交通信号灯控制器制作

1、 电子技术综合训练任务书2012年秋季学期学生姓名学号专业方向班级题目需称交通信号灯控制器制作一、设计内容及技术要求：设计并制作一个十字路II的交通信号灯控制器，控制A、B两条交叉道路上的车辆通行，基本要求：1、每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿三个灯组成，绿灯表示允许通行，红灯表示禁止通行，黄灯表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆停止通行；2、每条道路上每次通行的时间为25S；3、每次变换通行车道之前，要求黄灯先亮5S,才能变换通行车道；4、黄灯亮时，要求每秒钟闪烁一次。5、电源：220V/50HZ的工频交流电供电；（注：直流电源部分仅完成设计即可，不需制作，用实

2、验室提供的稳压电源调试，但要求设计的直流电源能够满足电路要求）6、按照以上技术要求设计电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或0rCAD/PspiceAD9.2进行仿真，用万用板焊接元器件，制作电路，完成调试、测试，撰写设计报告。发挥部分：1、按照交通规则设计人行道指示灯2、其它恰当的功能二、提交成果：1、设计报告2、作品3、电路原理图：要求提交两份，一份为CAD/EDA软件绘制，另一份为手工绘制，图纸人小自定，但要符合标准，电路图绘制要规范。三、设计进度：1、时间：三周2、进度安排：（1）第一周选题，熟悉题目，分析要求，查找资料，选择方案，优化方案，确定原理方框图，单元电路设计，选

3、择元器件；（2）第二周进行电路仿真，确定电路原理图，画出电路原理图，购买元器件，焊接电路：（3）第三周电路调试，电路测试，绘制电路原理图，完成设计报告，答辩。指导教师签字：摘要在交通日益繁杂的今天，十字路口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯一绿灯”转换间隔，并自动切换。根据设计要求，设计了一个绿灯亮25秒、红灯亮30秒、黄灯闪烁5秒的交通灯；且有附加功能：在交通路口有意外情况时，可以让所有的红灯亮，以禁止车辆通行；在晚上车辆较少时，让所有的黄灯闪烁，以提醒司机。主要由两片74LS190实现计数模块，由两个74

4、LS73及相应的门电路实现控制模块。通过数字及模拟电子课程的学习，以及通过查阅资料制作了这套交通灯控制系统。关键词：交通灯计数控制OUTLINEIntheincreasinglycomplicatedtraffictodaythetrafficlightsatacrossioadsistrafficregulationssilentcommandandthedriverandpedestiianbehaviorcriterion.Atcurrent,mostofthedomesticcityisadoptedautomatic11redandgreentrafficlightshasafixe

5、dredligit-green”conversioninterval,andautomaticallyswitch.Accordingtothedesignrequirements,wedesignagreenlightfor25seconds,theredlightfor30secondsandtheyellowlightflash5secondsoftrafficlights.Andthereareadditionalfunctions:therearetrafficaccidentcases，itcanmakealltheredlightprohibitvehiculai*traffic

6、;Intheeveningwhenthevehicleisless,letalltheflashingyellowlight，towarndrivers.Itmainlycomposedoftwo74LS190countingmodule，two74LS73andthecorrespondinggatetociivcuitcontrolmodule.Throughtliedigitalandanalogelectronicscoui-se,weuseotherinformationtomakeasetoftrafficlightsconti-olsystem.Crucialwords:Traf

7、ficlightCountControl目录TOC o 1-5 h z1设计任务和要求4 HYPERLINK l bookmark8 1.1设计任务4 HYPERLINK l bookmark10 12设计要求4 HYPERLINK l bookmark12 2系统设计4 HYPERLINK l bookmark14 2.1系统要求4 HYPERLINK l bookmark16 2.2方案设计5 HYPERLINK l bookmark18 3方案选择9 HYPERLINK l bookmark22 3单元电路设计及仿真113.1脉冲信号发生电路11 HYPERLINK l bookmark

