哈工大数电自主设计实验 交通灯

哈⼯⼤PLC⼤作业《可编程控制器》课程设计院系：天平学院专业：机械制造及其⾃动化班级：0823姓名：俊学号：0730114326指导教师：郭丽华lihuaguo2008163.⽬录⽬录………………………………………………………………第⼀章交通信号控制系统实况.................................1.1⼗字路⼝交通灯控制实际情况描述.............................1.2 结合⼗字路⼝交通灯的路况画出模拟图.........................第⼆章可编程控制器程序设计.................................2.1 ⼗字路⼝交通灯模拟控制时序图.............................2.2可编程控制器I/O端⼝分配...................................2.3程序梯形图及语句表.......................................第三章总结.................................................3.1程序调试...............................................3.2 难点分析...............................................3.3 PLC智能化控制交通灯的⽅法................................3.4 收获与体会.............................................. 参考⽂献....................................................第⼀章交通信号控制系统分析1.1⼗字路⼝交通灯控制实际情况描述（1）南北⽅向绿灯和东西⽅向的绿灯不能同时亮；如果同时亮，则应⾃动⽴即关闭信号灯系统，并⽴即发出报警信号。

Harbin Institute of Technology自主设计实验报告课程名称：数字电子技术基础设计题目：交通信号灯控制电路的设计院系：航天学院控制科学与工程系班级：设计者：学号：设计时间：哈尔滨工业大学姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩实验名称交通信号灯控制电路的设计(一)实验目的1.掌握74LS161的逻辑功能和使用方法。

2.掌握利用555定时器搭建多谐振荡器的方法，并复习多谐振荡器参数的计算。

3.复习74LS00、74LS08、74LS32的逻辑功能和使用方法。

4.掌握逻辑电路设计的方法和步骤，并进一步熟悉逻辑函数的化简方法。

5.学习使用Multisim7和Multisim10软件进行数字电路的仿真。

(二)总体设计方案1.预想设计方案设计一个在由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口上可以使用的交通信号灯控制电路，设计要求如下：交通信号灯控制器能有效操纵十字路口两组红、黄、绿等，使两条交叉通道的车辆交替通行。

主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，放行25秒。

支干道通行时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，放行15秒。

每次绿灯变为红灯前，要求黄灯先亮5秒，而另一个路口的红灯不变。

为了减少实验中的等待时间，所有的亮灯的时间均缩小5倍，即555定时器的振荡周期为1秒。

2.设计过程1)自激多谐振荡器的设计调试555定时器组成的自激多谐振荡器，如图所示。

根据振荡周期T=0.7(R1+2R2)C，调节电位器，使振荡周期为1秒。

555的脚通过0.01uF电容接地，以防止外界干扰对阀值电压的影响，并进行仿真分析。

2)十进制计数器的设计使用74LS161组成十进制计数器，如图所示。

3)红绿黄灯译码控制电路的设计使用74LS00、74LS08、74LS32等元件组成控制电路。

(三)实验电路图(四)仪器设备名称、型号数字电子技术试验箱、直流稳压电源、双踪示波器、74LS161、74LS00、74LS08、74LS32、555定时器、电阻电容若干、电位器一个、导线若干。

