数字电子技术基础课程设计报告-交通控制灯

湖南文理学院课程设计汇报课程名称：电子技术课程设计教学院部：专业班级：学生姓名：指导教师：完毕时间：汇报成绩：目录一、引言 (3)二、设计题目 (3)三、设计任务与规定 (3)四、方案选择与论证 (3)五、单元电路设计 (4)1、脉冲发生器2、定期器3、控制器4、译码器5、交通信号灯六、总电路图及其原理阐明 (9)七、仿真过程与效果分析 (11)八、试验仪器设备及元器件清单 (12)九、心得体会与总结 (13)十、参照文献 (13)一、引言：数字电路技术基础是高等学校弱点类各专业旳一门重要旳技术基础课程。

这门课程发展迅速、实用性和应用性强，侧重于逻辑行为旳认知和验证。

伴随社会经济旳发展，都市交通问题越来越引起人们旳关注。

人、车、路三者关系旳协调，已经成为交通管理部门亟待需要处理旳问题之一。

都市交通控制系统是用于都市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导旳计算机综合管理系统，它是现代化都市交通监测指挥系统中最重要旳构成部分。

同步也伴随都市机动车量旳不停增长，许多大都市如北京、上海、南京、长沙等大都市都出现了交通超负荷运行旳状况。

因此，自80年代后期这些都市纷纷修建都市高速公路，在高速公路建成完毕旳初期，它们也曾有效地改善了交通状况。

然而，伴随交通量旳迅速增长和缺乏对高速道路旳系统研究和控制，高速道路没有充足发挥预期旳作用。

而都市高速道路在构造上旳特点，也决定了都市高速道路旳交通道路必然受高速与一般道路耦合处交通住哪个科旳制约。

因此，怎样采用合适旳控制措施，最大程度运用好花费巨款修建高速道路，缓和主干道与匝道、城区同周围地区旳交通拥堵状况，越来越成为交通运送管理和都市规划部门亟待处理旳问题。

为此，本次设计完毕旳就是交通灯设计。

如下就是城镇交通灯控制系统旳电路原理图、设计计算和试验调试等问题来详细分析讨论。

二、设计题目：交通灯控制器设计三、设计任务与规定：设计一种十字路口旳交通信号灯控制器，控制A、B两条交叉道路上旳车辆通行，详细规定如下：(1)每条道路设一组信号灯，每组信号灯有红、绿、黄三个灯构成，绿灯表达容许通行，红灯表达严禁通行，黄灯表达该车道上已过停车线旳车辆继续通行，未过停车线旳车辆停止通行。

数电课程设计---交通信号灯控制器机械与电⼦⼯程学院课程设计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器所学专业名称⾃动化班级学号学⽣姓名指导教师2012年 5 ⽉25 ⽇任务书设计名称：交通信号灯控制器⼀、课程设计⽬的这次的课程设计主要是要综合了解与运⽤所学的知识，通过这次的课程设计来检测这⼀学期所学的知识。

