用数字电路对交通灯控制电路的设计

用数字电路对交通灯控制电路的设计 学院代码学号 分 类 号 密级 本科学年论文（） 学院、系专业名称 年 级 学生姓名 指导老师 xx年 月 日 学年指导教师评阅意见 交通灯设计 摘要 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。 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。主要由秒脉冲发生器、定时器、控制器、译码显示电路及夜间黄灯闪烁模式组成。秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，计时器由74LS160实现，控制器由74LS153和74LS74组成，译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。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。 关键词：交通灯，秒脉冲发生器，主控器，计数器，译码电路 The design of traffic-light Author:qinwurina Tutor:Baodujiya Abstract Traffic lights and intersection, used to control the flow of cars, improving the intersection vehicle traffic capacity, reduce the number of traffic aidents. With traffic lights safety travel has a great deal of security of people. This design through the use of traffic light control circuit design of digital circuits, make digital signal control intersection traffic light control circuit of two groups of red, yellow, and green traffic lights state transition method, manding various vehicles and pedestrians safe passage, implementation of traffic management automation. Mainly by the second pulse generator, timers, controllers, display decoding circuit and night consisting of yellow lights flashing mode. Second pulse generator by NE555 pulse, timer is implemented by 74LS160, the controller is posed of 74LS153 and 74LS74, decoding circuit using 74LS48 and seven-segment digital tube display. This experiment is designed to develop the capacity of digital circuits, design method of mastering traffic light control circuit. Keywords: traffic lights, pulse generator, master, counters, decoding circuit 目录 1绪论 . 1 2电路设计 . 7 2.1基本原理与设计方法 . 7 2.2单元电路设计与分析 . 9 2.2.1秒脉冲发生器 . 9 2.2.2控制器 . 10 2.2.3计数器 . 12 2.2.4控制信号灯的译码电路 . 13 2.2.5显示部分 . 15 2.2.6夜间模式 . 15 2.3总电路图 . 16 3系统的仿真和总原理图 . 17 3.1单元电路部分仿真和调试 . 17 3.1.1控电路和信号灯译码电路的仿真与调试 . 17 3.1.2计数器电路的仿真和调试 . 17 3.1.3时钟信号电路的仿真与调试 . 17 3.2整体电路的仿真与调试 . 18 . 19 致 谢 . 20 _ . 21 附录 . 22 摘要：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。它是由状态计数器，秒脉冲发生器，计时系统，状态译码控制等几部分构成。秒脉冲发生器产生整个系统的时基信号；在系统的不同状态，时间计数器分别作30进制，30进制，2进制计数，时间计数器按减数计数，在计数到零时送出一个信号给状态计数器；状态计数器对系统的工作状态进行计数；状态译码控制器对状态计数器译码，向灯光控制系统和置数控制器发出工作命令；灯光控制系统控制各个灯的亮灭。 关键字：状态计数器秒脉冲发生器计时系统状态译码控制系统 目录 第一章方案论证 2 第一节 方案论证 2 第二章 工作方案设计 2 第一节 工作方案设计 2 与体会 9 总结9 体会9 _10 附录 附录一元件11 元件清单12 元件介绍13 附录二工作原理图 17 1 第一章 论证 第一节：论证 设计一个交通信号灯控制器，由一条南北道和一条东西道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、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在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。南北道处于常允许通行的状态，东西道有车来时才允许通行。南北道亮绿灯时，东西道亮红灯；东西道亮绿灯时，南北道亮红灯。 南北、东西道均有车时，两者交替允许通行，南北道每次放行30秒，东西道每次放行30秒，设立30秒、30秒计时、显示电路。在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮2秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立2秒计时、显示电路。 第二章 工作方案设计 第一节：工作方案设计 一 简易交通灯控制电路的总体框图如上所示，提示由四部分组成，即秒脉冲发生器，计时系统（时间计数器，译码显示器，置数控制器），状态 2 计数和译码控制系统（状态计数器，状态译码控制器），灯光控制系统（灯光控制器，南北道信号灯，东西道信号灯）。 秒脉冲发生器产生整个系统的时基信号；在系统的不同状态，时间计数器分别作30进制，30进制，2进制计数，时间计数器按减数计数，在计数到零时送出一个信号给状态计数器；状态计数器对系统的工作状态进行计数；状态译码控制器对状态计数器译码，向灯光控制系统和置数控制器发出工作命令；灯光控制系统控制各个灯的亮灭。 