交通灯设计

交通信号灯控制电路的设计一、设计任务与要求1、任务用红、黄、绿三色发光二极管作为信号灯，设计一个甲乙两条交叉道路上的车辆交替运行，且通行时间都为25s的十字路口交通信号灯，并且由绿灯变为红灯时，黄灯先亮5s，黄灯亮时每秒钟闪亮一次。

2、要求画出电路的组成框图，用中、小规模集成电路进行设计与实现用EAD软件对设计的部分逻辑电路进行仿真，并打印出仿真波形图。

对设计的电路进行组装与调试，最后给出完整的电路图，并写出设计性实验报告。

二、设计原理和系统框图（一）设计原理1、分析系统的逻辑功能，画出其框图交通信号灯控制系统的原理框图如图2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。

秒脉冲信号发生器是该系统中定时器和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1 交通灯控制电路设计框图图中：Tl：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25s，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5s。

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。

它一方面控制定时器开始下一个工作状态的定时，另一方面控制着交通信号灯状态转换。

2、画出交通信号灯控制器ASM图（1）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）乙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绿灯亮。

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。

毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计随着科技的快速发展，智能化已经成为了交通系统的重要发展方向。

在城市交通管理中，智能交通灯控制系统发挥着至关重要的作用。

本文将介绍一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的智能交通灯设计，旨在提高交通效率，确保交通安全，并改善交通环境。

一、设计背景与目的城市交通问题一直是困扰人们的难题，高峰期的拥堵和交通事故频发等问题给人们的生活带来了诸多不便。

传统的交通灯控制系统已无法满足现代交通的需求，因此需要一种更加智能化、高效的交通灯控制系统来解决这些问题。

本设计的目的是通过PLC技术，实现交通灯的智能化控制，提高道路通行效率，减少拥堵和交通事故的发生。

二、设计方案1、系统架构本设计采用PLC作为核心控制器，通过传感器采集道路交通信息，如车流量、车速、车道占有率等，根据采集到的信息对交通灯进行智能控制。

同时，系统还包括人机界面（HMI），以便工作人员对系统进行监控和调试。

2、硬件选型PLC选用具有强大计算能力和稳定性的西门子S7-1200系列，该系列PLC具有丰富的IO接口和通信端口，适合用于本设计的控制需求。

传感器选用海康威视的车流量检测器，能够实时监测道路车流量，为PLC提供控制依据。

HMI选用昆仑通态的触摸屏，能够直观地展示系统运行状态和交通信息。

3、软件设计软件部分包括PLC程序和HMI界面设计。

PLC程序主要实现道路交通信息的采集、处理和交通灯的控制逻辑。

HMI界面设计则要实现系统状态的监控、交通信息的展示和人工干预等功能。

软件设计采用模块化的思路，便于后续的维护和升级。

三、功能特点本设计的智能交通灯具有以下功能特点：1、实时监测：通过传感器实时监测道路车流量、车速和车道占有率等信息，为PLC提供控制依据。

2、智能控制：根据监测到的交通信息，PLC能够实现交通灯的智能控制，包括绿灯时间的动态调整、红灯时间的优化分配等，以提高道路通行效率。

3、安全保障：通过实时监测车流量和车速等信息，系统能够及时发现交通事故的风险，并采取相应的控制策略，保障交通安全。

学院：班级：姓名：学号：姓名：学号：姓名：学号：序言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。

为此，笔者从数字电子的方向对交通灯进行了深入的研究，以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。

内容摘要课程设计目的:数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践环节,是对学生学习数字电子技术的综合训练.学生根据某一课题技术指标或逻辑功能的要求,独立进行电路设计,工程估算,实验测试与调整,制作(在实验板上)电子产品和写出实验总结报告.通过这一电路综合性实践训练,要达到深化所学的理论知识,培养综合运用所学知识的能力,掌握一般电路的分析方法,增强独立分析问题与解决问题的能力.通过这一综合训练培养学生严肃认真的工作态度和科学作风,为今后从事电路设计和研制电子产品打下初步基础.1．满足所示的顺序工作流程图。

图中设大道方向的红、黄、绿灯分别为DR、DY、DG，小道方向的红、黄、绿灯分别为XR、XY、XG。

设计一个十字路口交通信号灯定时控制器，其要求如下：它们的工作方式，有些必须是并行进行的，即大道方向绿灯亮，小道方向红灯亮；大道方向黄灯亮，小道方向红灯亮；大道方向红灯亮，小道方向绿灯亮；大道方向红灯亮，小道方向黄灯亮2．应满足两个方向的工作时序。

即大道方向亮红灯时间应等于小道方向亮黄、绿灯时间之和，小道方向亮红灯时间应等于大道方向亮黄、绿灯时间之和。

时序工作流程图见图3所示。

图3所示，大道、小道方向绿、黄、红灯亮时间分别6秒、4秒、29秒，一次循环为39秒。

其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯间歇是静止，当检测到小道有车到来的时候，所有电路才开始工作，在小路没有车到之前一直要保持大路亮绿灯，小道一直保持红灯，在小道亮绿灯的时候，检测大道的来车数量，假如超过三辆车，则要立马执行下一个状态，保证车辆通行正常。