8、24 2显示译码电路17 HYPERLINK l bookmark40 3.3计时电路193.4控制电路2135附加功能电路25 HYPERLINK l bookmark44 6直流稳压电路29 HYPERLINK l bookmark46 4电路安装、调试与测试314.1电路安装312电路调试335结论与参考文献34 HYPERLINK l bookmark50 6总结与体会35 HYPERLINK l bookmark52 7附录一本设计方案中用到的芯片资料36一设计任务及要求1.1设计任务设计并制作一个十字路口的交通信号灯控制器，控制A、B两条交叉道路上的车辆通行。1.2设计要求1、每条

9、道路设一组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿三个灯组成，绿灯表示允许通行，红灯表示禁止通行，黄灯表示该午道上已过停午线的车辆继续通行，未过停车线的车辆停止通行；2、每条道路上每次通行的时间为25S；3、每次变换通行车道之前，要求黄灯先亮5S,才能变换通行车道；4、黄灯亮时，要求每秒钟闪烁一次；5、电源：220V/50HZ的工频交流电供电。二系统设计2.1系统要求：为了确保车辆的安全通行，在十字路口的每个入口处设置红绿黄三种信号灯,并安装时间数字显示，來达到下列的基本要求：红灯表示禁止通行，绿灯表示允许通行，黄灯提醒司机把车辆停靠在禁行线以内。东西南北干道交替通行，各干道总通行30秒(绿灯25秒，黄

10、灯5秒钟)。当绿灯和红灯交替时，黄灯开始闪烁5秒钟，每秒闪烁一次。两个车道中始终有一个也仅有一个方向的红灯亮，表示任何时刻只允许一个车道上两侧的车辆通行。十字路口的数字时间显示以秒为单位，作为时间提示，使司机直观的把握通行时间。2.2方案设计方案一：如果把东西方向车道假定为甲车道，南北方向假定为乙车道，则十字路口的交通信号灯工作状态有以下描述：当启动交通灯系统开关后，交通灯开始工作：假设当东西方向红灯亮时，南北方向绿灯亮,LED数码管从30秒开始减法计数；25秒后，东西方向红灯继续亮，南北方向的绿灯熄灭，而黄灯开始有频率的闪烁，LED数码管从5秒开始减法计数；5秒后，东西方向的绿灯亮，南北方向

11、的红灯亮，同时东西方向的黄灯熄灭，LED数码管从30秒开始计数；25秒后，东西方向的绿灯熄灭，黄灯有频率的闪烁，而南北方向的红灯继续亮，LED数码管从5秒开始计数；5秒后，东西方向红灯亮，黄灯熄灭，南北方向的绿灯亮，LED数码管乂一次从30开始减法计数。控制电路主要是两片JK触发器的四种状态來实现，两片JK触发器釆用同步方式级联，使触发器的状态按00-01-10-11-00依次循环，而上述四种状态一一对应上面讲到的四种信号灯状态，计时电路可由减法计数器组成倒计时电路实现，译码显示电路可由CD4511和LED数码管连接而成。控制状态信号灯状态车道运行状态so(00)甲绿，乙红甲车道通行25s,乙

12、车道禁止通行30sS1(01)甲黄，乙红甲车道缓行5s,乙车道禁止通行30sS3(110甲红，乙绿甲车道禁止通If30s,乙车道通行25sS2(10)甲红，乙黄甲车道禁止通行30s,乙车道缓行5s黄灯控制乙车道控制电路显示译码电路甲车道方案二：交通灯工作原理：甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行，乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间间隔时，控制器发出状态信号，转到下一个工作状态。甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车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，乙道通行禁止。黄灯亮足规定的时间间隔时，控制器发出状态转换信号，转换到下一个工作状态。甲车道红灯亮，乙车道绿灯

13、亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔时，控制器发出状态转换信号，转到下一个工作状态。甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通信，乙车道上未过停午线的车辆停止通行，已过停车线的午辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔时，控制器发出状态转换信号，系统乂转换到第（1）种工作状态。交通灯以上四种工作状态的转换是由控制器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10,并分别用SO、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如下表所示，控制器应送出甲乙车道红黄绿灯的控制信号。简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定：表21：控制状态信号灯状态

