简易交通灯控制电路的设计课程设计

长安大学

电子技术课程设计

题目简易交通信号灯控制器

班级

姓名黄红涛指导教师温

凯歌

日期

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。有了交通灯之后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。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。

因此，在本次课题为简易交通灯的课程设计中，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。

本设计分为两个部分：第一部分是由定时器、时钟脉冲驱动和控制器组成的秒脉冲信号发生装置；第二部分是有译码器、发光二极管和数码管组成的交通信号灯以及时间显示装置。各部分采用分模块设计，正文中详细介绍了各模块的功能和原理。

为了完成本次设计，参阅了大量的资料，包括所用到的芯片的详细中英文资料。搜集和查阅资料是一个漫长但是非常重要的过程，获取各模块电路原理，然后经过讨论比较，结合课题要求，确定出一套最合适的方案。小组人员花费几天时间，通过图书馆和上网查阅资料，分别查阅到相应资料。经过商讨，结合现有资料，制定基本框架，并基本定出电路图。在MULTISIM软件里进行电路仿真，来验证电路的正确性。通过仿真来验证实验原理和电路的正确性。在整个过程中，充分发挥主观能动性，将平时所学的理论知识和实际相结合，往往理论可行的东西，实际并不一定能出现结果，这就是我们需要解决的问题，通过问老师或者查资料来分析解决问题。最后确定仿真没有错误后，汇总电路图。

本设计分为两大部分，交通信号灯以及译码显示电路（时间显示）部分由黄红涛同学和韩白雨同学负责主导设计；秒脉冲信号发生以及控制部分由任永刚同学负责，最后进过整合后得到完整系统。

由于缺少实践经验，并且知识有限，所以本次课程设计中难免存在缺点和错误，敬请老师批评指正。

黄红涛 2010年12月29日

目录

前言 (2)

题目 (4)

摘要 (4)

关键字 (4)

设计要求 (4)

正文 (5)

第一章系统概述 (5)

设计思路 (5)

方案论证及原理框图 (5)

第二章单元电路设计与分析 (7)

秒脉冲发生器 (7)

主控电路模块 (9)

倒计时计数器模块 (13)

交通灯显示模块 (15)

第三章系统综述 (18)

总体电路图 (18)

仿真结果 (19)

问题与解决 (20)

第四章结束语 (21)

第五章参考文献 (21)

第六章收获与体会 (22)

第七章元器件明细表 (22)

第八章鸣谢 (26)

教师评语……………………………………………………………………………………

27

【题目】简易交通信号灯控制器

【摘要】

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。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，向着数字化、小功率、多样化、方便人、车、路三者关系的协调，多值化方向发展，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。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。

因此，在本次课程设计里，将以传统的设计方法为基础，引入了数字电路，将模拟信号转化为数字信号，利用了数字逻辑这一强大工具，同时还运用了Multisim软件对所设计电路进行了仿真。

【关键字】秒脉冲发生器减计数器主控电路译码电路数码显示管

【技术要求】

设计一个十字路口的红、绿、黄信号交通灯控制电路，计提要求如下：

1.实现定周控制：主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒；

2.每次由绿灯转为红灯时，应有5秒黄灯作为过渡，才能变换运行车道；

3.分别用红、黄、绿三色发光二极管表示信号灯；

4.每一种灯亮的时间都用显示器进行显示，并采用倒计时的方法。

第一章系统论述

设计思路

本电路要求设计一个主干道绿灯45秒的交通灯控制系统，每次由绿灯变为红灯时应有5秒黄灯作为过渡，分别用红、黄、绿三色发光二极管表示信号灯，并用数码管显示倒计时。因此，本设计需要一个脉冲产生模块、信号灯模块、数码显示模块和主控模块。脉冲产生电路用以驱动倒计时电路，置数电路将交通灯亮时间预置到计数电路中，信号灯模块对信号灯的各种状态进行循环控制，倒计时模块以基准时间秒为单位倒计时，数码管显示模块显示倒计时的时间，主控模块对电路的各个模块进行级联控制.其控制流程图如下：

方案论证及原理框图

根据以上分析，为了实现电路要求，我们可以有以下三个方案：

方案一：用555构成的多谐振荡器产生秒脉冲，根据简单移位寄存器只有四个状态，与

此时的正好完全相同，因此用移位寄存器构成系统的主控模块，驱动信号灯的显示和计数器的预置数，同时在主干道和支干道上各只需要一个计数器。根据不同时刻移位寄存器给计数器进行预置数，可以显示不同的倒计时，其控制结构图如下所示：

激脉冲信号，然后用分别对支干道和主干道建立电路循环圈。 如下图所示当前一计数器倒计时结束时，产生进位脉冲来控制后一计数器开始工作，而此计数器自身停止工作。以此进行循环，就可以实现不同时刻电路的显示。