十字路口交通灯的设计十字路口交通灯是城市道路交通中非常重要的设施，它能够控制车辆与行人的通行，避免交通事故的发生。

现如今，随着城市交通的发展和人们对道路安全性需求的提高，十字路口交通灯的设计也越来越得到重视。

下面，本文将从安全可靠、智能化和美观实用三个方面进行阐述十字路口交通灯的设计。

一、安全可靠1.交通灯的颜色：因为人类对颜色的理解，使交通灯成为区别道路交通的直观、简单的标志，在该功能上，交通灯的普遍颜色都是红、黄、绿。

当红色灯亮起时，表示禁止通行，黄色灯表示请驾驶员减速慢行，绿色灯则是允许通行的信号。

这种颜色符号标志在世界范围内得到广泛的应用，成为国际化的标准。

2.时间控制：交通灯的时间控制是为了控制车辆与行人过街，预定时间后灯光变化。

对于行人来说，等待时间大概在10-30s内，而汽车等待时间则略微更长一些。

此外，为了保证交通的通畅、保障行人安全，其控制时间应视路况而定，以尽量减少拥堵、惊恐事件的发生。

3.良好的显示效果：交通灯的显示效果直接关系到人们对交通灯的认识和应对。

比如说，在雾天或刮风暴雨天气下，传统的红、黄、绿三色提示功能就有可能因为颜色的变化而产生二义性，导致交通灯的重要提示功能无法发挥其应有的作用。

因此要尽可能采用高亮、低耗、长寿命的新型LED灯、彩色显示屏等，增强交通灯的显示效果，让出行者能更快捷、安全的通过交通路口。

二、智能化1.视频监控：视频监控系统可以实时观察到路面交通状态，实时了解交通状况和疏导拥堵。

通过建立城市音视频监控网，将交通、治安、环保等多部门信息融合，可以实现载具识别、运行监控、违法抓拍、通告管理、统计分析和信息报表等多种功能。

2.信息显示：通过路口交通指示屏进行提示，为行人提供交通管理信息，如距离、步行时间、路况等。

同时，也可以实时地在车载设备上为车辆提供交通信息提示和路况提醒等服务。

3.交通预测：通过对交通路口数据的分析和利用，可以预测出拥堵的可能发生并提前采取措施。

EDA课程设计-交通灯-图文交通信号灯控制电路设计一、概述城市道路交叉口是城市道路网络的基本节点，也是网络交通流的瓶颈。

目前，大部分无控制交叉口都存在高峰小时车流混乱、车速缓慢、延误情况严重、事故多发、通行能力和服务水平低下等问题。

特别是随着城市车流量的快速增长，城市无控制道路交叉口的交通压力越来越大。

因此，做好基于EDA技术平台的交叉口信号控制设计是缓解交通阻塞、提高城市道路交叉口车辆通行效率的有效方法。

交通信号控制的目的是为城市道路交叉口(或交通网络)提供安全可靠和有效的交通流，通常最为常用的原则是车辆在交叉口的通过量最大或车辆在交叉口的延误最小。

交通信号灯控制电路是显示主干道和支干道交替放行时间并用试验箱左上角的彩灯来红黄绿支红代替信号灯的一种实际电路。

设计一个基于FPGA的红绿灯交通信号控制器。

假设某个十干黄绿道字路口是由一条主干道和一条次干道汇合而成，在每个方向设置红绿黄三种信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。

黄灯亮允许行驶中车辆有时间停靠到禁止线以外。

第-1-页共18页二、方案设计与论证在硬件时钟电路的基础上，采用分频器，输出一个1S的时钟信号，在时钟信号的控制下，实现主干道和支干道红绿灯交替显示。

红绿灯交通灯控制器层次设计：EDA技术的基本设计方法有电路级设计方法和系统级设计方法。

电路级设计方法已经不能适应新的形势，本系统采用的是系统级层次设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片FPGA芯片实现，首先用VHDL语言编写各个功能模块程序，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件，然后用顶层原理图将各功能模块连接起来。

下面给出各模块的VHDL设计过程和仿真结果。

1、系统时序发生电路clk_gen的VHDL设计在红绿灯交通信号控制系统中，大多数的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。

交通灯控制电路设计由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、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靠在禁行线内。

实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。

1、设计目的1.掌握交通灯控制电路的设计、组装与调试方法。

2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。

2、设计任务与要求1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。

2.当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。

3.主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。

设计30s和20s计时显示电路。

4.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，设置5s计时显示电路。

3、原理电路设计(1)设计逻辑流程(2)方案比较及整体电路方案一：根据题目，主支干道红绿灯分时亮可以分成四种状态。

若采用两个JK触发器即可满足。

考虑到主支干道计数的不同，需要从计数器那里产生一个信号，来使JK触发器改变状态。

当然可以通过逻辑推导，然后用各种基本的数字器件，如与非门，来产生一个满足要求的信号。

但是用到的器件比较多，而且布线较复杂。

所以不采用这个方案。

方案二：鉴于方案一，考虑采用中规模集成电路，因此选择使用了数据选择器。

将计数器某个计数到的信号，如5s，接到数据选择器的数据输入端，然后将由JK触发器产生的表明四种状态的信号Q2和Q1接到数据选择器的地址代码端。

这个方案解决了方案一的问题，所以采用了这种设计方法。

方案三：按照JK触发器习惯的接法，由数据输出端来的信号接到J或K，但是若计数器采用置零的方式，信号有效的时间很短，这就要求触发器有较高的扫描频率，但是计数器的频率已经固定是1s，造成同一个频率电路，却需要不同的频率。

因此采用直接接进触发器的使能端。

至此，确定了最后的方案。

(3)单元电路设计及电路的工作原理为了便于分析,把一些单元电路从整体电路中分离出来,同时为了电路的简洁明了,分析电路的逻辑时,还把次要的元件暂时移除.单元电路各部分以及功能如下:控制电路主控电路是本课题的核心，主要产生30s、20s、5s三个定时信号，它的输出一方面经译码后分别控制主干道和支干道的三个信号灯，另一方面控制定时电路启动。