通过制作来了解交通灯控制系统，了解译码器、计数器、寄存器芯⽚的作⽤。

交通灯控制系统主要是实现城市交叉路⼝红绿灯的控制。

在现代化的⼤城市中，⼗字交叉路⼝越来越多，在每个交叉路⼝都需要有⼀个准确的间间隔和转换顺序，这就需要有⼀个安全、⾃动的系统对红、黄、绿灯的转换进⾏管理。

本次的设计就是基于此⽬的⽽设计的。

⼆、课程设计任务和基本要求设计任务：1．东西⽅向绿灯亮，南北⽅向红灯亮，时间15s。

2．东西⽅向与南北⽅向黄灯亮，时间5s。

3．南北⽅向绿灯亮，东西⽅向红灯亮，时间l0s。

4．如果发⽣紧急事件，可以⼿动控制四个⽅向红灯全亮，禁⽌该道路的车辆通⾏，特殊情况过后能恢复正常。

基本要求：1. 能够实现设计任务的基本功能；3.运⽤数字电⼦技术的理论设计、制定实验⽅案，并撰写课程设计论⽂要求符合模板的相关要求，字数要求3000字以上。

⼀、摘要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。

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。

为此，通过我应⽤所学的知识设计了⼀套交通灯控制电路的⽅案。

交通灯的控制系统主要由计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发⽣器组成。

关键词：计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发⽣器⼆、⽅案选择及论证根据设计任务与要求,我们可以知道这个交通灯的设计是分主次⼲道的,两个⽅⾯的时间是不同的,东西⽅向通⾏15s,南北⽅向10s,这就要求我们要有两个计数器,根据我⾃⼰的经验,东西⽅向通⾏15s完,倒计时数字显⽰器会显⽰到0,然后切换到南北⽅向通⾏10s完之后, 倒计时数字显⽰器也会显⽰到0之后然后切换到南北⽅向,这样如此循环,这样的话我们就要设计⼀个16进制和⼀个11进制的计数器,根据我们所学和知识,可以⽤两⽚74192芯⽚来构成对应进制的计数器,由于是15和10之间循环切换,我们可以⽤利⽤JK触发器的翻转功能来实现两种进制计数器之间的切换;当然还有每个⽅向倒计时只有5s时,黄灯闪,⼀直到0为⽌,由于黄灯是当两个计数器倒计时到5时开始闪,我们就可以在这时发出⼀个脉冲然后⼀直保持到0,或者是接收0~5这段时间的脉冲都可以控黄灯只在到了这段时间才亮;还有就是⼀个紧急开关,我们可以控制在出现紧急情况时使⽤清零端使之清零,并且红灯直接接到电源,使之⼀直处于亮的状态。