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。

实验8 综合实验——交通控制灯一、实验目的设计一个电路，用于十字路口的车辆控制的交通灯，自己可以随意发挥，按照实际情况设计一个可以用于十字路口的交通灯。

用仿真软件进行仿真。

二、实验仪器74LS192，74LS47，74LS00，74LS11，74LS32，74LS04，74LS10，74 LS161，以及数码管。

三、实验原理设两个路口分别为甲、乙路口，根据实际情况，则应该有以下四种情况：（1）甲路口红灯亮，乙路口绿灯亮。

（2）甲路口红灯继续亮，乙路口黄灯亮。

（3）甲路口绿灯亮，乙路口红灯亮。

（4）甲路口黄灯亮，乙路口红灯继续亮。

经过分析，决定用74LS192来进行减法计数，然后用74LS161的计数输出来控制数码管的CA端，即控制数码管是否点亮。

74LS161的计数脉冲由74LS192的输出通过一系列逻辑门电路来控制，使其每5秒输出一个脉冲。

然后通过74LS161的输出通过逻辑门电路与数码管相连，来控制哪个数码管亮以及亮多长时间。

具体情况如下表：注意：74LS161设计的为12进制计数器。

74LS161的CLK 端的输入为：CLK=A ⊕C+B+D (D,C,B,A 分别为74LS192的个位片的输出端口，顺序为由高到低) 以下为个数码管的CA 端输入：甲路口红灯为：JR=)()(D B D C+∙+甲路口黄灯为：JY=ABD 甲路口绿灯为：JB=DB BD A CB ∙∙乙路口红灯为：YR= ABD+DB BD AC B ∙∙乙路口黄灯为：YY=)()(A B D C D++∙+乙路口绿灯为：YB=C B A 设计出来的实验电路图：4L S 32N四、 实验内容按照自己所想的，在multisim中连接电路，经过好多次的尝试之后，有了些眉目了，连接好电路之后，终于可以按照自己的想法实现电路的功能了。

不过在连接过程中发现，当数码管的数量增加时，电路的处理速度明显的变慢，而且还出现显示不稳定，不该显示的数码管有些跳动的现象。

目录1设计目的 (4)2设计思路 (4)3设计过程 (4)3.1方案论证 (4)3.2电路设计 (6)3.2.1秒脉冲发生器 (6)3.2.2定时器 (7)3.2.3控制器 (9)3.2.4译码电路 (10)3.2.5显示部分 (11)3.2.6总原理图 (12)4系统调试与结果 (12)5主要元件 (12)6 结论 (13)7设计心得体会 (13)8 附录 (13)8.1总原理图 (13)8.2 PCB图 (14)9参考文献 (14)交通灯控制电路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。

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74LS153和74LS74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。

关键字：交通灯控制器秒脉冲发生器定时器译码器1 设计目的课程设计是继《数字电子技术基础》理论学习和实验教学之后开出的实践环节课程。

其目的是训练学生综合运用学过的数字电子技术基础的基本知识，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生分析、解决问题的能力。

通过课程设计使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。

通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。

2 交通控制灯的设计任务与要求6．东西方向为主干道，南北方向为副干道；7．主干道通行40秒后，若副干道无车，仍主干道通行，否则转换；8．换向时要有4秒的黄灯期；9．南北通行时间为20秒，到时间则转换，若未到时，但是南北方向已经无车，也要转换。

10．附加：用数码管显示计时。

3 设计过程3.1方案论证方案一用数电电子技术来实现交通灯控制交通灯控制系统的原理框图如图1-1所示。

哈尔滨理工大学数字电子技术实验指导书哈尔滨理工大学电子科学中心实验室2003年7月10日目录电子科学中心实验室数字电子技术实验一、TTL各种门电路功能测试 (2)实验二、组合逻辑电路分析 (5)实验三、变量（三---八）译码器 (7)实验四、LED译码器 (9)实验五、BCD--格雷码代码转换译码器 (10)实验六、四位二进制全加器 (11)实验七、数据选择器 (12)实验八、触发器 (13)实验九、555定时器 (14)实验十、多谐振荡器与单稳态触发器实验 (15)实验十一、计数器 (17)实验十二、移位寄存器 (19)实验十三、交通灯自动切换（设计性试验） (20)实验十四、模拟汽车尾灯（设计性试验）......................................................... (22)实验十五、数字钟（设计性试验）.................................................................. (23)实验十六、梯形波产生电路（设计性试验）...................................................... (24)实验一、TTL各种门电路功能测试一、实验目的：1、熟悉TTL各种门电路的逻辑功能及测试方法。

2、熟悉万用表的使用方法。

二、实验内容：1、与非门、或非门、与或非门、异或门逻辑功能的测试。

2、利用74LS00与非门实现“与电路”、“或电路”、“或非电路”、“异或电路”。

三、实验用设备仪器及材料：1、实验设备：SAC—DS4数字逻辑实验箱 1个数字万用表 1块2、器件:：74LS20双四输入与非门 1片74LS02四二输入或非门 1片74LS51双2-3 输入与或非门 1片74LS86四二输入异或门 1片74LS00四二输入与或门 2片四、实验原理图：1、五、实验方法及步骤：1、与非门逻辑功能测试用74LS20双四输入与非门进行实验（1）按图1接线测试（2）按表1要求用开关改变输入端A、B、C、D的状态，借助指示灯和万用表，把测试结果填入表中。

