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目录一．前言 (3)二．设计任务书 (3)三．交通灯设计原理 (4)1. 74LS161的逻辑功能 (4)2．74LS191的逻辑功能 (5)3、真值表卡诺图 (8)4. 各子电路单元设计 (9)5. 总电路图 (13)四、元器件清单 (14)五、体会总结 (15)六、参考文献 (15)一前言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。
交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，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。
二设计任务书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。
（2）每次通过时间为8秒。
（3）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮然后才能变换运行车道。
（4）黄灯亮时，要求持续亮2秒。
（5）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；三交通灯设计原理通过同步二进制计数器74lS161D和组合逻辑电路来控制十字路口各个红黄绿灯的亮与灭，在交通灯亮灭的同时，再通过加减法计数器74LS191D和组合电路来控制主次道红黄绿灯的计数显示，比如计数器通过组合逻辑电路使红灯亮，同时通过组合电路使主道开始计数。
逻辑电路图如下图所示：各模块功能及原理74LS161的逻辑功能74LS161的外引线图功能表：时序图：74LS191的逻辑功能时序表：74LS161 74LS191在实现十字路口交通灯中的真值表D1B1C1A1D2B2C2A2D3B3C3A30 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 01 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 02 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 03 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 04 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 05 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 06 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 07 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 08 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 9 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 10 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 11 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 12 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 13 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 014 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 15 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 074LS161 74LS191在实现十字路口交通灯中的卡诺图 南北方向：D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 1 1 0 0 01 1 1 0 0 11 1 1 0 0 1011D 2=D 1 非￣C 2=D 1C 1+D 1B 1B 1=D 1 A 2=0南北灯：F 红= D1非F 黄=（D1非+C1+B1）非D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 0 0 1 0 01 0 0 1 0 11 0 0 1 1 1011D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 0 0 1 1 01 0 0 1 1 11 0 0 1 1 1011D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 0 0 0 0 01 0 0 0 0 02 0 0 0 003 0 0 0 0F 绿= D1C1+D1B1东西方向：D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 0 0 1 1 01 0 0 1 1 11 0 0 1 1 1011D 3=D 1C 3=D 1非(C 1+B 1)D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 1 1 0 0 01 1 1 0 0 11 1 1 0 0 1011B 3=D 1非 A 3=0 东西灯：F 红= D1F 黄=（D1+C1+B1）非 F 绿= D1非(C1+B1)各子电路单元设计1.函数信号发生器在仿真电路中的实现D 1C 1 B 1A 1 0001111000 0 1 0 0 01 0 1 0 0 11 1 1 0 0 1011D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 0 0 0 0 01 0 0 0 0 11 0 0 0 0 102.函数信号发生器在仿真电路中的参数设置数字变换过快过慢都不符合实际经过检测发现频率设置为50Hz左右时，数字显示器变化频率正合适3. 74LS161计数器在仿真电路中的实现4.74LS191计数器在仿真电路中的实现5.红黄绿指示灯在仿真电路中的实现6.数字显示器在仿真电路中的实现7.电路模块功能的实现十字路口南北方向电路的实现东西南北方向电路的实现以子电路替换使线路简单化总电路图：四．元器件清单集成电路 74LS161 1片 74LS191 2片74LS04D 1片 74LS02D 1片74LS32D 7片 74LS08D 2片函数信号发生器1个数字显示器4个红黄绿指示灯各4个五．心得体会通过本次实践，让我受益匪浅，虽然查了很多资料，花了很多时间，但觉得还是值得的，即使完成的慢了些，中途还有想放弃的念头，但还是坚持在找错误，觉得耐心和遇到问题不放弃的坚持也很重要，如果没有坚持不会有现在对数电及仿真软件的深刻认识。
