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数字电路交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握数字电路的基本原理，包括逻辑门、触发器等组成部分。
2. 使学生能够运用交通灯控制电路的原理，分析并设计简单的数字电路系统。
3. 帮助学生了解交通灯控制电路在实际生活中的应用，理解其工作原理和功能。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建简单的数字电路交通灯控制系统的能力。
2. 培养学生通过小组合作，进行问题分析、方案设计、实验操作和结果分析的综合技能。
3. 提高学生运用现代工具和设备进行电路设计和测试的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术领域的兴趣，培养其主动探索科学问题的精神。
2. 培养学生的团队合作意识，使其学会在团队中发挥个人优势，共同解决问题。
3. 培养学生具备安全意识，了解并遵循实验室安全操作规程，养成良好的实验习惯。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，侧重于学生动手能力和实际操作能力的培养。
学生特点：初三学生具备一定的物理基础和电子技术知识，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的实践操作能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，培养其创新精神和动手能力。
在此基础上，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 逻辑门电路：介绍与门、或门、非门等基本逻辑门的工作原理和应用。
- 触发器：重点讲解RS触发器、D触发器等常用触发器的工作原理和使用方法。
- 交通灯控制电路原理：分析交通灯控制电路的基本组成、工作原理及其应用。
2. 实践操作：- 设计并搭建数字电路交通灯控制系统：学生分组进行电路设计，包括选择合适的逻辑门、触发器等组件，搭建交通灯控制电路。
- 电路测试与调试：学生进行电路测试，观察交通灯控制效果，针对问题进行调试。
3. 教学大纲：- 第一阶段：回顾已学过的逻辑门电路和触发器知识，为后续学习打下基础。
交通灯控制器数电课程设计交通灯控制器是现代城市交通管理的重要设备之一，它通过控制红绿灯的变化来引导车辆和行人的交通行为。
在这个数电课程设计中，我将介绍一个基于数字电路的交通灯控制器的设计方案。
我们需要明确交通灯控制器的工作原理。
交通灯控制器需要根据交通流量和道路情况来合理地控制红绿灯的变化。
一般来说，交通灯控制器包括计时器、传感器、状态切换逻辑和信号输出等部分。
在这个设计中，我们将使用数字电路来实现交通灯控制器。
数字电路是一种由逻辑门构成的电子电路，它能够对输入信号进行逻辑运算，并输出相应的结果。
我们可以使用逻辑门来实现交通灯控制器的各个部分。
我们需要设计一个计时器来控制红绿灯的变化。
计时器可以根据设定的时间间隔来输出不同的信号。
我们可以使用时钟信号来驱动计时器，每个时钟周期结束时，计时器的值加1。
当计时器的值达到设定的时间间隔时，就会触发一个输出信号，用于控制红绿灯的切换。
我们需要使用传感器来检测交通流量和道路情况。
传感器可以将交通流量和道路情况转化为电信号，并输入到交通灯控制器中。
根据传感器的输入信号，交通灯控制器可以做出相应的决策，例如延长绿灯时间或者提前切换红灯。
然后，我们需要设计状态切换逻辑来根据输入信号决定交通灯的切换。
状态切换逻辑可以根据当前的交通流量和道路情况，以及交通灯的当前状态，来计算下一个交通灯的状态。
例如，当交通流量较大时，状态切换逻辑可以延长绿灯时间；当交通流量较小时，状态切换逻辑可以提前切换红灯。
我们需要设计信号输出部分来控制红绿灯的显示。
信号输出部分可以根据状态切换逻辑计算得到的交通灯状态，输出相应的信号，控制红绿灯的亮灭。
例如，当状态切换逻辑计算得到应该显示绿灯时，信号输出部分就会输出一个绿灯信号，使绿灯亮起。
