交通灯控制逻辑电路设计实验报告 ()

计算机科学与工程学院综合设计报告设计名称：数字逻辑综合设计设计题目：可人工干预的交通灯控制器学生学号：专业班级：学生姓名：学生成绩：指导教师（职称）：课题工作时间：2010/12/27 至2011/01/07成绩评定表学生姓名：学号：班级：答辩记录表指导教师评语计算机科学与工程学院综合设计报告目录摘要 (I)Abstract (II)第一章概述............................................................. .. (1)1.1 背景 (1)1.2 目的 (1)1.3 意义 (1)1.4 原理............................................................................................... ..1第二章设计简介及设计方案论述. (3)2.1 设计流程图 (3)2.2 方案论述 (3)第三章详细设计 (5)3.1 555计时器构成的多谐振荡器 (5)3.260进制计数器 (6)3.360进制倒计时计数器 (8)3.4人工干预 (9)3.5红黄绿灯控制电路 (10)3.6设计总电路及元件清单 (11)第四章设计结果及分析 (13)4.1 设计结果 (13)4.2 过程分析 (13)总结 (14)致谢 (15)参考文献 (16)计算机科学与工程学院综合设计报告摘要随着社会经济的发展和机动车辆的不断增加,城市交通问题越来越引起人们的关注。

交通对我们生活的影响更加明朗，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。

很多因素都会影响在道路中的行车状况，所以一个功能健全的交通控制器尤为重要。

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。

如何利用所学知识设计出来一个最简单合适的可人工干预的交通灯电路是此次设计主要解决的问题。

课题1.4.2：交通灯控制器一．设计课题的任务要求：(一)、实验目的1. 熟练掌握VHDL 语言和QuartusII 软件的使用；2. 理解状态机的工作原理和设计方法；(二)、相关知识本实验要利用CPLD 设计实现一个十字路口的交通灯控制系统，与其他控制系统一样，本系统划分为控制器和受控电路两部分。

控制器使整个系统按设定的工作方式交替指挥车辆及行人的通行，并接收受控部分的反馈信号，决定其状态转换方向及输出信号，控制整个系统的工作过程。

路口交通灯控制系统的有东西路和南北路交通灯R(红)、Y(黄)、G(绿)三色，所有灯均为高电平点亮。

设置20s 的通行时间和5s 转换时间的变模定时电路，用数码管显示剩余时间。

提供系统正常工作/复位和紧急情况两种工作模式。

(三)、实验任务1.基本任务：设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器。

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）. 用数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的时间；二．系统设计（包括设计思路、总体框图、分块设计）（一）设计思路1.总体设计----输入部分：1)CLK时钟频率输入，可由实验板上直接提供，为准确确定时间长度，选择1024Hz信号。

2)紧急状态按键拨码开关EMERGENCY，当将其置为高电平，表示紧急情况发生，两个方向均为红灯亮，计时停止；当置其为低电平，信号灯和计时器恢复原来状态，正常工作。

3)复位拨码开关RESET，当将其置为高电平，表示复位，工作停止，全部回到初始状态；当置其为低电平，重新开始工作。

2.总体设计----输出部分：1)东西方向和南北方向各使用3个LED显示，LIGHT1，LIGHT2，红黄绿各代表红黄绿灯。

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。

8255交通灯实验报告8255交通灯实验报告一、实验目的本实验旨在通过使用8255芯片控制交通灯的亮灭，熟悉和掌握8255芯片的使用方法，并了解交通灯控制系统的基本原理。

