。

⑵掌握交通信号灯控制电路的设计、组装和调试方法。

2、课程设计内容和要求⑴设计一个交通信号灯的控制电路，要求：①主干道和支干道交替放行，主干道车流量大，每次放行30S，支车道流量小，每次放行20S。

②每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5S，此时原红灯不变。

③用十进制数字显示放行及等待时间。

⑵用SSI和MSI器件组成交通信号灯控制电路，并在DICE-3实验箱上进行组装和调试。

⑶画出各单元电路图，整机逻辑框图和逻辑电路，写出设计实验总结报告。

3、交通信号灯的基本原理十字路口的红绿灯灯指挥着行人和各种车辆的安全通行，示意图如下，有一个主干道和一个支干道，每边都设置了红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮可以通行，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟，各方向车辆都停止通行。

要实现上述交通信号灯的自动控制，电路中应有主控制器、计数器、时钟信号发生器、计时器、8421BCD译码器和数码显示器、信号灯译码驱动器几部分电路组成，整机电路原理框图如实训图2⑴时钟信号发生器（秒信号发生器）数字系统是靠时钟信号来工作的，是主控制器和计时器的工作信号，获得脉冲的方法有两种，一是用多谐振荡器直接产生，另外是利用整形电路将其它周期性波形转换成矩形脉冲，多谐振荡器的电路有多种形式，RC环形多谐振荡器，555定时器构成的多谐振荡器，CMOS多谐振荡器，秒信号发生器等。

在此我们提供了555定时器构成的多谐振荡器的参考电路。

要获得周期为1秒的矩形波，运用公式T=0.7（R1+2R2）C1合理电阻和电容的值取C1=0.01μF，则R1+2R2=？⑵主控制器十字路口车辆通行有如下时序图：①开始设主干道通行（主绿亮）支干道不通行（支红亮）持续时间30S；②30S后，主干道停车，支干道仍不通行，这种情况下主黄与支红亮，持续时间5S；③5S后，主干道不通行，支干道通行，这种情况下主红与支绿亮，持续时间20S；④20S后，主干道仍不通行，支干道停车，这种情况下主红与支黄灯亮，持续时间5S，5S后又回到第一种情况，如此循环反复。

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。

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：电子工程学院学生姓名：XXX（XX号）专业名称：电子信息工程班级：电子XXXX实习时间：2010年12月6日——2010年12月17日红绿灯交通信号系统一、红绿灯交通信号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）。

二、红绿灯交通信号系统红绿灯交通信号系统外观示意图如图1所示。

图1 十字路口交通灯模拟图三、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。

四、设计思路在实际情况下，一个十字路有一个主干道和一个支干道。

主干道的车流量较大，即要求主干道绿灯亮的时间长，支干道正好相反。

五、总体方案简单原理如下：由555时钟信号发生电路产生稳定的“秒”脉冲信号，确保整个电路装置计时工作稳定进行。

用两片74LS161作为计数器，将其输出端通过非门与74LS48相连后，把74LS48输出端连到数码管上，实现倒计时；用另外一片74LS161作为状态控制器，控制状态变量Q2Q1的变化，即实现变化：00-01-10-11；用计数器的RCO进位端作为状态控制器的脉冲；利用状态控制器对计数器实现至数操作，从而实现模30，模20，模5的转换；六个灯与由状态控制器控制的74LS74的输出端通过门电路直接相连。

电子与电气工程学院课程设计报告课程名称电子技术课程设计设计题目交通信号灯控制器的设计所学专业名称电子信息工程班级电信133学号2013210980学生姓名姚鑫指导教师汪俊2015年6月7日任务书设计名称：交通信号灯控制器的设计学生姓名：姚鑫指导教师：汪俊起止时间：自2015 年 5 月25 日起至2015 年 6 月7 日止一、课程设计目的1) 熟悉集成电路及有关电子元器件的使用;2) 了解交通信号灯控制器的设计主体电路的组成及工作原理;3) 学习数字电路中状态控制电路、时钟脉冲产生电路、信号灯显示电路、时间显示控制电路等单元电路的综合应用。

二、课程设计任务和基本要求设计任务：1) 设计好完整的设计方案。

2) 对电路的原理进行简要分析。

3) 在Multisim仿真软件中绘制出完整仿真电路图。

并且尽可能地使整个电路简洁、整齐、一目了然。

4) 对设计的电路进行调试，完成课程设计应达到的目的.基本要求：1) 有明确的设计方案使操作简便易行；2) 设计一个十字路口的交通信号灯控制器电路；3) 具有能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态, 用两组红、黄、绿三色灯作为两个方向的红、黄、绿灯；4) 能实现正常的倒计时功能.用两组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，主干道每次放行（绿灯）60秒，支干道每次放行（绿灯）45秒，在每次由绿灯变成红灯的转换过程中，要亮黄灯5秒作为过渡。

