课设交通信号灯控制器
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辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）
辽宁工业大学
数字电子技术基础课程设计（论文）
题目：交通信号灯控制系统
院（系）：电子信息工程学院
专业班级：通信
071
学 号： 070305006
学生姓名：王逸恒
指导教师：
教师职称：
起止时间：2009.12.20—2006.1.26
辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书（论 文）
1 课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电子信息工程学院 教研室：电子信息教研室
学 号 070305006 学生姓名 王逸恒 专业班级 通信071
课程设计（论文）题目 交通信号灯控制系统
课程设计（论文）任务 设计任务：
（1）交通灯控制系统能产生四个方向的交通信号；
（2）每个方向的交通灯由红、绿和黄三个灯组成,在实验板上交通灯用发光二极管代替；
（3）交通灯点亮时间由设计者自行确定。
设计要求：
1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。
3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。
4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。
指导教师评语及成绩
成绩： 指导教师签字：
年 月 日 辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书（论 文）
目 录
第1章 交通信号灯控制系统设计方案论证 ..................................................................... 1
1.1交通信号灯控制系统的应用意义.............................................................................1
1.2交通信号灯控制系统设计的要求及技术指标.........................................................1
1.3 设计方案论证............................................................................................................2
1.4 总体设计方案框图及分析........................................................................................3
第2章 交通信号灯控制系统各单元电路设计.........................................................4
2.1 秒脉冲信号产生电路的设计....................................................................................5
2.2定时计数电路的设计.................................................................................................6
2.3译码及显示电路的设计.............................................................................................6
第3章 交通信号灯控制系统整体电路设计 .............................................................7
3.1 整体电路图及工作原理............................................................................................7
3.2 电路参数计算............................................................................................................7
3.3 整机电路性能分析....................................................................................................8
第4章 设计总结.................................................................................................................9
参考文献 .................................................................................................................................10
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3 一、交通信号灯控制系统设计方案论证
1.1交通信号灯控制系统的应用意义
在城镇街道的十字交叉路口，为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。交通信号灯控制器自动控制十字路口两组红、黄、绿交通信号灯的状态转换，指挥各种车辆和行人的安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。
1.2交通信号灯控制系统设计的要求及技术指标
1 设计要求：
(1).红、绿、黄三色发光二极管作为交通信号灯，绿灯、黄灯、红灯依次交替循环点亮，持续分别为时间：绿灯20秒-黄灯4秒-红灯24秒
(2). 用二位数码管显示各色信号灯的倒计时秒数，倒计时为零时切换信号灯。
(3). 设计另一方向路口的控制电路。
2 技术指标：
(1). 工作电压：直流（DC）36V。
(2).功耗<5W。
(3). 时间误差<50ms。
1.3设计方案论证与分析
1. 设计方案论证
（1）.根据要求，该电路控制应该具有计时（20秒、4秒、24秒的计时）功能，通过秒脉冲的计数，实现绿、黄、红三种颜色灯的交替显示，因此需要计数器及各种逻辑门及触发器。
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4 （2）.设计电路应包括主控电路、定时计数电路、译码驱动电路及秒脉冲发生器组成。
2.设计方案分析：
该系统中，秒脉冲发生器是系统中定时计数电路中的定时器和主控电路中的控制器的标准时钟信号源；译码驱动电路中的译码器输出交通信号灯的控制信号，经过驱动电路的驱动信号灯工作；主控电路中控制器是系统的主要部分，由它控制定时计数电路中的定时器和译码驱动电路中的译码器工作。
1.4总体设计方案框图
1．交通信号灯控制系统原理框图如下页所示：
各方向灯的转换：
555时基电
路 控 制
电 路 南北方向
灯的状态
东西方向
灯的状态 辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书（论 文）
5 东西状态 时间长度 南北状态 时间长度
红灯 24~0s 绿灯 20~0s
绿灯 20~0s 黄灯 4~0s
黄灯 4~0s 红灯 24~0s
交通信号灯控制系统各单元电路设计
2.1秒脉冲信号产生电路的设计
在数字电路中常常需要精确的秒脉冲信号来对检测的信号进行采样取值。实际中多采用高频振荡器产生高频信号，然后经过多级分频电路得到。多谐振荡器电路图如所示。电源接通后，VCC通过电阻R1、R2向电容C冲电。电容上的电压按指数规律上升，当VC上升至2/3VCC时，因VC与值输入端⑥相连，有VC=V6，是比较器C1输出翻转，输出电压V0=0，同时，放电管T导通，电容C通过R2放电；当电容电压VC下降至1/3VCC时，比较器C2工作，输出电压V0变成高电平，C放电终止，VCC通过电阻R1，R2又开始充电；周而复始，形成振荡。其振荡周期与放点的时间有关 。
2.2定时计数电路的设计
（1）.本课程设计的定时器运用555定时器设计。555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。555定时器运用时灵活、方便，具有可构成单稳态触发器，多谐振荡器和施密特触发器的功能，而且可承受较大的负载电流等诸多好处。
（2）.555定时器内部电路由电压比较器C1和C2，RS触发器和集电极开路的三辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书（论 文）
6 极管T三部分组成。
（3）.555定时器有两个输入端，一个输出端，共8个引脚。器件的第6脚接电压比较器C1的反相输入端，称为阈值端，用符号TH来标注；第2脚接电压比较器C2的同相输入端，称为触发端，用符号 来标注；第5脚是控制电压输入端，用符号VCO来标注；第4脚是RS触发器的复位端；第3脚是信号输出端，第1脚是接地端，第8脚是电源电压输入端。
555定时器的电路结构如下页所示：
555定时器的工作原理是：
当输入电压 时，电压比较器C1反相输入端的输入电压小于参考电压，相当于在电压比较器C1的反相输入端输入一个负极性的信号，电压比较器C1的输出电压为正极性的信号，即高电平信号“1”；电压比较器C2同相输入端的输入电压小于参考电压，相当于在电压比较器C2的同相输入端输入一个负极性的信号，电压比较器C2的输出电压为负极性信号，即低电平信号“0”；RS触发器被置位，输出电压u0等于1。