这个基于数字电路的交通灯控制器的设计方案包括计时器、传感器、状态切换逻辑和信号输出等部分。
通过合理地设计这些部分，并进行适当的调试和优化，我们可以实现一个高效、稳定的交通灯控制器，为城市交通管理提供有力的支持。
交通信号灯控制电路的设计与仿真交通信号灯是城市道路上的重要交通设施。
它不仅能够引导车辆行驶方向、保障行人安全出行，还能有效地控制交通流量，缓解车辆拥堵问题。
然而，要使交通信号灯发挥作用，就需要一个可靠的信号控制电路。
本文将介绍交通信号灯控制电路的设计与仿真。
1. 控制电路设计交通信号灯控制电路是一种可编程逻辑电路（FPGA）。
它可以根据不同的交通需要配置不同的控制方案。
基本的控制方案有三种：顺序控制、时间计划控制和循环控制。
1.1 顺序控制顺序控制是最简单的交通信号灯控制方案，它依次控制交通灯的颜色。
设计电路需要先设置一个时钟，并定义各信号灯的状态，例如，当橙色灯亮的时候，等待5秒钟后，绿色灯亮；当绿色灯亮时，等待10秒钟后，红色灯亮。
这样的交通信号灯控制方案简单、稳定，但是不适用于复杂的交通环境。
1.2 时间计划控制时间计划控制是根据交通流量和道路容量的不同，对交通信号灯的时间进行调整的控制方案。
具体做法是，通过交通流量传感器测量每个方向的车辆流量并累积，运用时序控制器进行计算，并对红绿灯时间进行动态调整。
这样可以保证交通信号灯实时地适应不同的流量情况，但是需要大量的传感器和计算器。
1.3 循环控制循环控制是一种随机的交通信号灯控制方案，通过交通数据和计算机模型确定路口交通灯每轮的时间长度，并以不同的顺序轮换信号灯，这样按照循环周期可能使交通流量更加均衡，并且可以排除一些失误。
但是需要进行大量的计算，并且不适用于复杂的交通环境。
2. 仿真设计完成后，需要对交通信号灯控制电路进行仿真，以检验控制电路的稳定性和有效性。
仿真软件通常有多种，本文介绍两种常用的仿真软件。
2.1 QucsQucs是一个免费的仿真软件，具有模拟、线性和非线性仿真电路的能力，可以模拟电路和系统的频段、噪声和传输等特性。
在Qucs中，可以很容易地设计复杂的控制电路，通过仿真分析不同方案的控制效果。
2.2 SPICESPICE是一种常用的模拟软件，主要用于电路和系统仿真。
（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）《数字电子技术课程设计》任务书专业班级地物一班姓名学号开课系室电工电子学教学中心设计日期目录一、设计题目二、设计任务及要求1，具体要求2，输入输出资源说明三、设计与仿真1，基本要求的设计1.1时钟分频模块1.2闪烁模块1.3计数器模块1.4译码器模块1.5交通灯控制模块1.6点阵显示模块2，扩展模块的设计2.1自动切换手动模块的设计2.2交警控制模块的设计3，顶层模块的设计四、总结与讨论一、设计题目数字电子技术课程设计题目：交通灯控制电路设计。
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。
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交通灯模块中的发光二极管，即红、黄、绿各四个。
依人们的交通常规，“红灯停，绿灯行，黄灯提醒”。
其交通灯的燃灭规律为：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，东西路口绿灯闪烁，红灯亮（表示左转弯），再延时一段时间后，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，南北路口的绿灯闪烁，红灯亮（表示左转弯），再延时一段时间后，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。
在实验中使用4个七段码管中的任意两个数码管显示时间。
东西路和南北路的通车时间均设定为20s（其中，绿灯亮时间为10s，绿灯闪烁时间为5s，黄灯闪烁时间为5s）。
数码管的时间总是显示为20、19、18、17……2、1、0、20、19、18……。
在显示时间小于等于5秒的时候，通车方向的黄灯闪烁。
在东西向绿灯期间，点阵显示自己的姓名；在南北向绿灯期间，点阵显示自己的学号后3位。