二 主要单元电路设计 （一）状态计数器 根据要求，交通信号灯总有四种工作状态，并且在这几种状态间转换， 交通灯的四种状态可以用二进制计数器来表示，我选择用1片74LS74D触发器组成，如左图 3 D 其时序图如下： Qs Q0 Q1 （二）秒脉冲发生器 秒脉冲信号由555振荡电路产生。如图： 4 交通灯的控制电路设计 专业：电子信息工程学号：xx020xx1姓名：* 指导教师：*老师 摘要： 分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。随着 _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。如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此，通过我应用所学的知识设计了一套交通灯控制电路的方案。交通灯的控制系统主要由计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发生器组成。 关键词：计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发生器 Abstract: Has analyzed the modern municipal transportation control and themanagement question present situation, unified the city andcountryside transportation the actual situation to elaborate thetraffic light control system principle of work, has produced one kindof simple practical city traffic light control system hardware circuitdesign plan. Along with the social economy development, the municipaltransportation question more and more arouses peoples interest. The person, the vehicle, the road three relations coordinations, havebee one of important questions which the traffic control departmentneeds to solve. The municipal transportation control system is uses inthe puter synthesis management system management system which themunicipal transportation data monitor, the street-traffic controllights control and the transportation unblocks, it is in the modernmunicipal transportation monitoring mand system the most importantconstituent. How uses the appropriate control method, maximum limit usesthe good consumption large amount of money construction the cityspeed-way, alleviates branch with Ramp , the city supports with theperipheral locality transportation stops up the condition, more andmore bees the main question which the transportation management andthe urban planning department urgently awaits to be solved. Therefore, applied the knowledge through me which studied to design aset of traffic lights control circuit plan. The traffic light controlsystem mainly by the timing circuit, the host controls the electriircuit, the signal light switch, the pulse signal generating deviceis posed. Key word:The timing circuit, the host control the electric circuit,the signal light switch, the pulse signal generating device 目录 绪论-3 1、设计任务-4 2、总体设计概-5 2.1 总体概述-5 2.2 控制电路的主要组成及功能概述-6 2.2.1 秒脉冲和分频器-6 2.2.2 交通灯控制器-6 2.2.3 显示控制部分-7 2.2.4 手动/自动控制，夜间控制-8 3、分模块设计与分析-8 3.1 秒脉冲和分频器-8 3.2 单次手动/自动控制脉冲电路-11 3.3 控制器部分-11 3.4 数字显示部分-12 4、整体电路-12 5、所用元器件-13 6、设计总结-14 7、主要 _-15 绪论 伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车的数量在不断的增加,交通的问题日益突出，单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以，设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。 交通信号灯作为一个用来指挥车辆顺利、畅通通过十字路口的装置与我们的生活紧密的联系在一起。设计交通灯控制电路的方法有很多种，由于数字电子技术的逻辑性很强，用它来设计交通灯的控制电路非常方便。而且数字电子技术芯片只要在一定的范围内输入，都能得到稳定的输出，调试简单，电路的工作也比较稳定。 这次我们设计的交通灯控制电路就是通过基本的一些数字芯片组合来对十字路口交通灯的六个不同信号灯的控制，另外还加以倒计时直观显示。这个电路的设计看似起来比较复杂，但它也是由一些基本的电路组成。只要将实现整个电路的基本设计思路和方案确定下来，画出方框图再对个功能方框的电路进行设计，一步步突破，最后设计出整个电路的原理图来。 在此绪论对电路的详细设计过程总体概括一下： 首先，画出设计的控制电路的方框图。 其次，对各功能电路的实现进行论证介绍。 再次，对各功能电路的设计进行详细的介绍。 至此这次的课程设计也就完成了，但对电子知识