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书（论文）课程名称：逻辑与可编程控制器设计题目：交通信号协调控制系统院系：电气工程及其自动化班级：设计者：学号：指导教师：陈宏钧设计时间： 2014年3月哈尔滨工业大学教务处哈尔滨工业大学课程设计任务书1 项目的技术要求及总体设计方案1．背景及目的介绍作为保障城市交通正常运作和畅通的主要设备，交通信号灯在当代城市中扮演着必不可少的角色，随着计算机、通信和自动化技术在道路交通控制与管理中的广泛应用，人们已经逐渐意识到要适应现代化的发展需要，道路交通控制与管理系统要实现智能化，即不单纯的实现定时放行、停止车辆的功能，而且要根据实际情况调节放行时间使得道路资源得到充分的利用。

并且在特殊的情况实现特殊控制，这也是我们进行逻辑与可编程控制器所要达到的目的。

在进行课程设计的过程中，使得我们能够充分学习西门子公司S7-200型PLC 的功能及编程。

将逻辑与可编程控制器这门课中所学到的知识溶汇于实际应用中。

2．基本功能本次课程设计的基本功能是实现某十字路口的正常交通信号运作，即“红灯停、绿灯行”。

由于该路口可能是干道十字路口，因此车流量可能较大，在东西或南北方向通行时，可能使得左转弯的车辆与相反方向通行的直行车辆发生交叉，即两个车流发生交叉。

这将导致交通事故的可能性增加，同时会影响车辆通过十字路口的速度。

如果司机争抢通行权将导致路口堵塞，使得交通堵塞。

为了解决该问题，我们决定使用直行方向与左转弯方向轮换放行的交通信号，来减少交通事故的发生率及提升通过路口的车辆的速度。

具体措施如下：由实验板上两个拨码盘实现控制信号的时间长度设定，具体实现方法将在软件设计中阐述。

由拨码盘可以得到直行方向的绿灯、黄灯及左转方向的绿灯、黄灯时间长度。

而红灯的时间长度将由程序的算术算法和逻辑算法得到。

具体功能为：1. 直行方向亮绿灯时间1t通行2．直行方向亮黄灯时间2t3．直行方向亮红灯禁止通行，左转弯方向亮绿灯时间3t 左转弯车辆通行 4．左转方向亮黄灯时间4t 5．左转方向亮红灯6．等待相交路口方向车辆通行，设时间与所设定方向时间一直。

数字电子技术课程设计设计课题：交通灯设计学生姓名：学生学号：专业班级：学院名称：电气与信息工程学院指导老师：目录一、课程设计任务及要求-------------------------------------------------------3二、系统原理框图-----------------------------------------------------------------3三、模块功能描述------------------------------------------------------------------4 1主控制器--------------------------------------------------------------------------4 2 LCD显示模块-------------------------------------------------------------------4 3蜂鸣器模块----------------------------------------------------------------------54.系统顶层模块-------------------------------------------------------------------5四、程序-------------------------------------------------------------------------------5 1主控制器-------------------------------------------------------------------------5 2 LCD显示模块-------------------------------------------------------------------92 蜂鸣器模块--------------------------------------------------------------------11五、硬件使用说明总体仿真----------------------------------------------------12六、心得体会----------------------------------------------------------------------12七、附（主控制器功能仿真图）----------------------------------------------13八、教师评语----------------------------------------------------------------------15一、任务及设计要求1.用LCD显示字母R、Y、G，别代表红黄绿三种通行状态，主干道东西向，支干道B为南北走向。