二、设计任务及要求1.具体要求本课程设计要完成的任务就是设计一个简单的交通灯控制器，交通灯显示用实验箱的交通灯模块和七段码管中的任意两个来显示。
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。
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。
数电交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，特别是组合逻辑电路的设计原理；2. 使学生了解交通灯系统的基本工作原理和功能要求；3. 帮助学生理解并运用数字逻辑设计简单的交通灯控制系统。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行数字电路设计和分析的能力；2. 提高学生解决实际问题的能力，特别是在数字电路领域的应用；3. 培养学生团队合作精神和沟通能力，通过小组合作完成课程设计。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对数字电路和交通工程领域的兴趣，提高学生的专业认同感；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合；3. 增强学生的环保意识和社会责任感，关注交通系统对环境和社会的影响。
课程性质：本课程设计旨在让学生将所学的数字电路知识应用于实际交通灯控制系统的设计，提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点：学生为高中年级，已具备一定的数字电路基础，具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，充分调动学生的积极性和创造性。
通过课程设计，使学生能够将所学知识运用到实际中，提高解决实际问题的能力。
同时，注重培养学生的团队协作和沟通能力，提升学生的综合素质。
在教学过程中，关注学生的情感态度和价值观的培养，使学生在掌握知识的同时，形成正确的价值观。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾：组合逻辑电路原理、逻辑门电路、触发器；2. 交通灯系统原理：交通灯工作流程、时序控制要求、信号灯逻辑关系；3. 数字电路设计方法：真值表、逻辑表达式、逻辑图；4. 交通灯控制系统设计：系统需求分析、电路设计、仿真验证；5. 教学案例解析：分析实际交通灯控制系统案例，提炼设计方法和技巧；6. 实践操作：分组进行交通灯控制系统的电路搭建和调试；7. 课程总结与展示：各小组展示设计成果，分享设计经验和心得。
教学内容安排与进度：第一课时：回顾数字电路基础知识，介绍交通灯系统原理；第二课时：学习数字电路设计方法，分析交通灯控制系统需求；第三课时：分组进行电路设计，教师巡回指导；第四课时：实践操作，各小组进行电路搭建和调试；第五课时：课程总结与展示，学生分享交流。
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。
交通灯控制器数电课程设计交通灯控制器是一个常见的数电课程设计项目，下面是一个简单的交通灯控制器的设计方案：1. 需求分析：- 交通灯要能够按照规定的时间间隔不断切换状态。
- 交通灯的状态包括红灯、黄灯和绿灯，分别对应停止、警告和通行状态。
- 红灯、黄灯和绿灯的时间间隔可以根据实际需要进行调整。
2. 设计方案：- 使用数字时钟芯片，如NE555，来生成固定频率的时钟信号。
- 使用多路选择器，如74LS151，来选择不同的灯的状态输出。
- 使用逻辑门电路，如与门和或门，来实现灯的状态切换。
3. 设计步骤：- 使用时钟芯片来产生一个频率为1Hz的时钟信号。
- 使用分频器电路，如74LS90，将时钟信号的频率分为三等份，分别用于控制红灯、黄灯和绿灯的持续时间。
- 使用多路选择器74LS151，根据时钟信号的状态与分频器的控制信号，选择对应的灯输出高电平或低电平。
- 使用逻辑门电路，通过组合逻辑将时钟信号和选择器输出的灯状态进行控制，实现交通灯的状态切换。