14、车道运行状态so(00)甲绿，乙红甲车道通行，乙车道禁止通行S1(01)甲黄，乙红甲车道缓行，乙车道禁止通行S3(110甲红，乙绿甲车道禁止通行，乙车道通行S2(10)甲红，乙黄甲车道禁止通行，乙车道缓行选择以中等规模的数字集电路为核心的纯数字电路组成的交通信号灯控制器。图2-1：系统工作原理：在图中，TL、TY为定时器的输出信号，ST为控制器的输出信号。当某方向车道绿灯亮时，允许车辆通行，定时器开始计时，同时倒计时电路开始从30秒倒计时，当定时器计到25秒，倒计时电路计时到5秒时，则TL二1,否则TL二0.当某方向车道黄灯亮后，定时器开始计时，同时倒计时电路从5秒倒计时，当定时器计到5秒，倒

15、计时电路计到0秒时，TY二1否则TY二0。ST为状态转换信号，当定时器计时到规定时间后，由控制器发出状态转换信号，定时器和倒计时电路开始下一个工作状态的定时计数。根据设计要求，需要以秒脉冲作为计数器的计数脉冲，设计一个二十五进制和五进制的计数器。在定时器电路的设计中主要是考虑计数器的选择，如下图所示的电路是采用两片74LS161构成的二十五进制计数器和五进制计数器，图中CLK秒脉冲信号应当有秒脉冲发生器产生,计时器5秒钟和25秒钟的输出信号。ST为状态转换控制信号，每当ST输出一个正脉冲，计数器进行一轮计数。通过仿真验证电路能够满足要求。根据图中的状态转换，控制器有四个状态，因此可由两个触发器

16、构成，本设计中选用两个D触发器产生四个状态。控制器的输入为触发器的现态以及TL和TY,控制器输出为触发器的次态和控制器状态转换信号ST,由此可得到状态转换表如下所示：现态状态转换条件次态状态转换信号QinnQoTLTYQin+1n+1QoST000X000001X01101X001001X1111110X110111X10110X010010X1001根据表可知，写出状态方程和状态转换信号方程为:电子综合训练一交通信号灯控制器制作 11+1n,nnnnn,Qi=QiQoty+q1q0+Qq0ty，n+1n,n,n,nnn,Qo=QQqTL+QQq+QQqtln,n,n,nnn,nnST=QQo

17、TL+QiQoTY+QQTY+Q1QTL以上三种逻辑函数可选择用四选一的数据选择器74LS153來实现，触发器釆用双D触发器74LS74o2.3方案选择通过对方案一和方案二进行比较，方案二的结构比较复杂，计时电路和倒计时电路各自分开运行，用到的器件较多，造成了成本的浪费。而方案一结构相对简单计时电路和倒计时电路合二为一，综合考虑选择方案一。方案一完整原理框图甲车道4控制电路乙车道红灯控制计时电路在multisim中的最终接线图:mcci?4L$32D：2M:741SM0占忆MLS32DIKS32DYCC_If:1朗0)RlU1AIKA悬?4L$：60%AuuWLS82D4LS32DIBU-KD

18、r?4LS32)1544BDJV0VOU.S32DHAILS32D-481Jt:AXC”LSSDUCAKTML$ceo三单元电路设计及仿真3.1555振荡器构成的秒脉冲电555定时器是种中规模集成电路，只要外部配上适当阻容元件，就构成脉冲产生和整形电路。3.1-1555定时器的引脚电子综合训练一-交通信号灯控制器制作 定时555内部结构和引脚排列图，如内部电路图，引脚排列图。555定时器内部含有一个基本RS触发器，配个电压比较器Cl,C2,一个放电三极管T由三个5K的电阻的分配器，555定时器因此而得需一个输出缓冲器G3。比较器C1的参考电压为2VCC/3加在同相输入端C2的参考电压为VCC/