二、实验原理交通灯控制系统是一种常见的嵌入式系统，其核心是使用微控制器或者可编程逻辑器件控制交通灯的亮灭。

在本实验中，我们使用8255芯片作为控制器，通过控制芯片的输入输出端口，实现交通灯的控制。

8255芯片是一种通用输入输出设备，具有24个可编程的输入输出引脚，可以通过编程控制这些引脚的状态。

在本实验中，我们将使用8255芯片的其中8个引脚来控制交通灯的亮灭。

三、实验材料1. 8255芯片2. 交通灯模块3. 电路连接线4. 电源四、实验步骤1. 将8255芯片插入实验板上的相应位置，并根据芯片的引脚定义连接电路。

2. 将交通灯模块连接到8255芯片的输出端口。

3. 将电源连接到电路上，确保电源正常工作。

4. 编写控制程序，通过对8255芯片的输入输出端口进行编程，控制交通灯的亮灭。

5. 运行程序，观察交通灯的亮灭情况。

五、实验结果经过实验，我们成功地使用8255芯片控制了交通灯的亮灭。

通过编程控制8255芯片的输出端口，我们可以实现交通灯的各种状态，如红灯亮、绿灯亮、黄灯亮等。

实验结果表明，8255芯片是一种可靠且灵活的控制器，适用于各种嵌入式系统。

六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了8255芯片的使用方法，并掌握了交通灯控制系统的基本原理。

8255芯片作为一种通用输入输出设备，具有广泛的应用前景。

在实际工程中，我们可以使用8255芯片来控制各种设备，如灯光、电机等，实现更加复杂的控制功能。

然而，本实验只是对8255芯片的基本应用进行了简单的演示。

在实际项目中，我们还需要考虑更多的因素，如多任务处理、中断处理等。

因此，我们需要进一步学习和掌握更加高级的嵌入式系统开发技术，以应对更加复杂的控制需求。

总之，本次实验为我们提供了一个宝贵的学习机会，让我们更加深入地了解了8255芯片的应用和交通灯控制系统的原理。

目录1课程设计要求 (3)2 电路功能描述 (3)3 设计方案 (3)4设计原理图 (4)5 VHDL语言 (4)6仿真截图 (6)7心得体会 (11)8参考文献 (11)1. 课程设计要求1.1.红、黄、绿灯分别控制显示；1.2.每一个状态分别分配一个时间显示（两位十进制，倒计时）；1.3.符合实际交通规律。

2.电路功能描述本设计是实现交通灯的控制，模拟实现了红、绿、黄灯指挥交通的功能。

本设计适用东西和南北方向的车流量大致相同的路口，红灯显示时间30S，绿灯显示时间25S，黄灯显示时间5S，同时用数码管指示当前的状态（红、绿、黄灯）的剩余时间。

当有紧急状况发生时，两个方向都禁止通行，并且显示红灯，当紧急状况解除后，重新计时并且指示时间。

3.设计方案根据设计要求，需要控制显示红、黄、绿三个灯的亮灭状态及显示的时间。

这个设计主要由两部分组成，红黄绿灯的显示模块，显示时间模块。

由实际的交通情况可知，东西方向的显示情况是一致的，南北方向的显示情况也是一致，故在设计的时候就只考虑两种状态，将东西方向合成一种，南北方向合成一种。

红黄绿灯的显示模块用两组共6个灯显示，时间显示模块用LED数码管显示。

此外，本交通灯控制器设置的红黄绿显示方式是参照一些城市的显示规律，红灯30S，绿灯25S，黄灯5S，同时用数码管指示当前状（红、绿、黄灯）的剩余时间。

另外还设有一个紧急状态，当特殊情况发生时，两个方向都禁止通行，指示红灯，紧急状态解除后，重新计时并指示时间。

时间采用倒计时的方式显示。

本设计采用VHDL语言编程，描述各个硬件模块实现的功能，使红、黄、绿灯的转换有一个准确的转换顺序和时间间隔，并进行仿真，通过仿真的结果，得出实验的结果。

在正常情况下的一个完整周期内，交通灯控制器系统一共有四种状态，分别是东西红、南北绿，东西红、南北黄，东西绿、南北红，东西黄、南北红。

其运行方式为东西红、南北绿→东西红、南北黄→东西绿、南北红→东西黄、南北绿,东西黄、南北绿结束后再回到东西红、南北绿的状态，整个周期持续60s。

数字逻辑课程设计报告——交通灯控制器学院名称：学生姓名：专业名称：班级：实习时间：2013年6月3日—— 2013年6月14日一、实验目的：1．掌握时序逻辑电路的设计方法，灵活运用理论知识。

2．提高自己的数字系统设计能力和实际动手能力。

3．了解如何将数字电路设计应用到自动控制系统中，从而提高解决实际问题的能力。

二、实验任务与要求1.红绿灯交通信号系统外观示意图2．总体任务及要求⑴ 在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯；另一个方向是红灯、绿灯、黄灯。