数字电路实验与课程设计 3、原理框图：
L
按
P
点
键 控
地址 模块
M
阵
|
R
系
制
O
统
M
数字电路实验与课程设计
4、思考题： a. 如何进行滚动汉字显示。 b. 如何控制滚动方向（上下、左右）。 c. 如何实现一些简易的点的运动。
数字电路实验与课程设计
一、智力竞赛抢答器： 二、盲人报时钟： 三、电子锁及门铃电路设计： 四、交通信号灯的自动控制： 五、汉字滚动显示： 六、 BCD码除法器： 七、 BCD码乘法器： 八、自动售货机： 九、自适应频率测量仪： 十、自动电梯控制器：
数字电路实验与课程设计 3、原理框图：
分
计时
频
模块
模
置数
模块 块
扫
彩
描
灯
电
系
路
统
数字电路实验与课程设计
4、思考题： a. 还有什么其它新颖的显示方式，如何实现。 b.如何设置计时参数模块实现自主调控时间间隔。 c. 信号线、组选线几种不同的状态循环构成了一 个简易的状态机，了解并阐述状态机的概念。
（70分）
三、彩灯循环显示： （80分）
四、简易波形发生器： （80分）
五、汉字显示：
（90分）
数字电路实验与课程设计 一、加减可调计数器：（70分） 1、任务要求：
要求实现一个23进制的加减可调计数器。 用拨码开关来控制计数器的加减功能。 计数器的计数过程要用数码管显示出来。
注意：只能用两个数码管显示计数器的加减过程。
数字电路实验与课程设计 下图为lpm_rom：
数字电路实验与课程设计
在lpm_rom上点击右键，选择Edit ports/ Parameters..，会出现以下对话框：

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。

数字电路课程设计红绿灯控制器GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-题目：红绿灯控制器指导老师：XX设计人员： XX学号：XXXXXXXXX班级：XXX设计日期：XXXX目录一．设计任务书二．设计框图及整机概述三．各单元电路的设计方案及原理说明四．调试过程及结果分析五．设计、安装及调试中的体会六．对本次课程设计的意见及建议七．附录（包括：整机逻辑电路图和元器件清单）一、设计任务书任务：红绿灯计时器1、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；2、南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；3、南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；4、南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮；二、设计框图及整机概述南北方向绿灯亮36秒的同时东西方向红灯49秒，随后黄灯亮13秒，红灯亮49秒的一个红绿灯控制器。

时间信号十字路口交通示意图三、 各单元电路的设计方案及原理说明。

总共利用3块计数器芯片，3个74LS190。

10进制个位计数器5进制十位计数器74LS00将48这个信号送给LOAD 异步并行置入控制端（低电平有效），同时在经过非门后和74LS21（电路中用3个与门代替）输出的36信号通过或门给最后一个74LS190输入指示灯的控制信号，也就是在36秒和48秒的时候发生跳变。

最后一个74LS190和指示灯相连接。

状态分配：(0——灭，1——亮)由黄绿灯的状态分配表，得如下逻辑关系：南北：红=QB 东西：红=QB’黄=QAQB’东西：黄= QAQB绿=QA’QB’东西：绿= QA’QB四、调试过程及结果分析在整个设计与调试的过程中，曾出现了很多的问题与偏差。

