交通灯---数电课程设计知识讲解

交通灯---数电课程设计 精品文档

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 电 子 技 术 课 程 设 计 成绩评定表 设计课题 ： 交通灯控制逻辑电路设计 学院名称 ： 电气工程学院 专业班级 ： 电气1402 学生姓名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 刘林芝 设计地点 ： 31-225 设计时间 ： 2015-6-28～2015-7-3

指导教师意见：

成绩: 签名： 年 月 日 精品文档

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课程设计名称： 交通灯控制逻辑电路设计 专 业 班 级 ： 学 生 姓 名 ： 学 号 ： 指 导 教 师 ： 课程设计地点： 31-225 课程设计时间： 2015-6-28～2015-7-3 精品文档

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 电子技术 课程设计任务书 学生姓名 专业班级 学号 题 目 交通灯控制逻辑电路设计 课题性质 工程设计 课题来源 自拟 指导教师 刘林芝

主要内容 （参数）

设计一个交通灯控制逻辑电路设计，具体指标如下： （1） 主、支干道交替通行，通行时间均可在0~99s内任意设定； （2） 当某干道绿灯转黄灯时，另一干道红灯按1Hz频率闪烁； （3） 主、支干道黄灯亮的时间相同，均可在0~99s内任意设定； （4） 主、支干道通行时间，与黄灯亮的时间均由同一计数器以秒为单位做减计数； （5） 计数状态由数码管显示，红、黄、绿三色信号灯由发光二极管模拟。

任务要求 （进度）

第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。 第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。 第5-6天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。

主要参考 资料

[1] 康华光．电子技术基础（模拟部分）（第5版）[M]．北京：高等教育出版社，2004 [2] 阎石．数字电子技术基础（第5版）[M]．北京：高等教育出版社，2006 [3] 陈光明.电子技术书课程设计与综合实训[M]．北京航空航天出版社. 2007

审查意见 系（教研室）主任签字： 年 月 日 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 精品文档

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 目录 1、绪论 .................................................. 4 2、实验目的 .............................................. 4 3、实验内容及要求 ....................................... 4 4、使用元件 ............................................. 5 5、 总体方案的设计 ...................................... 5 6.单元电路的设计 ......................................... 8 6.1秒脉冲产生电路 ....................................... 8 6.2主控电路 ............................................. 9 6.3红绿灯（发光二极管）显示部分 ......................... 10 6.4计时部分电路 ........................................ 10 7、总系统电路图（附后面） ............................... 12 8、 心得体会及分析 ...................................... 15

题目：交通灯控制器 精品文档

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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。

2、实验目的 1.综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件 的原理及其应用，锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。 2.深入了解交通灯的工作原理。 3、实验内容及要求 设计一个交通灯控制逻辑电路设计，具体指标如下： （1）主、支干道交替通行，通行时间均可在0~99s内任意设定； （2）当某干道绿灯转黄灯时，另一干道红灯按1Hz频率闪烁； （3）主、支干道黄灯亮的时间相同，均可在0~99s内任意设定； （4）主、支干道通行时间，与黄灯亮的时间均由同一计数器以秒为单位做减计数； (5)计数状态由数码管显示，红、黄、绿三色信号灯由发光二极管模拟。 具体设计： 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 1）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，另一方面是红灯，绿灯，黄灯。 2）设置一组数码管，以计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中一个方向上绿灯亮的时间为20秒，另一个方向上绿灯亮的时间是30秒，黄灯亮的时间都是5秒。 3）当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，其中一个方向常通行，倒计时停止，当特殊情况结束后，按下自动控制开关，恢复正常状态。 4、使用元件

表1.1 元件表 器件型号 数量 器件型号 数量 161 2 LED 6 08 2 电阻4.7K 1 04 3 电阻150K 1 00 1 电阻100欧姆 1

48 2 电容4.7uF 1 74 1 电容103 1 555 1 数码管 2 面包板 1 斜口钳 1

5、 总体方案的设计 分析系统的逻辑功能，画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图所示。它主要由控制器、定时器和秒脉冲信号发生器等部分组成。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，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器，数码管和二极管的工精品文档

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图1.1控制流程图 （1）主干道绿灯亮，支干道红灯亮。表示主干道上的车辆允许通行， 支干道禁止通行。 （2）主干道黄灯亮，支干道红灯亮。表示主干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，支干道禁止通行。 （3）主干道红灯亮，支干道绿灯亮。表示主干道禁止通行，支干道上的车辆允许通行。 （4）主干道红灯亮，支干道黄灯亮。表示主干道禁止通行，支干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。 交通灯以上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、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如下表所示：

主控部分

秒脉冲发

交通灯 倒计时控制部分

数码管显 反馈

控制 精品文档

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 表1.2控制器的工作状态及功能表 控制状态 信号灯状态 车道运行状态 S0（00） 主绿，支红 主干道通行，支干道禁止通行 S1（01） 主黄，支红 主干道缓行，支干道禁止通行 S3（11） 主红，支绿 主干道禁止通行，支干道通行 S2（10） 主红，支黄 主干道禁止通行，支干道缓行

6、单元电路的设计 6.1秒脉冲产生电路 通过555芯片按一定的线路接上不同的电阻和电容就可产生周期不同的方波脉冲，即不同的频率脉冲。课程设计需要秒脉冲，利用2个电容，2个电阻。 脉冲产生

图1.2秒脉冲产生电路图 精品文档

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 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） 数字电路课程中介绍的计数器就是通过有限几个不同状态之间的循环实现不同模值计数，由此设计一模值为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。在课程设计中利用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：

图1.3主控电路图