19、3加在反相输入端，两者均由分在器上取得。110图555的内部电路图555定时器引脚排列图555定时器个引线端的用途如下：1端为接地线；2端为低电平触发端，也称为触发输入端。当2端的输入高电压高于Vcc/3时，C2输出为1；当输入电压低于Vcc/3时，C2的输出为0,使基本触发器置1；3端U。为输出端；4端是复位端，当豆二0时，基本触发器直接置0,使Q二0,Q=1；3端为电压控制端，如果C0端另加控制电压，则可以改变Cl,C2的参考电压。工作中不使用C0端时，一般都通过一个0.OluF的电容接地，以防旁路干扰；6端TH为高电平触发端，当输入电压低于2VCC/3时，C1的输出为1；当输入电压高于2

20、VCC/3时，C1的输出为0,使基本触发器置0,即Q0二0,Q=1,这时定时器输出U0二0；7端D为放电端。当基本触发器的迥二1时，放电晶体管T导通，外接电容元件通过T放电；8.8端V“为电源端,可在4.3-1.6V范围内使用，若为CMOS电路，则VCC二3-18V。表7-1555定时器功能表，它全面表示了555的基本功能。55定时器功能表输入输岀阀值霸入触发输入复位敢电管TXX00导通刀3%10导通03九1不变不变3.1-2555的工作原理它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T,比较器的参考电压由三只5KQ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器

21、C2的反相输入端的参考电平为jVcc和寺VccoCl和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过壬Vcc时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于|Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。电子综合训练一交通信号灯控制器制作电子综合训练一-交通信号灯控制器制作 是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。Vc。是控制电压端(5脚)，平时输出鲁Vcc作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时，通常

22、接一个0.01/ZF的电容器到地，起滤波作用，以消除外來的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。3.1-3555电路构成多谐振荡器电路组成：工作原理:f+VDDR1R2FS47675553uouc15I-pO.OluF(a)(b)图4.3用CC7555构成的多谐振荡器及工作波形主要参数计算：T=t+1?=O.7(R+兔)C+0.7RnC=0.7(R+2R)C改变R、R?C的值，就可以改变振荡器的频率。如果利用外接电路改变C。端(5号端)的电位，则可以改变多谐振荡器高触发端的电平，从而改变振荡周期T。在实际应用中，常常需要调节b和t?。在此，引

23、进占空比的概念。输出脉冲的占空比为：q_W_R+R?t+t?R+2R2根据上述原理，当取=47KQ2=47KQ,c=10/zF时，多谐振荡器的振荡频率为：f=-=一-一=1HzTtwl+tw23.1-4本设计方案中555的使用电路原理图本设计中，脉冲信号发生器可以用一片555定时电路构成的多谐振荡器来实现，脉冲周期为Is,其计算公式为T0.7x(Rl+2R2)C,以此信号作为下一步计时电路的CP脉冲。因为本电路中用到的是Is的脉冲，所以依据电阻和电容的定值表可以得，我们选Rl=R2=47k,C2=10uF,Cl=10iiF.5VTtSTBIGT：IRTP.rG52CKtr555TimerVIR

24、TUAL图3.1-3A时序脉冲产生电路原理图注：1因为交通灯控制系统的秒信号精度不高，故可以直接采用选用555定时器，不再添加分频电路。2所需器件：47KQ电阻两个，10/zF10nF电容各一个，555芯片一片。b)仿真如下：由于仿真软件无法实现lliz的仿真，故在这里给出理论值为lOOhz的脉冲仿真波形。lOOhz仿真波形如下：图3.1-3B通过仿真图可以清楚地看到，图中反映的是一个100HZ的方波。电子综合训练一-交通信号灯控制器制作 3.2显示译码电路显示译码电路由共阴极LED七段数码管，CD4511译码器组成，二者相互连接如下图所示。2、4511的A、B、C、D与相应的190的输出相连

25、就行了。3、数码管必须加限流电阻。考虑到从4511出来的电压大约为5V,取发光二极管工作时电流为10mA,工作电压为1.5V-2.0V之间，从而我们选择200欧300欧之间的电阻。3.2-1CD4511译码器工作原理图CD4511管脚功能排列图以下介绍各引脚的功能：其功能介绍如下：BI：4脚是消隐输入控制端，当百i=0时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。LT：3脚是测试输入端，当BI=1,I7f=0时，译码输出全为1,不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用來检测数码管是否损坏。LE：锁定控制端，当LE=O时，允许译码输出。LE曰时译码器