一、设计项目简介随着电子科学技术的发展，单片机的应用在现实生活中得到越来越广泛的应用。
此十字路口交通灯控制的设计是基于单片机AT89C51的定时装置，当到达一定时间时相应的红、绿、黄灯亮起，起到疏导交通的作用。
此外还可以通过人为控制根据具体情况设定具体定时时间，灵活性较强。
1.1 设计任务用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红、绿、黄灯交替点亮和熄灭，并利用LED数码管十字路口两个方向的剩余时间。
要求能用按键设置两个方向的通行时间（绿等、红等点亮时间）和暂缓通行时间（黄灯点亮时间）。
系统的工作应符合一般交通灯控制的要求。
1.2 性能指标A.两位数码管显示器（00-99）B.四组（东、南、西、北）交通信号灯东：绿<EAST>、红< EAST >、黄< EAST >南：绿<SOUTH>、红< SOUTH >、黄<SOUTH>西：绿<WEST>、红< WEST >、黄< WEST >北：绿<NORTH>、红<NORTH >、黄<NORTH>C.9个按键1.BUTTON_RST-复位3.BUTTON_WE-东西方向红绿灯设置4.BUTTON_SN南北方向红绿灯设置5.BUTTON_Y-黄灯设置6.BUTTON_DA-设置时间加一7.BUTTON_DB-设置时间加十8.BUTTON_CANCEL-取消设置9.BUTTON_FINISH-完成设置二、系统总体方案及硬件设计2.1 单片机简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
如下图所示（Vcc和GND隐藏）：单片机最小系统：电源电路，复位电路和振荡电路（如下图）。
2.2 系统硬件电路的设计硬件原理图2.3系统功能描述通电后，数码管显示00，不同方向的所有灯全部亮起；点击BUTTON_RUN:电路以默认初始状态开始工作，初始状态下，东西方向通行时间为30秒，南北方向通行时间为25秒，黄灯警告时间为5秒，东西路通行，数码管显示开始倒计时，到5秒时，黄灯闪烁警告，30秒结束后南北路通行，以此往复；当设置时间完成后，点击此按键开始以设置时间运行，不设置重新点击则以上一次时间重新开始运行；点击BUTTON_WE:进入东西方向红绿灯时间设置状态，东西方向红绿灯亮起，点击BUTTON_DA一次，数码管个位数加一，点击BUTTON_DB，数码管十位数加一，数码管显示时间为人为设定时间（0-99s），点击BUTTON_FINISH保存当前设置时间，点击BUTTON_CANCEL取消当前设置时间并回到默认（30秒）状态；点击BUTTON_RUN开始运行；点击BUTTON_SN:进入南北方向红绿灯时间设置状态，南北方向红绿灯亮起，点击BUTTON_DA一次，数码管个位数加一，点击BUTTON_DB，数码管十位数加一，数码管显示时间为人为设定时间（0-99s），点击BUTTON_FINISH保存当前设置时间，点击BUTTON_CANCEL取消当前设置时间并回到默认（25秒）状态；点击BUTTON_RUN开始运行；点击BUTTON_Y:进入黄灯时间设置状态，所有黄灯灯亮起，点击BUTTON_DA 一次，数码管个位数加一，点击BUTTON_DB，数码管十位数加一，数码管显示时间为人为设定时间（0-99s），点击BUTTON_FINISH保存当前设置时间，点击BUTTON_CANCEL取消当前设置时间并回到默认黄灯（3秒）状态；点击BUTTON_RUN 开始运行；点击BUTTON_RST：为复位按键，回到刚上电后状态，以默认初始状态运行。
交通信号灯控制系统设计摘要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。
在城镇街道的十交叉字路口,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，表示该道路禁止通行;绿灯亮表示该条道路允许通行。
交通灯控制电路自动控制十字路口两组红黄绿交通灯的状态转换,指挥车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。
本文介绍交通信号灯的基本工作原理，基本组成，设计步骤及方法，电路说明等。
着重强调了设计的原理和方法,并附以电路说明,从更深层次的把交通灯的设计原理展现给大家。
它结合模拟电子技术和数字电子技术的基本研究方法并根据实际情况进行设计电路,并最终实现指挥交通。
本文的思路基于智能交通灯设计方案,并进行简单改进。
着重从数字电子的方向研究问题，把与非门和RS密码锁等方面的知识运用到实际的设计中,并发挥实际作用，最终实现红黄绿的三个灯的交替自动变换。
关键词：555定时电路;交通信号灯;计数器；译码置数电路目录1 绪论 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
1.1 概述.................................................................................错误!未定义书签。
1.2 基本工作原理及框图.....................................................错误!未定义书签。
２相关芯片及硬件电路设计ﻩ错误!未定义书签。
2.1 信号灯状态控制器设计...............................................错误!未定义书签。
