交通灯控制设计

1、数字电子技术课程设计报告题目：交通灯控制电路 姓 名：陈朝喜 班 级：0920221 学 号：25 指导老师：赵永强 设计时间：2011-12-30一 设计目的：1 掌握交通灯控制的设计、组装与调试方法。2 熟悉数字集成电路的设计和使用方法。3 进一步对数字电路知识的运用，增强自己的动手能力。4 熟悉芯片的功能，达到会使用一定的芯片来实现一定的功能。二 设计任务与要求： 1 .用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。 2.当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。 3.主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。设计30s和20s计时显示电路。 4.

2、在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆 有时间停到禁止线以外，设置5s计时显示电路。三 设计思路、芯片清单。 1 设计思路：对交通灯的控制其实就是对亮灯的时间的计时。依据这个原理我们需要产生对一系列脉冲的计数，所以，这就需要设计一系列N进制的电路模块。同时要显示亮灯时间，这就需要添加译码电路。而译码电路的控制信号（比如置数功能、轻灵信号的控制信号）。所以，这样整个电路的设计思路就出来了。2 芯片清单。序号名称功能数量1GROND接地1个2POWER电源7个3DCLOCK时钟脉冲2个4LED_GREEN发绿光二极管2个5LED_REN发红光二极管2个6L

3、ED_YELLOW发黄光二极管2个7NOT非门5个8NAND二输入与非门2个974S10三输入与非门2个1074LS47LED共阳数码光5个1174LS160十进制计数器 5个1274LS161十六进制计数器2个1374LS138译码器4个147SEG_COM-AN-GRN七段数码管5个四 状态转换：状态主干道支干道时间（s）S0绿灯亮，允许通行红灯亮，禁止通行方案一（9） 优化方案（30）S1黄灯亮，禁止通行红灯亮，禁止通行方案一（5） 优化方案（9）S2红灯亮，禁止通行绿灯亮，允许通行方案一（9） 优化方案（20）S3黄灯亮，禁止通行黄灯亮，禁止通行方案一（5）优化方案（9）五 设计方案：

4、 方案一： 三个数码管显示亮灯时间，每个灯亮的时间都是一位数。 优化方案：考虑到现实交通灯的显示时间都是两位数，所以设计主干道路灯亮灯30秒（支干道红灯亮30秒）；支干道绿灯两20秒（主干道红灯亮20）：每次中间主、支干道由绿灯向红灯或者由红灯向绿灯跳变时都有9秒的过渡时间。六 总电路图、模块电路图，仿真结果： 下面的电路图及其仿真结果分两套方案来显示的。一 方案一：交通灯显示（三数码管显示）电路，最右边显示主干道绿灯亮灯时间（支干道红灯亮灯时间），中间显示黄灯亮等时间，最左边显示主干道红灯（支干道红灯亮灯时间）。 模块一：主干道交通灯电路。模块二：支干道交通灯电路。模块三：交通灯显示计数电路

5、。显示一：主干道亮绿灯（支干道亮红灯）并显示亮灯时间。显示二：过渡状态，主干道亮由绿灯变换为黄灯（支干道亮由红灯跳变成黄灯）显示亮灯时间。显示三：支干道亮绿灯（主干道亮红灯）并显示亮灯时间。显示四：过渡状态，支干道亮由绿灯变换为黄灯（主干道亮由红灯跳变成黄灯灯）并显示亮灯时间。二 优化方案：由于现实中亮灯的时间不是一位数字的时间，所以，以下电路是实现主干道和支干道亮灯时间分别为30秒和20秒，主干道和支干道由绿灯跳变成红灯或者由红灯跳变成绿灯时中间都有9秒的过渡时间，电路如下（五管显示），最右边两个显示管显示主干道绿灯亮灯时间（支干道红灯亮灯时间），中间一个管显示黄灯亮等时间，最左边两个管显示

6、主干道红灯（支干道红灯亮灯时间）。模块一：主干道电路模块二：支干道电路模块三：亮灯时间计数电路显示一：主干道亮绿灯（支干道亮红灯）并显示亮灯时间。显示二：过渡状态，主干道亮由绿灯变换为黄灯（支干道亮由红灯跳变成黄灯）并显示亮灯时间。显示三：支干道亮绿灯（主干道亮红灯）并显示亮灯时间。显示四：过渡状态，支干道亮由绿灯变换为黄灯（主干道亮由红灯跳变成黄灯灯）并显示亮灯时间。七 总结与心得体会： 这次数电课程设计，星期一早上把自己的设计思路给老师看了一下，得到了老师的指导。验证了思路的正确性以后就开始布线仿真。然而在布线仿真的过程中遇到了一些选择芯片与反馈的问题（例如：清零信号与置数信号的选择），在

7、分析了这些问题以后，仿真时发现软件中的芯片与课本中介绍的芯片的功能有一些差异。比如，芯片产生十进制与理论中芯片接线产生十进制是不同的，同时在产生软件仿真的过程中，软件的不想环境理论上应该是理想的，不会稀罕生延迟，但实际上软件仿真过程中仍然有时间上的延时效应，所以，这更是证明了理论与实践的差异性，所以我们应该把所学与实践结合起来，理论联系实际。这样下能积累我们分析与调试硬件电路的经验与能力，同时也锻炼了自己的知己操作能力和动手能力，这也符合我们所学专业的要求，锻炼自己的动手能力。八 参考文献1 杨刚，周群主编. 电子系统设计与实践. 北京：电子工业出版社，20052 郁汉琪主编. 数字电路实验及课程设计指导书. 北京：中国电力出版社