比如说未连接保护电阻使灯烧坏，灯不亮或者在刚开始的时候只亮一个绿灯或红灯，还有数码跳变出现乱码。

再经过反复检查电路是否有连接错误，是否有短路，焊点间是否有错误连接，还有对坏的芯片的及时更换，以及与同宿舍的同学共同探讨，电路只能计数，灯不能跳变。

实验报告一、实验课题交通灯控制器二、任务要求在十字路口，每条道路各有一组红、黄、绿灯和倒计时显示器，用以指挥车辆和行人有序的通行。

具体要求如下：（1）在十字路口的两个方向上各设一组红绿黄灯。

（2）每个方向设置一组数码光，以倒计时的方式显示允许通行或禁止的时间。

可以自设时间。

（3）允许当特殊情况出现时，比如紧急状态，个方向上均是红灯亮，且显示数字在闪烁。

或者模拟夜间黄灯闪烁。

三、设计方案整个系统分为控制器模块、分频器模块、译码器模块。

1.控制器模块：控制器分为两个，A,B两路各一个，分别为ALU,BLU。

以A路为例，灯亮顺序为：红30秒 黄5秒绿25秒，并有特殊情况按键输入---------special。

当special=0时，交通灯正常显示，为1时候，两路全红灯。

代码如下:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity Alu isport(clk,special:in std_logic;ar,ag,ay:out std_logic; ----红、绿、黄timas,timag:out std_logic_vector(3 downto 0)); ----十位、个位计数end Alu;architecture alu_arc of Alu istype rgly is(red,green,yellow); ---灯亮顺序为红30 黄5 绿25beginprocess(clk)variable a:std_logic; ----变量声明variable ts,tg:std_logic_vector(3 downto 0);variable state:rgly;beginif special='1' then ar<='1';elsif clk'event and clk='1' then ---高电平case state iswhen red=>if a='0' then --红灯状态ts:="0010"; --十位计2tg:="1001"; --个位计9a:='1';ag<='0';ay<='0';ar<='1'; -------------------------------------------------红灯先亮elseif not(ts="0000" and tg="0001") then --若计数值不为1if tg="0000" then --若个位为0tg:="1001"; --个位置9ts:=ts-1; --十位自减1elsetg:=tg-1; --个位自减1end if;elsets:="0000";tg:="0000";a:='0';state:=yellow;----转为黄灯状态end if;end if;when yellow=>if a='0' then -----黄灯状态ts:="0000"; ---十位置0tg:="0100"; ----个位置9a:='1';ag<='0' ;ay<='1'; --------------------------------黄亮ar<='0';elseif not(ts="0000" and tg="0001") thenif tg="0000" thentg:="1001";ts:=ts-1;elsetg:=tg-1;end if;elsets:="0000";tg:="0000";a:='0';state:=green;end if;end if;when green=>if a='0' then --------红灯状态ts:="0010"; ----十位置2tg:="0100"; ---个位置4a:='1';ar<='0';ay<='0';ag<='1';elseif not(ts="0000" and tg="0001") thenif tg="0000" thentg:="1001";ts:=ts-1 ;elsetg:=tg-1;end if;elsets:="0000";tg:="0000";a:='0';state:=red;end if;end if;end case;timas<=ts;timag<=tg;end if;end process;end alu_arc;BLU和ALU相似，亮灯顺序为：绿25秒，黄5秒，红30秒。

数字电路课程设计交通灯实验报告一、课程设计题目交通灯控制系统设计二、设计的任务和要求1）在严格具有主、支干道的十字路口，设计一个交通灯自动控制装置。

要求：在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯；顺序无要求；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。

红（主：R,支：r）绿（主：G，支：g）黄（主：Y，支：y）三种颜色灯，由四种状态自动循环构成（Gr→Yr→Rg→Ry）;并要求不同状态历时分别为：Gr:30秒，Rg:20秒，Yr,Ry:5秒。

三、系统总体设计方案及系统框图方案一：芯片设计（1）芯片功能及分配交通灯控制系统主要由控制器、定时器、译码器、数码管和秒脉冲信号发生器等器件组成。

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。

1）系统的计时器是由74LS161组成，其中应因为绿灯时间为30秒，所以绿灯定时器由两块74LS161级联组成.74LS161是4位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能。

2）系统的主控制电路是由74LS74组成，它是整个系统的核心，控制信号灯的工作状态。

3)系统的译码器部分是由一块74LS48组成，它的主要任务是将控制器的输出翻译成6个信号灯的工作状态。

整个设计共由以上三部分组成。

（2）设计原理：1)总体方案如图：2）各单元电路的设计：1. 秒脉冲信号发生器时钟信号产生电路主要由555定时器组成震荡器，产生稳定的脉冲信号，送到状态产生电路，状态产生电路根据需要产生秒脉冲，电路图如下图所示：2.主控制电路D1=Q1/Q2+/Q1Q2(/表示取非) D2=/Q2 CLK=CO2 CLR和PR均置1.主控制电路可产生00---->01---->10---->11----00控制信号。

3.红绿灯显示电路电路图如图：4. 计时部分电路A ) 计时器状态产生模块：设计要求对不同的状态维持的时间不同，限于实验室器材只提供74LS161.因要以十进制输出，且有一些状态维持时间超过10秒，则必须用两个74LS161分别产生个位和十位的数字信号。