⑵ 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，其中一个方向上红灯亮的时间是30s ，另一个方向上绿灯亮的时间是20s ，黄灯亮的时间都是5s 。

⑶ 用两组数码管，实现双向倒计时显示。

3.总时序工作流程图三、总体方案的设计1、主控电路在设计要求中要实现四种状态的自动转换，首先要把这四种状态以数字的形态表示出来，可以通过两位二进制数表示所需状态（00—Gr, 01—Yr, 11—Rg, 10—Ry）,循环状态：（00—01—11—10—00）。

可以设计一个模为4的计数器，其输出（代表不同状态）既可以循环转换，而且能够控制其他部分电路，所以可以利用74LS74（双上升沿D触发器）设计模4计数器作为主控部分电路。

主控电路2、脉冲输出部分脉冲输出部分为555时基芯片构成的多次谐波震荡器，电路原理图如右：其中器件参数分别为R1=4.7kΩ，R2=150kΩ，C1=4.7μF，C2=0.01μF。

产生的时钟脉冲为周期T=1s的方波。

电容C1充电时，暂稳态持续时间为tw1=0.7(R1+R2)C=0.7×(150k+4.7k) ×4.7μ≈0.5s电容C1放电时，暂稳态持续时间为tw2=0.7R2C=0.7×150k×4.7μ≈0.5s因此，电路输出矩形脉冲的周期为T= tw1＋tw2≈1s输出占空比为q= tw1/T≈50%脉冲输出3、红绿灯显示电路红绿灯显示是表示电路所处状态，受到主控电路控制，即主控电路的输出（A和B）决定了主干道和支干道的红绿灯的情况。

中南林业科技大学涉外学院实习报告名称：交通灯控制器姓名：***学号：********专业班级：电子信息工程一班时间：2011-10-5地点：林科大涉外学院目录任务和性能指标 (2)实现（设计）方案 (3)系统设计 (4)调试及性能分析 (6)性能分析： (7)相关知识概述 (7)心得体会 (7)参考文献 (8)任务和性能指标本电路设计一个交通灯控制器，需要达到的目的如下：一个周期64秒，平均分配，前32秒红灯1与绿灯2亮，后32秒绿灯1与红灯2亮。

在红灯1与绿灯2亮的期间的后8秒黄灯1、2闪烁，且在这期间红灯1与绿灯2同时亮。

闪烁频率为2。

在绿灯1与红灯2亮的期间的后8秒黄灯1、2闪烁，且在这期间绿灯1与红灯2同时亮。

闪烁频率为2。

实现（设计）方案为了达到目的，需要设计一个控制电路，这就需要一个脉冲信号发生器，一个二进制加法计数器，一个十进制减法计数器，红灯与绿灯以及黄灯是否亮由二进制加法计数器的输出状态来决定。

因此，设计一个组合逻辑电路，它的输入信号就是二进制加法计数器的输出信号，它的输出就是发光二级管的控制信号。

因此，需要一个组合逻辑电路，六个发光二级管（两个红色发光二极管、两个绿色发光二极管、两个黄色发光二极管）电路，555脉冲振荡器，4024计数器，74LS193计数器，数码管显示电路。

其结构图如下：本电路中的组合逻辑电路的输入信号为二进制计数器的输出信号，输出要控制六个发光二级管不同时刻的状态。

红灯1与绿灯2的状态相同，红灯2与绿灯1的状态相同，两个黄灯状态相同。

所以只要输出三个信号即可，分别为L1、L2、L3。

组合逻辑电路的输出信号L1、L2、L3与电路的输入信号Q7、Q6、Q5、Q4、Q3、Q2、Q1的关系用如下真值表表示：从以上可知：L1=Q7’,需要低电平有效时，L1’=Q7’’L2=Q7,需要低电平有效时，L2’=Q7’L3=Q6Q5=(Q6Q5)’’考虑到黄灯需要闪烁，可以让L3信号和Q1信号（频率为2HZ的脉冲）加到一个二输入的与非门的两个输入端，输出信号为L4，L4=（L3*Q1）’当L3为0时，L4=1当L3为1时，L4=Q1’可见，需要L4低电平有效，这样，L3为0时，黄灯不亮；L3为1时，黄灯闪烁。

