电子电路设计交通信号灯.doc

课程设计 本科生通用课设题目： 交通信号控制器 专业班级： 电子信息工程 姓 名： 学 号： 指导教师： 时 间： 2012-12-28 成 绩： 前言在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，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。交通信号灯常用与交叉路口，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。本实验设计目的是培养数字电路的能力，掌握交通信号灯控制电路的设计方法。 目录一设计要求.3二系统概述.4三总体设计方案.5四各部分电路框图.64.1秒脉冲信号发生器的设计64.2定时器的设计.74.3 控制器的设计84.4 显示电路的设计.11五本人负责的电路设计.12 5.1电路图.12 5.2设计原理.13 5.3工作逻辑原理.14 5.4 仿真结果.15六 结束语.166.1 总结及心得体会176.2 总体电路图 见附图.17参考文献19一设计要求：设计一个十字多路口交通信号灯控制电路，用来控制主干道和支干道的红，绿，黄三种信号灯的亮与灭； 1、主干道处于允许通行状态亮绿灯60秒，行人灯同时亮绿灯，行人灯绿变红闪烁5秒后主干道开始黄灯闪烁10秒，然后同时变红灯，主干道左、右转弯绿灯亮30秒黄灯5秒变红；2、支干道绿灯亮50 秒，行人灯亮25秒红灯闪烁，5秒后支干道黄灯闪烁5秒，之后与行人灯同时变红；支干道绿灯亮10秒时右转绿灯亮，当支干道红灯时左转绿灯亮15秒，右转绿灯继续亮，二灯同时闪烁黄灯5秒变红；3、 具有外供电和电池供电两种方式，以保证外供电停止时信号灯仍保持工作，主干道应有倒计时装置。二、概述 用NE555设计一个时基电路，用来产生秒脉冲。在主干道用74ls190、74ls48以及两位共阴数码管来进行倒计时显示，时间分别是75s，60s，10s，30s，05s。用74ls160与74ls138来进行状态转换。75s倒计时时主干道禁行，60s倒计时时主干道绿灯亮，行人绿灯亮倒计时到5s时行人绿灯闪烁，10s倒计时时主干道黄灯闪烁，行人道绿灯闪烁，其余时间主干道与行人道红灯亮，30s倒计时时主干道左右转绿灯亮，5s倒计时时左右转黄灯闪烁，其余时间左右转红灯亮，当主干道显示75s倒计时时，支干道开始通车，当75s到25s时支干道绿灯亮，然后支干道黄灯闪烁5s随后变红，55s时行人绿灯亮，25s后红灯开始闪烁10s，然后变红。20s时左转绿灯亮，然后左转黄灯闪烁5s，其余时间左转红灯亮。65s到5s时右转绿灯亮，随后右转黄灯闪烁5s，其余时间右转红灯亮。用74ls85组成八位数值比较器来控制支干道灯的亮灭。 用整流电路，滤波电路，稳压电路来将组成直流稳压电源来提供系统外供电。三、方案显示器译码器主干道信号灯信号灯译码驱动电路时钟信号发生器计数器支干道信号灯主控电路预置数电路 四交通信号灯控制原理电路框图（一） 用NE555组成多谐振荡器，产生秒脉冲（二） 用74ls190与74ls48以及共阴数码管组成倒计时显示电路（三） 用74465三态同相使能端八总线输出缓冲器来组成74ls190预置电路分别预置75，60，10，30,05，来实现不同时间倒计时。（四） 用74ls160以及74ls138来组成主控电路来提供状态转换。60s75s05s10s30s 状态转换图 （五）用与非门，电子开关4066以及数字比较器74ls85来组成主干道控制电路（六）用74ls85数值比较器以及与非门来组成支干道控制电路（七）用整流电路，滤波电路，稳压电路来将组成直流稳压电源来提供系统外供电。八、元件列表元件名称元件个数元件功能共阴数码管2显示数字74LS482显示译码器74LS1902十进制加减计数器74LS1601十进制计数器74LS13813-8译码器74LS858四位数值比较器74LS4655八线缓冲器CD40661模拟开关470K电阻若干控制电流不同数值的电阻、电容若干充放电、限流发光二极管若干显示灯二极管三极管若干放大、限流5551组成秒脉冲按键若干开关与置零导线若干连接各电路74ls042个非门74ls085个与门74ls321个或门74ls212个四输入端与门74ls022个或非门五以下为设计的支干道电路：一支干道电路图：二设计思路采用数值比较器74LS85为核心，逻辑与或非电路辅助完成对支干道各个灯的控制。支干道总时间为75秒倒计时，当74LS138的14脚为低电平时，开启第一个74LS465,75秒倒计时开始，（同时74LS138的14脚接反相器变为高电平）。基本构成：由四位比较器组成八位比较器，A1A2A3A4连接倒计时的输出，B1B2B3B4置不同的数比较两个74LS85的B1B2B3B4分别置65秒、55秒、30秒、25秒、20秒、05秒。三工作原理：当主干道红灯时，支干道绿灯亮50 秒（从75秒到26秒），行人灯亮25秒（从55秒到31秒），行人灯红灯闪烁10秒（从30秒到21秒），支干道黄灯闪烁5秒（从25秒到21秒），之后与行人灯同时变红；支干道右转绿灯亮60秒（从65秒到6秒），当支干道红灯时左转绿灯亮15秒（从20秒到6秒），右转绿灯继续亮，二灯同时闪烁黄灯闪烁5秒（从5秒到0秒）变红；主干道绿灯亮比较个位 比较十位与25秒比较倒计时50秒（7526），支干道绿灯亮与20秒比较倒计时5秒（2521），支干道黄灯闪烁倒计时15秒（206），支干道左转绿灯亮与55秒比较倒计时25秒（5531），支干道行人灯绿灯亮与30秒比较倒计时10秒（3021），支干道行人等红灯闪烁与65秒比较倒计时60秒（656），支干道右转绿灯亮与5秒比较倒计时5秒（50），支干道左右转黄灯闪烁黄灯闪烁功能：电路与时钟秒脉冲与逻辑，实现黄灯闪烁。四仿真结果：1.主干道全部红灯，支干道绿灯亮50秒，从75秒开始到26秒。2.支干道右转绿灯亮60秒从65秒到6秒。3. 支干道右转绿灯继续亮60秒（从65秒到6秒），支干道行人灯亮25秒（从55秒到31秒）。4. 支干道右转绿灯继续亮60秒（从65秒到6秒）行人灯红灯闪烁10秒（从30秒到21秒），支干道黄灯闪烁5秒（从25秒到21秒）。5.支干道右转绿灯继续亮60秒（从65秒到6秒），当支干道红灯时左转绿灯亮15秒（从20秒到6秒）。6.左右转向灯闪烁黄灯闪烁5秒（从5秒到0秒）变红。六心得体会：本次课设内容丰富，难度适中。能够很好地锻炼我的能力，对进一步掌握数字电子技术有了较大提高与巩固。首先是对交通灯逻辑关系的分析，通过累真值表、卡诺图等方式，找出支干道各个灯不同的逻辑关系。然后，巩固和查找实现这种逻辑关系的芯片，掌握芯片功能用途，想数值比较器的用途，74LS190计数器的倒计时功能，总线与分线在逻辑和功能上的相辅相成。其次通过多人合作，相互交流，锻炼了团结合作的能力，而且通过交流不同的思想，讨论不同芯片的用途，掌握了如74L