第1章绪论1.1 引言可编程控制器（programmable controller）属于微型计算机的一种，并且最早为工业控制应用而设计制造。
由于其在最初功能上只可实现定时、计数以及逻辑控制等功能，故也被称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。
它具有可靠性高，功能完善，抗干扰性好、结构简单、编程方便、体积小、重量轻等优点，是一种专门用于工业环境及过程控制的数字运算操作的电子系统并且主要用来代替继电器实现逻辑控制。
PLC以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、网络技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制自动化装置。
随着现代技术的发展，该装置在功能及构造上己经远远超过了早期的PLC。
交通问题是现代社会发展的一个重要表现，同时也是社会发展的重要依托。
交通运输是城市功能活动的命脉，它直接影响社会经济与生活的各个方面。
无论是在古代还是现代，交通运输都具有十分重要的经济意义和战略意义。
在现代经济高速发展的今天，交通问题己经被许多国家和地区提上了日程。
如何高效、快捷地出行，是关乎人们生产和日常生活的重要问题。
而与之相关的方方面面也就自然而然地成为了人们所研究和关注的焦点。
本课题通过深入地研究PLC的硬件结构与工作方式，成功地将PLC与十字路口交通信号灯联系起来，初步解决了交通拥堵问题。
系统地设计了基于PLC的十字路口交通信号灯控制系统，对包括具体信号灯配置、硬件与软件的设计在内的控制环节进行了深刻研究，并且探索了手持式无线遥控装置对于信号灯的控制。
1.2 课题的背景随着社会的发展和进步以及人民生活水平的提高，上路的车辆越来越多，但相应的公路设施却没有相应的改善。
这就导致了城市交通拥堵问题突出，而且拥堵的地方多是十字路口等车辆汇集处。
在世界各大城市，交通堵塞尤为严重，尽管人们发明了红绿灯，修建了立交桥，但是交通堵塞问题始终没有解决，使之成为世界性的难题。
十字路口智能交通灯摘要本系统由单片机系统、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。
系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。
系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。
人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
关键词：单片机；交通灯；控制器AbstractThe system is composed of SCM system, keyboard, LED display, light demo system composition. System include pavements, turn left, turn right, and basic functions of the traffic lights. System besides basic traffic lights function outside, still have the countdown, time setting, emergency treatment, in different period of time and adjust the light according to the specific conditions of manual control etc. Function. With the development of social economy, urban transportation problem and has attracted the attention of people. People, vehicles and road relationshipcoordination, has become the transportation management department needs to solve one of important issues. Urban traffic control system is designed for urban traffic data monitoring, traffic light control and traffic persuation computer integrated management system, it is the modern urban traffic control command system.Keywords: SCM, Traffic lights, controller目录摘要--------------------------------------------------------------1 Abstract-----------------------------------------------------------1 引言-------------------------------------------------------------3第一章方案论证与设计--------------------------------------------------------------------4 第二章系统硬件设计-----------------------------------------------------------------------72.1总体设计------------------------------------------------------------------------------72.2单片机基本结构---------------------------------------------------------------------72.3单片机最小系统---------------------------------------------------------------------102.3.1时钟电路----------------------------------------------------------------------------102.3.2复位电路----------------------------------------------------------------------------112.3.3LED显示电路----------------------------------------------------------------------12 