4. 硬件设计：- 使用电路实验板、面包板或PCB板等硬件平台进行电路连接。
- 导入时钟芯片、分频器、多路选择器和逻辑门等器件。
- 连接器件之间的引脚，构建交通灯控制器电路。
5. 软件设计：- 使用VHDL、Verilog或其他HDL语言进行交通灯控制器的逻辑设计和仿真。
- 根据交通灯的时序要求设置时钟频率、分频器的初始状态和选择器的状态等参数。
- 通过仿真软件进行功能验证和时序分析，优化电路设计。
6. 实现与调试：- 将硬件连接完成后，使用示波器、逻辑分析仪等仪器对电路进行调试。
- 观察交通灯的状态是否按照预期进行切换。
- 根据实际需要调整各个灯的持续时间和时钟频率等参数，进行效果调试。
7. 总结：- 对交通灯控制器的设计进行总结和评估，包括可靠性、灵活性和可扩展性等方面。
- 提出改进方案，进一步优化交通灯控制器的设计。
注意事项：- 在设计过程中，要遵守相关的电路布线规范和安全操作规程。
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。
电子技术课程设计报告——交通灯控制电路设计与仿真上海大学机自学院自动化系电气工程及其自动化专业姓名:楼雨学号:13122553指导老师:徐昱琳2015年6月26日目录一、课程设计名称 (3)二、课程设计目的 (3)三、课程设计用途 (3)四、主要技术指标 (3)五、电路设计步骤 (4)5.1 交通灯逻辑功能分析 (4)5.2 交通灯系统框图及方案特点 (5)5.3 交通灯电路设计 (6)5.3.1秒脉冲信号发生单元 (6)5.3.2 计时电路 (9)5.3.3 控制电路 (11)5.3.4 显示电路 (14)六、总电路图 (15)七、仿真结果 (15)八、课程小结 (17)电子技术课程设计报告（数字部分）一、课程设计名称交通灯控制电路设计与仿真二、课程设计目的1.巩固和加深对本课程基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。
2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册和文献资料的能力。
3.学会对实际电路方案进行分析比较、计算，选取元件、软件调试等环节的实施方法。
4.学会运用仪器设备，寻找故障，从中分析解决办法，以使测试电路装置达到技术指标。
5.学会按设计任务书的要求，编写设计说明书三、课程设计用途在十字路口，四面都悬挂着红、黄、绿三色交通信号灯，它是不出声的“交通警察”。
红绿灯是国际统一的交通信号灯。
红灯是停止信号，绿灯是通行信号。
交叉路口，几个方向来的车都汇集在这儿，有的要直行，有的要拐弯，到底让谁先走，这就是要听从红绿灯指挥。
红灯亮，禁止直行或左转弯，在不碍行人和车辆情况下，允许车辆右转弯；绿灯亮，准许车辆直行或转弯；黄灯亮，停在路口停止线或人行横道线以内，已经继续通行；黄灯闪烁时，警告车辆注意安全。
本次设计任务就是基于Multisim软件仿真平台的交通灯控制电路设计与仿真。
四、主要技术指标①一般情况下，保持主干道畅通，主干道路灯亮、支干道红灯亮，并且主干道灯亮的时间不少于60 S；②当主干道绿灯亮超过60 S，且支干道有车时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，但支干道绿灯亮的时间不得超过30S；③每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时，黄灯先亮5S。
五、电路设计步骤5.1 交通灯逻辑功能分析图1十字路口的平面位置示意图上图表示位于主干道和支干道的十字路口交通灯系统，支干道两边安装传感器S，要求优先保证主干道的畅通。
平时处于主干道绿灯、支干道红灯的状态。
当支干道有车时，传感器发出信号S=1，主干道绿灯先转换成黄灯、再变成红灯，支干道由红灯变成绿灯。
图1是一个典型的十字路口的平面位置示意图：有主干道和支干道两条道路，每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯。
主干道与支干道上的车辆交替运行，主干道上的车辆比较多，因此主干道的车辆通行时间长，支干道上的车辆少，因此支干道的车辆通行时间短。