微处理器原理与应用实验报告姓名：李声勇同组人：袁钟达，张秋实学号：1080510123班级：0805101指导教师：张云院系：电子与信息工程学院1 实验一简单I/O口扩展实验(一)交通灯控制实验1.1实验要求扩展实验箱上的74LS273作为输出口，控制八个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。

1.2实验目的1.学习在单片机系统中扩展简单I/O接口的方法2.学习数据输出程序的设计方法3.学习模拟交通灯控制的实现方法1.3实验原理要完成本实验，首先必须了解交通路灯的燃灭规律。

本实验需要用到实验箱上八个发光二极管中的六个，即红、黄、绿各两个。

不妨将L1、L3、L5作为东西方向的指示灯，将L2、L4、L6作为南北方向的指示灯。

而交通灯的燃灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。

闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。

闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。

各发光二极管共阳极，阴极接有与非门，因此使其点亮应使相应输入端为高电平。

1.4 实验内容(包括实验电路和程序流程图)1.5 实验结果成功模拟交通灯管制系统，红绿灯方向指示正常，黄灯闪烁正常1.6 实验结果讨论分析实验中发现交通灯在黄灯和红绿灯切换的时候有抖动和延时，初步估计是单片机定时系统不稳定以及程序的延时冗余没有添加所导致。

1.7 实验程序代码变量说明：R1、R2、R3用来做延时控制变量。

EW段表示东西导通南北截止；SNBY是SN STAND BY的缩写，表示南北准备；SN段表示南北导通东西截止。

延时控制由若干延时控制单元组合而成（参考了一下老师的程序）。

片选地址和显示单元调用了老师的部分程序。

PORT EQU 0CFA0H ;片选地址CS0CSEG AT 0000HLJMP BEGINCSEG AT 4100HBEGIN: MOV A,#03H ;1、2亮，其余灭ACALL SHOW ;调用273显示单元ACALL T03 ;延时3秒EW: MOV A,#12H ;东西导通;南北截止ACALL SHOWACALL T10 ;延时10秒MOV A,#02H ;东西截止;南北截止ACALL SHOWSNBY: MOV A,#04H ;东西黄灯闪烁;南北截止ACALL SHOWACALL T02 ;东西黄灯5次闪烁程序MOV A,#00HACALL SHOWACALL T02MOV A,#04HACALL SHOWACALL T02MOV A,#00HACALL SHOWACALL T02MOV A,#04HACALL SHOWACALL T02MOV A,#00HACALL SHOWACALL T02MOV A,#04HACALL SHOWACALL T02MOV A,#00H ACALL SHOWACALL T02MOV A,#04HACALL SHOWACALL T02MOV A,#00H ;东西黄灯闪烁程序结束ACALL SHOWACALL T02 ;延时0.2秒MOV A,#02H ;东西路口黄灯灭;南北路口红灯亮ACALL SHOWACALL T02 ;延时0.2秒MOV A,#03H ;东西南北都截止ACALL SHOWACALL T02 ;延时0.2秒MOV A,#21H ;东西截止;南北导通ACALL SHOWACALL T10 ;延时10秒MOV A,#01H ;东西截止;南北截止ACALL SHOWSN: MOV A,#08H ;东西截止，南北准备ACALL SHOW ;南北黄灯闪烁程序ACALL T02MOV A,#00HACALL SHOWACALL T02MOV A,#08HACALL SHOWACALL T02MOV A,#00HACALL SHOWACALL T02MOV A,#08HACALL SHOWACALL T02MOV A,#00HACALL SHOWACALL T02MOV A,#08HACALL SHOWACALL T02MOV A,#00HACALL SHOWACALL T02MOV A,#08HACALL SHOWACALL T02MOV A,#00H ;南北黄灯闪烁截止 ACALL SHOWACALL T02 ;延时0.2秒MOV A,#01H ;东西截止;南北截止 ACALL SHOWACALL T02 ;延时0.2秒MOV A,#03H ;东西南北都截止ACALL SHOWACALL T02 ;延时0.2秒JMP EW ;转EW循环T10: MOV R1,#100 ;延时10秒JMP TU1T03: MOV R1,#30 ;延时3秒JMP TU1T02: MOV R1,#02 ;延时0.2秒TU1: MOV R2,#200TU2: MOV R3,#126TU3: DJNZ R3,TU3DJNZ R2,TU2DJNZ R1,TU1RETSHOW: MOV DPTR,#PORT ;273显示单元MOVX @DPTR,ARETEND2 实验二简单I/O口扩展实验(二)2.1实验要求利用74LS244作为输入口，读取开状态，并将此状态通过发光二极管显示出来。