第三章系统软件流程图设计---------------------------------------------------------------143.1主程序流程图设计-------------------------------------------------------------------143.2定时中断子程序流程图设计-------------------------------------------------------153.3显示子程序流程图-------------------------------------------------------------------163.4案件子程序流程图-------------------------------------------------------------------17 第四章系统软件程序设计------------------------------------------------------------------18 第五章系统仿真------------------------------------------------------------------------------275.1PROTUES软件介绍------------------------------------------------------------------275.2交通系统PROTUES仿真-----------------------------------------------------------27 第六章．调试与功能说明---------------------------------------------------------------------286.1硬件调试-------------------------------------------------------------------------------286.2软件调试问题及解决----------------------------------------------------------------28 附录整机电路图---------------------------------------------------------------------------29 结束语-------------------------------------------------------------------------------------------30 致谢--------------------------------------------------------------------------------------------31 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------32引言近年来，随着我国国民经济的快速发展，我国机动车辆发展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，交通拥挤和堵塞现象时常出现。
湘潭大学信息工程学院课程名称：十字路口人行道交通灯设计专业：自动化学号：2011551810班级：11自动化（3）班学生姓名：余帆完成日期：2015年1月11日摘要PLC是一种新型的通用的自动控制装置。
PLC它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是专门为工业控制而设计的，具有功能强、运用灵活、可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、编程简单，使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列有点。
十字路口的红绿灯指挥着行人和车辆的安全运行，实现红绿灯的自动指挥能使交通管理工作得到改善，也是交通管理工作自动化的重要标志之一。
解决好公路交通灯控制问题是保障交通有序、安全、快捷运行的重要环节。
本设计是用PLC来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是采用西门子的S7-200系列CPU224型号PLC对东西南北的红、黄、绿灯实现有规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。
控制程序为梯形图(LAD)。
关键词：PLC控制、梯形图、交通灯目录（一） PLC概述............................. 错误！未定义书签。
1.1 PLC的硬件结构 (3)1.2 PLC的工作原理 (4)1.3 S7-200的概述 (5)（二）交通信号灯 (7)（三）方案设计 (8)3.1控制要求 (8)3.2系统设计方案分析 (8)3.3 交通灯状态图 (9)3.4 主程序流程图： (10)（四）硬件设计 (10)4.1 硬件选择 (10)4.2 PLC的I/O分配表 (10)4.3 PLC的硬件接线图： (11)（五）软件设计 (12)5.1 十字路口交通信号灯梯形图 (12)（六）仿真实验 (14)（七）设计总结 (16)参考文献 (16)（一） PLC概述可编程序控制器（Programmabie Logic Controller,缩写PLC）是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。
十字路口的交通灯控制电路设计十字路口的交通灯控制电路设计摘要本论文主要阐述了交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。