26、是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=O时的数值。D、C、C、A、为8421BCD码输入端。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。3.2-2共阴极LED七段数码管工作原理数码管分为共阳极结构和共阴极结构。若显示器共阳极连接，则对应阳极接高电平的字段发光；而显示器共阴极连接，则接低电平的字段发光。此次设计釆用的是共阴极数码管。引脚输出如下图所示电子综合训练一交通信号灯控制器制作 gf共ab10JJJ8JJ6aedcDPb、af174567910O0OOOOOoillI3II5edcDP38共阴极共阴极图共阴极数码管引脚图3.3计时电路根据设计要求，需要设计一个30进制的

27、减法计数器。结合在数电中所学的计数器原理及查阅相关资料设计如下：可以使用两片十进制同步加/减法计数器74LS190构成30秒钟倒计时电路。190是同步计数且异步置数的计数器。可以通过190的行波输出端（瓦5）进行级联，可以把两片190通过瓦5端子级联起來。让&/D端为高电平，给两片190分别预置3和0,釆用异步反馈置数法，使用多级或门当两片190的状态端都为0时进行低电平异步反馈置数，从而构成了从30到1的倒计时电路。此外，此计数模块与控制电路的关系是：通过计数器的状态给两片JK触发器给下降沿信号，当计数器从30秒倒计到5秒和0（瞬时出现）秒时，即两片190的状态端分别为，00000101和0

28、0000000时，通过或门、与非门、与门级联而成的电路给触发器施加脉冲信号使两片触发器的状态发生变化，计时电路每重复两个周期，两片同步级联的JK触发器获得四次脉冲信号，从而使得触发器状态实现从00-*01-10-11-00的变化。30秒倒计时电路接线图：IP6A：:74LS32D374U25A：:Z74L&04D-74L鈕D:讥2丄工丄|:扑：:：;卷鹑卽：o：U2LU，:.：.74LS19O0i：凹弋dEHO0卞.5丨nJ；q*v七gmdXU3A74L5)5ZCU9B/74LS32D-32D:;:39U10B74LS32D：芬20：VGG4少g$V注：1、釆用异步反馈置数法，实现30秒倒计时

29、电路，置数端应接正确。2、圖端接高电平时，计数器正常工作。为保证计数器正常工作可以把置数信号和高电平信号相与，然后通过与门的输出给190施加置数信号。3、左边部分接了两级非门起延时作用。由于74LS190是异步置数的，则两片190构成倒计时电路后，若不接可能出现当从30秒倒计到10秒时又会从30秒开始倒计。4、仿真时可以用脉冲信号发生器代替555定时器部分，这样有利于仿真。计时电路和显示译码电路的单元仿真波形:图3.3-0注；通过这样的仿真既可以验证这部分电路的正确性，也有利于在焊接时对这部分电路进行调试。3.4控制电路控制电路主要是通过两片JK触发器的四种状态來实现，两片JK触发器采用同步方

30、式级联，使触发器的状态按000110-11-00依次循环，而上述四种状态一一对应上面讲到的四种信号灯状态。电子综合训练一-交通信号灯控制器制作 设控制器的四种状态编码为00、01、11、10,并分别用SO、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如下表所示，控制器应送出两个方向车道红黄绿灯的控制信号。为了简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定：表3.4-1控制状态信号灯状态车道运行状态so(00)甲绿，乙红甲车道通行，乙车道禁止通行S1(01)甲黄，乙红甲车道缓行，乙车道禁止通行S3(10)甲红，乙绿甲车道禁止通行，乙车道通行S2(11)甲红，乙黄甲车道禁止通行，乙车道