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。

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。

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。

交通灯控制器数电课程设计一、引言交通灯控制器是城市交通管理中的重要设备，用于控制道路上的交通信号灯的亮灭状态。

本文将基于数电课程设计一个简单的交通灯控制器电路，并介绍其原理和实现过程。

二、设计原理交通灯控制器的设计需要考虑以下几个方面的因素：1. 灯的亮灭状态：交通灯通常包括红灯、黄灯和绿灯，每种灯的亮灭状态需要根据交通规则进行控制。

2. 灯的切换时间：交通灯的切换时间需要合理设置，以保证交通流畅和安全。

3. 输入信号的获取：交通灯控制器需要根据外部输入信号来控制灯的切换，如道路上的车辆、行人等。

三、电路设计1. 时钟电路：交通灯控制器需要一个时钟信号来控制灯的切换时间。

可以通过使用555定时器构建一个稳定的时钟电路。

2. 计数器电路：交通灯控制器需要一个计数器来计算时间，并根据时间来控制灯的切换。

可以使用74LS90或74LS93等计数器芯片实现。

3. 逻辑门电路：交通灯控制器需要逻辑门电路来实现交通灯状态的控制和切换。

可以使用与门、或门、非门等逻辑门芯片来实现。

四、实现过程1. 时钟电路的设计：根据555定时器的工作原理，选择合适的电阻和电容值，构建一个稳定的时钟电路。

2. 计数器电路的设计：根据交通灯的切换时间要求，设置计数器的计数值，并将计数器与时钟电路连接，实现计数器的工作。

3. 逻辑门电路的设计：根据交通灯的状态要求，使用逻辑门芯片构建一个交通灯控制电路，实现交通灯的切换和控制。

4. 输入信号的获取：可以使用传感器等设备来获取道路上的车辆、行人等输入信号，并将其与交通灯控制器连接，实现灯的切换。

五、功能扩展1. 灯的数量扩展：可以根据实际需要，扩展交通灯的数量，如添加左转灯、右转灯等。

2. 信号优先级控制：可以根据不同道路的交通状况，设置交通灯的信号优先级，以提高交通效率。

3. 线路保护功能：可以在交通灯控制器中添加线路保护装置，以防止线路过载或短路等故障。

六、总结本文基于数电课程设计了一个简单的交通灯控制器电路，并介绍了其原理和实现过程。

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。

第1篇一、实验目的1. 理解交通控制灯的基本原理和设计方法。

2. 掌握交通控制灯系统的硬件设计和软件编程。

3. 培养实际应用中交通控制灯系统的调试和优化能力。

二、实验背景随着城市化进程的加快，交通流量不断增加，交通拥堵问题日益严重。

交通控制灯作为城市交通管理的重要组成部分，对提高交通效率、保障交通安全具有重要作用。

本实验旨在设计一个简单的交通控制灯系统，模拟实际交通信号灯的控制过程。

三、实验内容1. 硬件设计本实验采用AT89S52单片机作为控制核心，利用LED灯模拟交通信号灯，通过按键实现交通灯的启动和停止控制。

2. 软件设计采用C语言编程，实现交通信号灯的时序控制，包括红灯、绿灯、黄灯的切换以及车辆通过时间的计时。

3. 系统调试通过调试程序，使交通控制灯系统稳定运行，实现交通信号灯的正常切换。

四、实验步骤1. 硬件电路连接（1）将AT89S52单片机的P1.0-P1.5引脚连接到LED灯的正极，P2.0-P2.5引脚连接到LED灯的负极。

（2）将AT89S52单片机的P3.0引脚连接到启动按键的正极，P3.1引脚连接到停止按键的正极。

（3）将AT89S52单片机的VCC和GND引脚分别连接到电源的正极和负极。

2. 软件编程（1）编写主函数，初始化单片机I/O口，设置延时函数。

（2）编写交通灯控制函数，实现红灯、绿灯、黄灯的切换以及车辆通过时间的计时。

（3）编写按键控制函数，实现交通灯的启动和停止控制。

3. 系统调试（1）通过观察LED灯的变化，检查交通灯控制函数的正确性。

（2）通过按键操作，检查启动和停止控制函数的正确性。

（3）调整延时函数，使交通灯时序符合实际需求。

五、实验结果与分析1. 实验结果经过调试，交通控制灯系统能够稳定运行，实现红灯、绿灯、黄灯的切换以及车辆通过时间的计时。

2. 实验分析（1）在硬件设计方面，电路连接简单，元器件选择合理。

（2）在软件设计方面，编程思路清晰，代码结构良好。

数电课程设计交通灯设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路基础知识，掌握交通灯控制系统中的逻辑门、触发器等组件的工作原理；2. 学习并运用组合逻辑设计方法，设计出符合实际需求的交通灯控制电路；3. 了解交通灯系统的基本功能要求，掌握时序逻辑在交通灯控制系统中的应用。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建简单的交通灯控制电路；2. 培养动手实践能力，通过实际操作，调试并优化交通灯控制电路；3. 学会使用相关软件（如Multisim等）进行电路仿真，验证设计方案的正确性。

情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力，培养集体荣誉感；2. 增强学生对电子技术的兴趣，激发创新意识，培养勇于探索的精神；3. 通过实际操作，培养学生严谨、细致的工作态度，提高安全意识。

本课程旨在帮助学生掌握数字电路基础知识，运用所学设计并实现交通灯控制电路。

课程注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和创新精神。

针对学生的年龄特点和知识水平，课程目标设定具体、可衡量，以便教师进行有效的教学设计和评估。

1. 数字电路基础知识回顾：逻辑门、触发器、计数器等基本组件的工作原理与应用；2. 交通灯控制系统的功能需求分析：学习交通灯系统的基本工作原理，明确设计目标和功能要求；3. 组合逻辑设计：运用逻辑门设计交通灯控制电路，实现红、黄、绿灯的切换控制；4. 时序逻辑设计：学习时序逻辑在交通灯控制系统中的应用，设计定时切换电路；5. 交通灯控制电路的搭建与仿真：动手实践，搭建交通灯控制电路，运用Multisim等软件进行仿真测试；6. 教学内容的安排和进度：a. 数字电路基础知识回顾（1课时）b. 交通灯控制系统的功能需求分析（1课时）c. 组合逻辑设计（2课时）d. 时序逻辑设计（2课时）e. 交通灯控制电路的搭建与仿真（2课时）7. 教材章节：本教学内容主要参考教材中关于数字电路设计、组合逻辑与时序逻辑设计的相关章节。