随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。
俗话说“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通安全。
作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应国际化。
随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。
人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。
然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。
而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。
所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。
以下就交通灯控制系统的电路原理、设计和实验调试等问题来进行具体分析讨论。
关键词：交通灯自动控制定时准确报警高速目录一、对交通信号灯的控制 (4)1．1题目要求 (4)二、交通灯的组成 (5)2．1交通灯控制系统的原理框图 (5)2．2交通灯运行状态 (5)2．2．1一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程 (6)三、单元电路的设计 (9)3．1秒脉冲发生器 (9)3．2定时器 (10)3．3控制器 (12)3．4译码器 (14)3．5交通信号灯 (16)3．6整个交通灯控制系统的布局 (16)四、PCB的制作 (16)4．1原理图的绘制 (17)4．2 PCB的排线 (17)五、焊接技术 (17)5.1导线的焊接 (17)5．1．1焊接操作姿势与卫生 (18)5．1．2焊接的基本操作 (18)5．2印制电路板的焊接 (21)5．3 焊后处理 (22)六、仿真过程与效果分析 (22)6．1电路试调 (22)6．1．1调试前的检查 (23)6．2调试中注意的事项 (24)6．3通电后的测试 (25)6．4操作说明 (25)七、元器件清单 (26)八、结束语 (27)九、谢词 (29)十、参考文献 (29)一、对交通信号灯的控制1．1题目要求1.信号灯收一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。
湘潭大学毕业设计说明书题目：十字路口交通灯的PLC控制系统设计学院：职业技术学院专业：机电一体化技术学号：*********** 姓名：曹** 指导教师：****完成日期：2016年5月湘潭大学毕业设计任务书设计题目：十字路口交通灯的PLC控制系统设计学号：20139202102 姓名：专业：机电一体化技术指导教师：系主任：一、主要内容及基本要求本文是利用PLC对十字路口交通灯进行模拟控制，从而能够对真正的十字路口交通灯控制系统有更深入的了解。
我们利用发光二级管来代替交通信号灯作为被控制对象，通过24V转换电源为发光二极管供电。
并且通过计算机软件编写程序，将编写好的程序写入到PLC中，通过PLC的16个输出信号控制相应的中间继电器的通断，进而通过中间继电器控制发光二极管的亮、灭和闪烁等状态。
最后通过有效的布局将相应的器件安装到相应的地方，组成模拟的十字路口交通灯控制系统。
通过对真正的十字路口交通灯控制系统的模拟，使我们比较深刻的认识了真正的十字路口交通灯控制系统的工作过程，知道了许多交通灯的相关知识。
本控制系统可有效解决现有交通的道路拥挤、交通秩序混乱等问题。
二、重点研究的问题通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作，使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握。
同时也培养自身综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力，更使我们受到了PLC系统开发的综合训练，从而能够使我们进行PLC系统设计和实施，并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。
三、进度安排四、应收集的资料及主要参考文献1 齐从谦，王士兰． PLC技术及应用．机械工业出版社，20002 贾德胜．PLC应用开发使用子程序．人民邮电出版社，20063 余国亮．PLC原理与应用：三菱FX系列．清华大学出版社，20054 钱锐．PLC应用技术．科学出版社，20065 李建厚．PLC原理与应用设计．化学工业出版社，20056 廖常初．PLC基础及应用．机械工业出版社，20037 高钦和．可编程控制器应用技术与设计实例．人民邮电出版社，20048 张进秋，陈永利，张中民．可编程控制器原理应用实例．机械工业出版社，20049 赵家礼．图解维修电工操作技能．机械工业出版社，200617 瞿大中．可编程控制器应用与实验．机械工业出版社，200218 周美兰．PLC电气控制与组态设计．科学出版社，200319 魏志精．可编程序控制器应用技术．电子工业出版社，199820 催亚军．可编程控制器原理及程序设计．电子工业出版社，199321 王也仿．可编程序控制器应用技术．机械工业出版社，200122 王丹利．可编程序控制器原理与应用．西北工业大学出版社，1996湘潭大学毕业设计评阅表学号：20139202102 姓名：专业：机电一体化技术设计题目：十字路口交通灯的PLC控制系统设计湘潭大学毕业设计鉴定意见学号：20139202102 姓名：专业：机电一体化技术毕业设计说明书38 页图表10 张十字路口交通灯的PLC控制系统设计摘要本文是利用PLC对十字路口交通灯进行模拟控制，从而能够对真正的十字路口交通灯控制系统有更深入的了解。
题目：十字路口交通管理控制器院系：控制与计算机工程学院班级：学号：学生姓名：**成绩：日期：年月日一、目的与要求设计一个十字路口的交通灯控制电路，主、支道各配有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该道路禁止通行；黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯表示该道路允许通行。