31、缓行注：上表中甲车道代表南北方向车道，乙车道代表东西方向车道根据图中的状态转换，控制器有四个状态，因此可由两个触发器构成，本设计中选用两个JK触发器产生四个状态。得到状态转换表如下所示：表3.4-2现态次态nnn+1n+1QiQoQiQo0001011010111100触发器釆用双JK触发器74LS73,每60s实现四种状态的相互转换，而两个方向的灯也正是利用了这四种状态加上门电路來实现的。甲车道绿灯亮为AG二0,绿灯灭为AG二1；黄灯亮为AY二0,黄灯灭为AY二1；红灯亮为AR二0,红灯灭为AR二1。同样可以令乙车道上绿灯亮为BG二0,绿灯灭为BG二1；黄灯亮为BY二0,黄灯灭为BY二1；红

32、灯亮为BR二0,红灯灭为BR二1。则可以得到如下关系：表3-4-3Q1Q0AGAYARBGBYBR00011110011011101011001111110101AG=Q1QOAY=Q1QOAR=QIBG=Q1QOBY=Q1QOBR=Q1故有AG=Q1+QOAY=Q1+QOAR=Q1BG=Q1+QOBY=Q1+QOBR=Q1注：可将AY(BY)信号与秒冲信号共同送入与门，然后用其输出信号控制黄灯,从而实现黄灯亮时每秒钟闪烁一次。根据以上分析与设计，其连线图如下所示：电子综合训练一交通信号灯控制器制作步GND注：发光二极管采用共阳极接法，二极管下面的电阻起限流作用。计时电路，控制电路，译码电路组

33、合起来的仿真:注：通过仿真知道设计的基本要求已经完成。3.5附加功能:上述电路完成了基本的交通信号灯功能，下面设计一些附加功能。附加功能一：在交通路口有意外情况出现时，需要四个的信号灯都为红灯亮。意外情况解除后，系统恢复到被打时的状态继续运行。设计思路如下：1、要实现此功能，即需该红灯低电平，该其他灯高电平。可以通过一个单刀双掷开关来电子综合训练一-交通信号灯控制器制作 实现，正常时接高电平，有意外情况时接低电平。2、和一个与门实现紧急情况下红灯的亮一紧急情况下与门的输出被锁定为0；通过同一开关和非门、或门级联起来的电路实现紧急情况下其他灯的灭一紧急情况下或门的输出被锁定为lo此外需要说明上述

34、设计不会影响正常情况下灯各个灯亮灭控制。3、CD4511的端子瓦起着控制显示的作用，当亦二1时，4511正常输出，数码管显示；当反二0是，4511没有输出，数码管不显示；通过开关和CP脉冲以及一个或门实现紧急情况下示数的闪烁。正常情况下，开关接高电平，或门的输出被锁定为高电平，CP脉冲无法传递过去，紧急情况下，开关接低电平，CP脉冲就可以传到端子囱。4、要保持被打断时的状态（显示器示数），可以有两种方法。第一：使计数控制端行接低电平；第二使CP脉冲失效，即使CP脉冲始终为0或为1。此处我们选择第二种方法，把CP信号和开关的输出相与，再由与门给计数器施加脉冲信号，正常情况下，开关接高电平CP脉冲

35、可以传递过去，紧急情况下，开关接低电平，与门的输出被锁定为零,由此即可实现保持被打断时的状态。电路接线如下图所示:附加功能二：一般晚上12时至早上5时期间，车辆较少，信号灯变换为四个方向的所有黄灯闪亮且时显示器和计数器不工作。一方面可以示意车辆，行人在确保安全的原则下通行，另一方面可以节省电能等。1、和附加功能一同理可以控制黄灯亮，而其他灯灭。再通过一级或门把CP信号和黄灯的控制信号相与，就可以实现开关接低电平时黄灯闪烁。2、要实现计数器不工作，数码管不亮。可以在附加功能一的基础上两个与门对CP脉冲和端子囱分别做一次控制，从而实现开关接低电平时CLK端子始终接低电平,端子亦始终接低电平。电子综