数电综合实验报告2--交通灯数字逻辑与数字系统设计综合实验二——十字路口交通灯自动控制器的设计学院电子工程学院班级卓越001012班学号00101201姓名冉艳伟实验时间2012.6.8十字路口交通灯自动控制器的设计一、实验目的学习QuartusII的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用。

通过制作来了解交通灯控制系统，交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的控制。

二、设计任务设计一个十字路口交通控制系统，其东西，南北两个方向除了有红、黄、绿灯指示是否允许通行外，还设有时钟，以倒计时方式显示每一路允许通行的时间，绿灯，黄灯，红灯的持续时间分别是40、5和45秒。

当东西或南北两路中任一道上出现特殊情况，例如有消防车，警车要去执行任务，此时交通控制系统应可由交警手动控制立即进入特殊运行状态，即两条道上的所有车辆皆停止通行，红灯全亮，时钟停止计时，且其数字在闪烁。

当特殊运行状态结束后，管理系统恢复原来的状态，继续正常运行。

东西干道图1 路口交通管理示意图三、实验要求（1）按照设计任务设计，采用VHDL语言编写程序，并在QUARTUSII工具平台中进行仿真，下载到EDA实验箱进行验证。

交通灯用发光二级管模拟，观察交通灯的运行是否正常，如果不正常，排除故障直至正确为止。

（2）编写设计报告，要求包括方案选择、程序清单、调试过程、测试结果及心得体会。

要求：必须用可编程器件实现电路功能。

可以是原理图，也可以是VHDL代码，也可以混合输入。

五、设计说明（1）第一模块：CLK时钟秒脉冲发生电路在红绿灯交通信号系统中，大多数情况是通过自动控制的方式指挥交通的。

因此为了避免意外事件的发生，电路必须给一个稳定的时钟（clock）才能让系统正常运作，故对1MHz的时钟信号进行1000000分频。

模块说明：系统输入信号：CLKi: 由外接信号发生器提供1MHz的时钟信号；系统输出信号： CLK：产生每秒一个脉冲的信号；（2）第二模块：模90倒计数器按照实验要求，交通灯循环一次为90秒，且显示倒数的计数值，故设计一模90倒计数器通过主程序运算即可显示各路计数值。

数字电子技术实训报告设计课题：交通灯控制电路班级：10电42学院：电气工程及自动化一设计总体思路及框图...................................... 二各单元电路及说明........................................秒脉冲信号发生器与分频电路.............................绿、黄和红灯控制电路...................................数字显示电路........................................... 三总电路图................................................. 四设计总结与体会........................................... 五附录（器件清单）........................................ 六参考文献.................................................交通灯逻辑控制电路设计一设计总体思路及框图交通灯在实际应用当中，红灯亮时，禁止通行；绿灯亮时，则允许通行；黄灯亮时，则提示司机将行驶中的车辆减速并准备停下来。

一般交通灯控制电路主要由定时器、控制器、译码和显示几个部分组成。

设计十字交叉路口的两条道路分别为东西向和南北向，东西向和南北向的红、绿、黄三色信号灯是相互关联的。

分析交通灯的点亮规则，可以归结为：东西向绿灯亮时，南北向红灯亮；东西向黄灯亮时，南北向红灯还要亮；东西向红灯亮时，南北向绿灯亮，或者南北向黄灯亮。

因此，可以得到其工作时序，即南北向红灯亮的时间是东西向绿灯和黄灯亮的时间之和；东西向红灯亮的时间是南北向绿灯和黄灯亮的时间之和；东西向、南北向的红灯、绿灯和黄灯不能同时亮。

根据设计任务和要求，而确定交通灯控制器电路的系统工作框图如下1-1。

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。