该电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，实现十字路口自动化。
二、设计原理 1． 交通灯组成主、支车道交通灯的运行状态有3种，如下表所示。
主车道 支车道 交通灯显示绿灯60s 红灯70s黄灯10s 红灯30s绿灯20s 黄灯10s2． 单元电路设计 1.1秒脉冲发生器脉冲发生器用555定时器构成多谐振荡器，震荡频率为： f0=1/(0.7(R1+2R2)C)根据计算公式，可取R1=72.14k ，R2=30.54k ，C1=10uF ，C2=10nF电路路如右图：主车道选择置数支车道定时器主车道显示电路支车道交通灯主车道交通灯 主车道定时器支车道选择置数这车道显示电路时钟信号1.2计数模块交通灯计时模块是一个减计数器，因此采用74LS192可逆计数器，用两块芯片级联的方式构成所需要的计数器，并且采用异步置数的方式，根据主、支车道的不同状态，对计数器置不同的数据。
定时器输出端接数码显示管即可构成显示电路。
具体电路如下图：1.3选择置数模块首先考虑到主、支车道交通灯状态有三种，因此需要一个编码器将三种状态编码（这里采用了74LS138芯片，虽然是3输入，其实只用到了A、B输入端）；又因为每种状态需要给定时器置不同的数，因此需要一个译码器将三种状态翻译成需要的数据，并连接到定时器，进行置数（考虑到要求的时间数字不超过7，采用74LS148优先编码器，虽然是3输出，与定时器的置数端不匹配，但是定时器D置数端没有用到，可悬空）。
又考虑到交通灯要循环工作，因此需要一个能自启动功能的模3计数器给编码器编码，并且该计数器的翻转脉冲来自定时器到0结束时的置数脉冲。
湘潭大学电子技术课程设计报告书题目：交通灯定时控制系统设计学院：信息工程学院专业班级：2008级自动化三班学号：2008550309姓名：邹福筱指导教师：肖业伟时间：2010年11月1日设计任务书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。
交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，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。
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。
选做扩展功能：（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。
目录一、交通灯设计原理 (4)二、单元电路的设计 (8)1、秒脉冲发生器 (8)2、定时器 (9)3、控制器 (11)4、译码器 (14)5.交通信号灯 (16)6.整个交通灯控制系统的布局 (17)三、仿真过程与效果分析 (18)四、元器件清单 (21)五、体会总结 (22)六、参考文献 (23)附proteus仿真图一．交通灯设计原理交通灯控制系统的原理框图如图1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: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，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5秒。
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。
由它控制定时器开始下个工作状态的定时。
图1 交通灯控制系统的原理框图两方向车道的交通灯的运行状态共有4种(因人行道的交通灯和车道的交通灯是同步的,所以不考虑)，如图2所示一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程如下：（1）图甲车道绿灯亮，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）甲车道黄灯亮，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，乙车道黄灯亮。
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。
（4）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。
表示甲车道禁止通行，乙车道上位过县停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。
黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第（1）种工作状态。
交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。
设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如下表所示。
控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。
为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定：AG=1：甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮；AY=1：甲车道黄灯亮；BY=1：乙车道黄灯亮；A R=1：甲车道红灯亮；BY=1：乙车道红灯亮；由此得到交通灯的ASM图，如图3所示。
设控制器的初始状态为S0（用状态框表示S0），当S0的持续时间小于25秒时，TL=0 （用判断框表示TL），控制器保持S0不变。
只有当S0的持续时间等于25秒时，TL=1，跳转到S1，这时当S1持续时间小于5秒时TY=0，控制器保持S1不变，只有当持续时间等于5秒时，控制器发出状态转换信号ST（用条件输出框表示ST），也就是说每跳转一次持续总时长为30秒，然后转换到下一个S2状态，满足条件又跳到S3的总时长30秒工作状态。
依此类推可以弄懂ASM图所示表达的含义。