主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，时间为60 s；支干道通行时，主干道绿灯亮，主干道红灯亮，时间为30 s。
每次绿灯变红时，黄灯先闪烁5 s。
此时另一路口的红灯不变。
基于以上规则设计的交通控制器控制十字路口两组红、黄、绿交通信号灯的状态转换，可以方便地实现指挥各种车辆和行人通行实现十字路通管理的自动化。
结合上述描述可得一下四种情况：图2 主干道绿灯，支干道红灯S0图3 主干道黄灯，支干道绿灯S1图4 主干道红灯，支干道绿灯S2图5 主干道红灯，支干道黄灯S3由题意可得，①一般情况下，保持主干道畅通，主干道路铝灯亮、支干道红灯亮（图2），并且主干道灯亮的时间不少于60 S；②当主干道绿灯亮超过60 S，且支干道有车时，支干道维持红灯亮，主干道黄灯亮（图3），持续5S；③S1状态结束后，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，但支干道绿灯亮的时间不得超过30S；④S2状态结束后，支干道黄灯亮，主干道维持红灯亮，持续5S后再返回S0状况循环。
5.2 交通灯系统框图及方案特点交通灯控制系统的实现方案有很多，但一般而言，整个系统需要由以下几个模块构成：状态控制单元、状态译码单元、秒脉冲信号发生单元、译码单元以及控制状态控制单元的可预置减法计数器等，而且还需要置数控制单元。
这个系统由控制器和处理器组成，控制器接收外部系统时钟和传感器信号。
处理器由定时器和译码显示器组成。
定时器能向控制器发出60 s 、30 s 或5 s 定时信号，译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号。
根据题目要求画出系统框图：图6 交通灯系统框图TL ：主干道绿灯亮的最短时间间隔，不少于60 s 。
TS ：支干道绿灯亮的最长时间间隔，不多于30 s 。
TY ：主干道或支干道黄灯亮的时间间隔，为5 s 。
本方案特点鲜明：交通灯智能化，用智能来提升生活品质。
5.3 交通灯电路设计5.3.1秒脉冲信号发生单元555v V 2 3 V 1 3 v电路第一暂态，输出为1。
电容充电，电路转换到第二暂态，输出为0。
电路第二暂稳态，电容放电，电路转换到第一暂态。
事实上，在Multisim平台中，可自动生成频率、幅度已知的信号，如下图所示。
图7 100HZ时钟信号分频电路设计：74LS192是同步可拟计数器，具有双时钟输入、清除和指数等功能，其引脚图及功能表如下。
74LS192是同步十进制计数器，将它们级联可构成同步一百进制计数器。
图8 74LS192表1 74LS192功能表CLR是清零端，LOAD 是置数控制端。
用2片74LSl92可以构成二级十分频器，将100 Hz矩形波100分频得到1 Hz的时钟脉冲、通过20分频得到5 Hz的时钟脉冲。
100分频和20分频电路如图9所示。
图9 100分频和20分频电路5.3.2 计时电路五分频电路：74LS90计数器是一种中规模二一五进制计数器，管脚如右图，功能表如下所示。
表2 74LS90功能表74LS90具有如下的五种基本工作方式：（1）五分频：即由FD、FC、和FB组成的异步五进制计数器工作方式。
（2）十分频（8421码）：将QA与CK2联接，可构成8421码十分频电路。
（3）六分频：在十分频（8421码）的基础上，将QB端接R1，QC端接R2。
其计数顺序为000～101，当第六个脉冲作用后，出现状态QCQBQA=110，利用QBQC=11反馈到R1和R2的方式使电路置“0”。
（4）九分频：QA→R1、QD→R2，构成原理同六分频。
（5）十分频（5421码）：将五进制计数器的输出端QD接二进制计数器的脉冲输入端CK1，即可构成5421码十分频工作方式。
此外，据功能表可知，构成上述五种工作方式时，S1、S2端最少应有一端接地；构成五分频和十分频时，R1、R2端亦必须有一端接地。
六/十二分频电路：该设计中，六分频电路由一个三分频电路和两个D触发器构成，其中三分频电路由两个D触发器构成。
三分频电路的设计：表3 三分频器状态转换表选用两个JK 触发器，采用同步时序。
二分频电路：采用D 触发器，Q 2n+1=Q 2n ，采用异步时序。