36、合训练一交通信号灯控制器制作 电路接线如下图所示:VCC倔灯3C0DNL溯空现冈。3.6直流稳压电源电路根据模电中所讲的有关直流稳压电源以及查阅相关资料，了解到直流稳压电源的设计一般要经过降压、整流、滤波、稳压四个环节。设计电路如下图:门QP-占0Vi20V0H。4428波形仿真如下:MM诊示液器XSC1Ext.TriggerrT2Tj时间轴比例Ro时间450.020ms通道_A5.011V通直B1反向1450.020ms5.011V保存0.000S0.000V通道B通道A-比例15炯厂丽15V/Divx位蛊|oF7TW|b/a|a/b|acJoJdcY位置0AC|QDC边沿rr乜河b|外部|

37、电平类型正眩丨标淮丨自动寸:1注：从图中可以清楚地看到所设计的直流稳压电源基本符合要求。四个环节的作用如下：变压：把交流电网220V的电压变为所需要的电压值。整流：把交流电压变为脉动的直流电压。滤波：滤去直流电压中含有的谐波，得到平滑的直流电压。电子综合训练一-交通信号灯控制器制作 稳压：当电网电压波动，负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。以下是经验设计公式:降压变压器二次侧交流电压的有效值V2和直流输出电压VL之间满足的VL=1.2V278*系列集成稳压器，入口电压Vi和出口电压Vo之间满足Vi=1.6Vo根据本设计中的要求，当取取Vo=5V,Vi=8V,V27V时,直流输出为5V故选择

38、变比为220:7的变压器。整流电路后面的的滤波电容由两级电容构成，第一级一般取千微法级别的有极性电解电容，滤去低频和中频谐波，第二级电容一般是百纳法级别的无极性电容，滤去高频谐波。两个电容相并联；三端稳压器的出口处也要并联一个百微法级别的电容，目的是减小接入负载时引起的电源电压的波动的影响。四电路安装.调试与测试4.1电路安装（1）元器件的布局在焊接电路板之前，做好元器件的布局工作是相当重要的。鉴于此，关于如何布局，我和搭档做了讨论，并在纸上画了草图，反复讨论，尽量让布局更加合理（由于从仿真图上可以看出，焊接的线相当多，所以合理的布局可以减少焊接时出错等问题）。布局原则:节约用线原则和美观性原

39、则:具体的布局图如电路板所示。（2）安装焊接在单元电路和整体电路仿真验证后，列出元件清单，购买元器件开始安装。根据元器件的布局，首先摆放集成电路块座，待位置合理后，焊接集成块座，然后焊接相邻的分立元件，再依照各集成电路以及分立元件引脚之间的关系，用导线焊接起來，最后再焊接电源线和接地线。布线方向：从焊接面看，元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致，布线方向最好与电路图走线方向相一致，因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样做便于生产中的检查，调试及检修（注：指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下）。各元件排列，分布要合理和均匀，力求整齐，美观，结构严谨的工艺要求。电阻的

40、放置方式分为平放与竖放两种：（1）平放：当电路元件数量不多，而且电路板尺寸较大的情况下，一般是釆用平放较好;对于1/4W以下的电阻平放时，两个焊盘间的距离一般取4/10英寸，1/2W的电阻平放时，两焊盘的间距一般取5/10英寸。（2）竖放：当电路元件数较多，而且电路板尺寸不大的情况下，一般是采用竖放，竖放时两个焊盘的间距一般取12/10英寸。进出接线端布置（1）相关联的两引线端不要距离太大，一般为23/10英寸左右较合适。（2）进出线端尽可能集中在1至2个侧面，不要太过离散。设计布线图时要注意管脚排列顺序，元件脚间距要合理。在保证电路性能要求的前提下，设计时应力求走线合理，少用外接跨线，并按一

41、定顺序要求走线，力求直观，便于安装，高度和检修。设计布线图时走线尽量少拐弯，力求线条简单明了。布线条宽窄和线条间距要适中，电容器两焊盘间距应尽可能与电容引线脚的间距相符；设计应按一定顺序方向进行，例如可以由左往右和由上而下的顺序进行。焊盘应注意的常见问题焊盘内孔边缘到多功能板板边的距离要大于1mm,这样可以避免以后焊盘缺损。焊盘的开口：有些器件是在经过波峰焊后补焊的，但由于经过波峰焊后焊盘内孔被锡封住，使器件无法插下去，解决办法是在印制板加工时对该焊盘开一小口，这样波峰焊时内孔就不会被封住，而且也不会影响正常的焊接。焊盘补泪滴：当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这