图3．画出交通灯控制器的ASM三．单元电路的设计（1）秒脉冲发生器脉冲信号发生器用的是555定时器构成多谐震荡器，震荡频率为：f=1.43/(R1+2R2)C电路图如下图：秒脉冲产生器（2）定时器定时器由与系统秒脉冲（由上面时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成，要求计数器在状态信号ST作用下，首先清零，然后在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从30开始进行减1计数，向控制器提供模5的定时信号TY和模25的定时信号TL。
计数器选用集成电路74LS192进行设计较简便。
74LS192是4位十进制同步计数器，它具有同步清零、同步置数的功能。
74LS192的外引线排列图如图4所示，其功能表如图5所示。
图中，为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
图6则为两片74LS192连接的定时电路图。
图4、74LS192的外引线排列图图5、74LS192的外引线排列图定时器电路图（3）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状态的转换。
从ASM图可以列出控制器的状态转换表，如表12、3所示。
选用两个D触发器做为时序寄存器产生4种状态，控制器状态转换的条件为TL和TY，当控制器处于Q1n+1Q0n+1＝00状态时，如果TL＝0，则控制器保持在00状态；如果，则控制器转换到Q1n+1Q0n+1＝01状态。
这两种情况与条件TY无关，所以用无关项"X"表示。
其余情况依次类推，同时表中还列出了状态转换信号ST。
表3 控制器状态转换表根据表12、3、可以推出状态方程和转换信号方程，其方法是：将Q1n+1、Q0n+1和ST为1的项所对应的输人或状态转换条件变量相与，其中"1"用原变量表示，"0"用反变量表示，然后将各与项相或，即可得到下面的方程：S t=根据以上方程，选用74LS74实现每个D触发器的输入函数，用减法计数器的输出，通过逻辑电路控制双D触发器Q0和Q1在4种状态图间跳变电路逻辑图如下：图6控制器逻辑图(4）译码器译码器的主要任务是将控制器的输出Q1、Q0的4种工作状态，翻译成甲、乙车道上6个信号灯的工作状态。
控制器的状态编码与信号灯控制信号之间的关系如表4所示。
表4控制器状态编码与信号灯关系表通过与非门和非门来简洁翻译成两路交通的亮灭，其中，黄灯的闪烁，是通过NPN三极管的基极接脉冲信号控制其通断实现的。
下图为译码器部分的逻辑图（其中各个门的输入输出都表明了节点）(5）译码交通信号灯（其中AG、AY、AR、BG、BY、BR都用节点表示，跟上图的相对应节点相连，而flash 外接脉冲发生器）(6)整个交通灯控制系统的布局（为了清晰，很多地方打了节点）四．仿真过程与效果分析电路试调电路连接完后，要进行调试，以检测是否达到要求。
实践表明，一个电子装置，即使按照设计的电路参数进行安装往往也难于达到预期效果。
这是因为人们在设计时，不可能周全地考虑各种复杂的客观问题，必须通过安装后的测试和调整，来发现和纠正设计方案的不足。
然后采取措施加以改进，使装置达到预定的技术指标。
因此调整电子电路的技能对从事电子技术及有关领域工作的人员来说，是不应缺少的。
调试的常用仪器有：万用表、示波器、信号发生器。
调试前的检查电子安装完毕，通常不宜急于通电，要形成这种习惯，先要仔细检查。
其检查内容包括：（1）连线是否正确检查的方法通常有两种方法：a.按照电路图检查安装的线路这种方法的特点是根据电路图连线，按一定顺序安装好的线路，这样比较容易查出哪里有错误。
按照实际线路来对照原理图电路进行查线这是一种以元件为中心进行查线的方法。
把每个元件引脚的线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在，这种方法不但可以查出错线和少线，还容易查出多线。
为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做出标记，最好用指针式万用表“欧姆1”挡，或数字万用表“欧姆挡”的蜂鸣器来测量，可直接测量元、器件引脚，这样可以同时发现接触不良的地方。
元器件的安装情况检查元器件引脚之间有无短路和接触不良，尤其是电源和地脚，发光二极管“+”、“-”极不要接反。
调试方法与原则通电观察把经过准确测量的电源接入电路。
观察有无异常现象，包括有无元件发热，甚至冒烟有异味电源是否有短路现象等；如有此现象，应立即断电源，待排除故障后才能通电。
一步对电路参数提出合理的修正。
调试中注意的事项为了保证效果，必须减小测量误差，提高测量精度。
为此，需注意以下几点：（1）正确使用测量仪器的接地端（2）测量电压所用仪器的输入端阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。
因为，若测量仪器输入阻抗小，则在测量时会引起分流给测量结果带来很大的误差。
（3）仪器的带宽必须大于被测电路的带宽。
要正确选择测量点。
（4）用同一台测量仪进行测量进，测量点不同，仪器内阻引起的误差大小将不同。
（5）调试过程中，不但要认真观察和测量，还要于记录。
记录的内容包括实验条件，观察的现象，测量的数据，波形和相位关系等。
只有有了大量的可靠实验记录并与理论结果加以比较，才能发现电路设计上的问题，完善设计方案。
（6）调试时出现故障，要认真查找故障原因，切不可一遇故障解决不了的问题就拆掉线路重新安装。
因为重新安装的线路仍可能存在各种问题。
我们应该认真检查.调试结果是否正确，很大程度受测量正确与否和测量精度的影响。
对于本交通灯来说，只要不出现异常的现象，一般不需要调试，直接进行测量。
测试电路中线路是否接通同上用万用表的欧姆档，测试每一组的连通的线，将两表笔接到被测的一组线的起始线和末端线的两端，看电阻是否为零，如果是零，则证明是通的；如果是无穷大，则证明中间有线是短开的，则要一根一根的检查该组的没一根线，直到查出为止。
通电后的测试（1）测试电源用万用表的直流电压档，测试输入电源的电压，看是否达到额定电压（本产品为+5V），如果不是，则换电源。
（2）测试芯片的电源输入端同上用万用表的直流电压档，测试芯片的接地端与接电源端的点呀，看是否达到芯片的额定电压（本产品所用的芯片都是+5V），如果不是，则检查其线路是否接错。
操作说明1、根据题目的要求，整个交通灯控制系统需要有个时间显示器，6个交通信号灯。