计时电路总图如下：计时电路的输出如下页图所示，其中T 红=5S ，T 黄=15S ，T 绿=30S ，T 蓝=60S 。
5.3.3 控制电路如上所述，交通灯共有4种工作状态，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、10、11，并分别用表示，则控制器的工作状态及功能如表1、2所示，控制器应送出主、支干道红、黄、绿灯的控制信号。
控制器有4个状态。
因此选用两个D触发器FF1和FF0，每个触发器的输入函数用数据选择器选择，所以数据选择器的数目等于触发器的数目。
考虑到控制信号与输入变量的关系，也需要用一个数据选择器。
TL 与TY 是状态转换的条件。
所以可作出下面的转换图：双4选1数据选择器74LS15即在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。
其引脚排列及逻辑符号如下所示：1G 、2G 为两个独立的使能端；B 、A 为公用的地址输入端；1C0～1C3和2C0～2C3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Y1、Y2为两个输出端。
① 当使能端1G （2G ）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Y ＝0。
②当使能端1G（2G）＝0时，多路开关正常工作，根据地址码B、A的状态，将相应的数据C0～C3送到输出端Y。
BA＝00 则选择CO数据到输出端，即Y＝C0。
BA＝01 则选择C1数据到输出端，即Y＝C1，其余类推。
其功能表如下：控制电路部分的电路图如下：5.3.4 显示电路显示部分电路较为简洁，只需在主干道与支干道上各装上红、黄、绿灯即可。
六、总电路图以下是交通灯的总电路图：各模块的详细电路已在上文介绍，不再赘述。
七、仿真结果S0状态S1状态S2状态S3状态八、课程小结当我开始写课程小结时，感觉终于可以松一口气了。
两个星期的电子课程设计让我深深的感受到了课本知识与实际应用间遥远的距离。
最初开始设计时，从信心满满地笃定心思设计交通灯，到设计许久却迟迟没有进展后换成数字钟，再到满世界搜索晶振的振荡电路图，被告知无法仿真只能做实物，最后再下定决心好好研究交通灯。
在这个过程中，遇到了相当多的麻烦，以下列举几个，也算是对自己进步的鼓励。
1.不会接管脚刚开始使用芯片时，不知道芯片的功能，无法确定哪些管脚需要接，哪些不需要，也不知道该接什么。
上网搜索资料之后发现说法各不相同，芯片的画法也有很大的区别。
最后搜索了它的应用电路图，自己在Multisim里搭建相同的电路，用示波器慢慢地探索规律，明知芯片的用法。
2.不会区分××进制计数器与分频器的区别最初使用74LS161时，想把它做成一个100分频器，查阅书本后发现可以使用两片74LS161级联来构成100进制计数器，0000 0000~0110 0011可构成M100的计数器，于是连接如下电路：观察示波器后，输出一直都为高电平：仔细思考后，发现RCO输出的是进位信号，这个信号只是在某一瞬间为高电平，其余都为低电平，因此加上非门后观察到的一直都是高电平。
因此该电路能作为100进制计数器使用而不能作为分频器使用。
因此，应采用上文中的使用方法。
3.石晶振荡器开始时，对石晶振荡器毫无想法，我认为这中间最重要的原因是平时积累的电路图经验不够多，以及模电与数电知识块分离、没有很好地结合起来。
下图是已经查阅一些资料后找到的石晶振荡器电路图，但是效果也不理想，石晶振荡器的频率太高，为后续分频带来了很大麻烦。
不仅电路复杂，仿真速度也非常慢，输出是这样令人崩溃的：最终在继续搜寻大量资料后，得到了一个比较科学的电路图。
4.多种辅助工具在设计JK触发器时，感觉到在WORD上编写有一定难度，因此我采用了PPT 来绘制状态转换表和状态转移图，大大降低了编辑难度，也在一定程度上增加了报告的美观度。
5.将电路模块化在设计完整个电路之后，我们可以感觉到整个电路非常复杂，如果都画在同一页上，那将会产生许多问题，比如说看不清楚接线，检查线路十分繁琐，电路可阅读性差，所以我认为将电路模块化可以非常有效地解决上述问题。