42、样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。相邻的焊盘要避免成锐角或大面积的铜箔，成锐角会造成波峰焊困难，而且有桥接的危险，大面积铜箔因散热过快会导致不易焊接。4.2电路调试在焊接完毕后，就可以进行通电调试，接通直流电源后，观察发光二极管的发光的状态，如果有不正常的发光现象，则配合使用万用表、信号发生器等检查各线路的各个环节，这样直到调试出稳定的工作状态为止。在实际的焊接中，我们是焊接一个模块，就检查一个模块。首先仔细检查是否有连线错误，在确保无误后再通电。当我们焊完计数加显示模块后，经检查无连线等错误时，通电后发现有一根GND没有接好，接好后通电时乂发现计数还是不怎么正常，接着我和搭档

43、进行了讨论，我们认为是从555接來的信号线没有接好，乂把这根线重新焊接了一遍。焊好后发现计数正常了。而当所有的电路焊接完后，在调试过程中发现发光二极管亮度不够，而其他电路检查无误，猜测可能是二极管的限流电阻太大，所以我们就把电阻换小一点（换成180欧的电阻），发现此时二极管发光正常。在调试中发现交通灯有时正常，有时却状态不太对，当我们抖一下电路板时,乂会正常。面对此问题，我们一遍乂一遍地检查了电路板，但是没有发现问题,还是没办法解决。于是我们找杨老师和李老师做了分析指导，在听完两位老师的讲解后，我们该JK触发器的清零端加了一个触点开关，在通电后进行清零操作。改进完后发现问题解决了，至此电路板调

44、试成功。五结论：通过对上面的整体电路图进行仿真，从计时电路和交通灯各个方面都能够满足要求，但是目前，大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化发展，方便人、车、路三者关系的协调。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯一绿灯”转换间隔，并自动切换。而且此交通灯仅仅控制单一通道上车辆的行驶，要想使其更加实用可靠，就必须改进电路，不仅能够控制一条路上车辆的行驶，而且能够控制换道行驶的功能。尽管使电路更加复杂了但其方案将更加精确，从而适应所需。参考文献1康华光.电子技术基础-一模拟部分M北京：高等教育出版社，2000,72童诗白.模拟电子技术基础M北京：高等教育出版社，2

45、000,103成立.数字电子技术M北京：机械工业出版社，2004,14阎石.数字电子技术M北京：高等教育出版社，2000,55毕满清.电子技术实验与课程设计（第三版）M北京:机械工业出版社,2005,孙肖子邓建国陈男电子设计指南M北京：高等教育出版社,2006,10六总结与体会记得，课设刚开始时杨老师说过，电子综合训练的课设一定会该我们留下深刻的影响。做完课设后相信我们每个人都会有这样的想法。从最初的选题，到查找资料，思考设计方案，直到完成电路的调试并完成说明书的写作。课设中，通过查找资料，老师指导，与同学交流，反复推敲儿种方案，每一个过程都是对自己能力的检验。通过这次课设，我了解了交通灯的工作原理以及其用途，熟悉了这些电子产品设计步骤，锻炼了设计实践能力，培养了自己独立设计能力。课程设计是对我专业知识和专业基础知识检验和巩固，同时也是为以后走向工作岗位前的一次热身。课程设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的制作能力。同时课程设计也暴露出了自己在许多专业基础上的很多不足之处。比如专业基础不够扎实、实践能力缺乏、对问题分析不全面等等。由于能力有限，所做的电路还不够完美。在剩下不多的大学生活中，应该努力学好专业课程，并多参加实践性的活动,增强动手能力。这次设计是在各位辅导老师的精心指导下完成的。尤其是杨新华,李恒杰老师深厚扎实的学识，严