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。

交通信号灯控制器一、设计任务及要求 (2)二、总体方案设计以及系统原理框图 (2)2.1、设计思路 (2)2.2、各模块相应的功能 (2)2.3、系统原理图 (3)三、单元电路设计 (3)3.1、车辆检测电路 (3)3.2、主控电路 (4)3.3、灯控电路 (5)3.4、计时控制电路 (6)3.5、计时显示电路 (6)3.6、反馈控制电路 (7)3.7、置数电路 (7)3.8、时基电路 (7)四、工作原理 (8)五、电路的软件仿真及结果分析 (8)5.1、时基电路（555接成的多谐振荡器）的电路图以及波形的显示 (8)5.2、结果分析 (10)六、电路的组装调试 (10)6.1、使用的主要仪器和仪表 (10)6.2、调试电路的方法和技巧 (10)6.3、调试中出现的问题、原因和排除方法 (11)七、收获、存在的问题和进一步的改进意见 (11)7.1、存在的问题和进一步的改进意见 (11)7.2、收获以及心得体会 (12)附录一：电路所用元器件 (14)附录二：电路全图 (15)附录三：实际电路图 (16)一、设计任务及要求在一个主干道和支干道汇交叉的十字路口，为了确保车辆行车安全，迅速通行，设计一个交通信号灯控制电路，要求如下：1、用两组红、绿、黄发光二极管作信号灯，分别指示主道和支道的通行状态。

2、通行状态自动交替转换，主道每次通行30秒，支道每次通行20秒，通行交替间隔时为5秒。

3、通行状态转换依照“主道优先”的原则，即：当主道通行30秒后，若支道无车则继续通行；当支道通行20秒后，只有当支道有车且主道无车时才允许继续通行。

（用按键模拟路口是否有车）4、设计计时显示电路，计时方式尽量采用倒计时。

二、总体方案设计以及系统原理框图2.1、设计思路本次设计采用模块划分的方法，每个模块完成一项功能，最后将各个模块连接起来，设计完成后，用Multisim进行仿真，仿真成功后，再去实验室焊接调试。

2.2、各模块相应的功能（1）车辆检测电路：用来显示主路支路车辆的四种情况。

交通灯控制逻辑电路实验报告福州大学阳光学院题目：交通灯逻辑控制电路设计系别：电子信息工程系班级：2011级通信（二）班学号：241199196姓名：蒋联水指导老师：杨XX目录1、设计的目的及任务 (1)1.1 设计的目的 (1)1.2 设计的任务和要求 (1)1.3 扩展的要求 (2)2、电路设计总方案及原理框图 (2)2.1 电路设计总方案 (2)2.2 原理框图 (3)2.3 内容摘要 (3)3、各单元电路的工作原理 (3)3.1 秒脉冲产生电路 (3)3.2 倒计时计数器以及显示电路的设计 (6) 3.2.1 倒计时电路 (6)3.2.2 显示电路 (7)3.3信号灯的转换方法 (8)3.3.1 四分频电路 (8)3.3.2 信号灯的转换电路 (9)3.4倒计时计数器与信号灯转换器的连接 (10) 3.5白天夜间模式切换的设计 (10)3.6模拟汽车行驶电路设计 (11)4、总设计电路图 (11)5、电路的安装及调试 (12)6、实验结果检验 (12)7、总结及心得体会 (13)参考文献 (14)附录1 器件明细表 (14)1、设计的目的及任务1.1设计的目的这次的数字电路课程设计主要综合了解与运用所学的知识，通过这次课程设计来检查2012—2013上半期的学习状况。

通过制作来了解交通灯控制系统，了解555多谐振荡器、D触发器、移位寄存器、加减法计数器、译码器、数码管以及各种门电路芯片的作用等。

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，在每一个交叉路口都需要有一个准确的时间间隔和转换顺序，这就需要一个安全、自动的系统对红、黄、绿的转化进行管理。

本次的设计就是基于此目的进行的。

1.2设计的任务和要求（1）、满足图1-1顺序工作流程。

图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。

它们的工作方式有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄红灯亮。