5) 在仿真软件中进行调试检测完成课程任务；6) 按规定格式写出课程设计报告书，字数要求3000字以上。

指导老师评价表目录摘要与关键词 (2)1交通信号灯控制电路的概述 (3)2原理分析 (4)2.1 电源模块 (4)2.2秒脉冲发生模块 (4)2.3计数模块 (6)2.4逻辑电路模块 (7)2.5 分频器模块 (8)2.6 交通信号灯控制电路的整体电路图 (9)3交通信号灯控制电路的仿真与调试 (9)4总结 (11)4.1 设计成果 (11)4.2 思考感悟 (11)参考文献 (12)交通信号灯控制器的设计摘要与关键词摘要：随着我国城市化建设的发展，人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进入了寻常老百姓的家庭，再加上政府大力发展公交车、出租车，使得道路上车辆越来越多，许多大城市如北京、上海、南京等均出现了道路交通超负荷运行的情况。

淮海工学院课程设计报告书课程名称：数电技术课程设计题目：交通灯控制电路设计系（院）: 电子工程学院___________学期： ___________________专业班级：____________ 电子101 ________姓名： _________________________学号： ______________ 031091130 ______ 评语:成绩:签名:日期:1引言众所周知，中国是世界上人口最多的国家，同时中国也是世界上交通事故发生率最高的国家。

中国每年交通事故死亡人数超10万人，居世界第一。

目前中国的道路安全形势非常严峻，有统计数据表明每5分钟就有一人丧生车轮，每1分钟就会有一人因交通事故而伤残，每年中国因交通事故所造成的经济损失上达数百亿元。

随着社会经济的发展，每年都有大量的农村人口迁往城市，逐年增多的城市人口无疑给城市的交通带来了很大的负担。

尤其在一些经济较发达的城市，例如上海，北京几乎每天都会发生很多次堵车，这就白白浪费了很多人宝贵的时间。

因此设计一个行之有效的交通灯控制电路，并让人们自觉遵守，不但能有效的降低交通事故的发生率，而且可以帮助很多人节省大量的时间，从而间接提高人们每天的工作效率。

我国交通路灯标志分为4种：禁止标志用红色；警告标志用黄色；指示标志用蓝色。

本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路进行设计，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。

2设计任务1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求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25s。

2、要求黄灯先亮5s，才能变换运行车道。

3、黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。

4、每路口均有时间显示（两位LED。

3设计要求1、画出总体设计框图，以说明交通灯由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输途径、方向和频率变化。

数电课程设计---交通信号灯控制电路西北工业大学课程设计报告题目: 交通信号灯控制电路学院：航海学院班级：03051001班学生（学号）：学生（学号）：日期：2013 年 1 月摘要Verilog HDL 作为一种规范的硬件描述语言，被广泛应用于数字电子系统设计。

它允许设计者进行各种级别的逻辑设计，也可以进行数字逻辑系统的仿真验证、时序分析、逻辑综合操作。

本文介绍了应用Verilog HDL语言自顶向下的设计方法设计交通灯控制系统，使其实现道路交通的正常运转，突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点。

通过Quartus Ⅱ完成了程序的编写、编译与仿真，生成顶层文件后下载到芯片CycloneⅢ EP3C16F484C6芯片上，在DE0开发板上进行验证。

验证结果表明，该设计可以完成交通灯控制的相关要求。

关键词：交通信号灯控制 Verilog HDL Quartus Ⅱ DE0目录一、课程设计目的二、设计任务与要求三、方案设计四、模块设计五、程序代码六、开发板验证七、遇到问题与解决办法八、总结九、参考文献十、附录（管脚对应关系）一、课程设计目的设计目的：初步了解掌握硬件描述语言，体会自顶向下的设计思想，锻炼查阅资料与知识应用的能力。

二、设计任务与要求设计任务：设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行设计要求：1、南北和东西方向各有一组绿、黄、红灯用于指挥交通，绿灯、黄灯和红灯的持续时间分别为20秒、5秒和25秒；2、当有特殊情况（如消防车、救护车等）时，两个方向均为红灯亮，计时停止，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行；3、用两组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行的时间。

三、方案设计任务分析：东西（A车道）和南北（B车道）方向各有一组绿、黄、红灯用于指挥交通（如图1、2），绿灯、黄灯和红灯的持续时间分别为 25秒、5 秒和 30 秒。