25位计数器。八十进制

4种状态控制信号灯的

S0，S1实现预置数

用80计数器实现对其他计数器在工作时间上的控制，同时通过化简函数关系式和卡诺图化简实现74190自动置数和减法运算，电路虽然复杂，但逻辑关系清晰，单路一但启动可自动循环，不需要任何开关控制但是在后一计数器开始计数的时候并不能保证前一计数器停止工作。因此我们选择方案三来完成设计。它主要由控制器、定时器、译码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，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。

第二章单元电路设计与分析

秒脉冲发生器

秒脉冲发生器的选择

常见的能产生秒脉冲的期间有晶体振荡器、单稳态触发器、施密特触发器和多谢振荡器等。晶体振荡器产生的脉冲稳定、精确。可获得的最低脉冲为32768Hz，本实验需要的是秒脉冲（1Hz），故需要将晶体振荡器产生的脉冲经过15级分频（可用四片74ls161级联实现）才能得到。单稳态触发器、施密特触发器和多谐振荡器都可以直接产生1Hz的脉冲，但单稳态触发器和施密特触发器产生的脉冲是经过对波形的整形后得到的，需要输入波形。这显然增加了电路的复杂性。而多谐振荡器则不需要输入波形，直接选取合适的电阻和电容，接上5V的电源，就可以直接产生1Hz的脉冲。

因此，本实验选取多谐振荡器来产生秒脉冲。多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时毋须外加发脉冲，就能输出一定频率的矩形脉冲（自激振荡）。用555实现多谐振需要外接电阻R1，R2和电容C，并外接+5V的直流电源。只需在+V

端接上+5V的电

CC

源，就能在3脚产生周期性的方波。

多谐振荡器的工作原理如下：接通电后，它经过电阻和对电容C充电，当上升略高于时，比较器C1的输出为“0”，将触发器置“0”，为“0”。这时，＝1，放电管T导通，电容C通过和T放电，下降。当下降略低于时，比较器C2的输出为“0”，将触发器置“1”，又由“0”变为“1”。由于＝0，放电管T截止，

又经过和对电容C充电。如此重复上述过程，为连续的矩形波。

第一个暂稳状态的脉冲宽度，即从充电上升到所需的

（＋）Cln2＝（＋）C

第二个暂稳状态的脉冲宽度，即从放电下降到所需的时间：

Cln2＝

振荡周期 T=+(＋2)C

振荡频率

占空比q=tp1

T

由式可得,占空比大于总是>%50。若设占空比=%50，又知交通信号灯的振荡周期是1S，可得到本次所需要的元器件阻值：

R1≈Ω

R2≈Ω

C1≈100uF

C2≈

则T=（1R +2*2R ）*C1*ln2=≈，其误差为％，对于交通灯的控制，这个精度已经完全

符合要求，用多谐振荡器产生秒脉冲的电路图及其工作波形如下图所示：

本次设计的秒脉冲电路图 本次设计的秒脉冲波形图

本设计中的倒计时模块的脉冲就运用此555构成的多谢振荡器产生的秒脉冲来驱动。

主控电路模块

由于采用该方案，所以，电路控制模块就需要一个80进制计数器，而八十进制计数器的构成有多种方式，现有以下方案可以构成八十进制计数器：

1. 采用74ls161级联形成八十进制计数器，其电路图如下：

2. 采用74ls160形成八十进制计数器，其电路图如下：

虽然采用两种芯片都可以形成八十进制计数器，但是使用74ls160比较前者更加方便，它直接是十进制计数器，而后者是十六进制计数器，因此为了简化计算和电路设计，我们采用74ls160形成八十进制计数器，用于控制其他显示电路。

要实现“主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒”和“每次由绿灯变为红灯时，应有5

秒黄灯作为过渡”，则80进制减计数器共有四个状态：

状态1：主干道绿灯亮，车道通行；支干道红灯亮，车道禁止通行（80进制计数器由

0到44）；

状态2：主干道黄灯亮，车辆缓行；支干道红灯亮，车辆禁止通行（80进制计数器由45到49）；

状态3：主干道红灯亮，车辆禁止通行；支干道绿灯亮，车辆通行（80进制计数器由50到74）；

状态4：主干道红灯亮，车辆禁止通行；支干道黄灯亮，车辆缓行（80进制计数器由74到79）

交通灯按照这四种状态一次循环工作，要实现这一功能可以用触发器构成时序电路、移位寄存器和80进制计数器。本设计只需四个状态转换，用触发器构成的时序电路太复杂，而且不好实现。四个状态用移位寄存器74ls194也可以实现，只需一个cp 就可以实现状态转换，但在其中要用到开关，不是全自动的，与设计初衷不符合。如果用80进制计数器，则完全可以实现电路的全自动。

在80进制计数器加到44之后，45进制减计数器停止工作。自动的跳到5进制减计数器。当5进制减计数器减到0之后，停止工作，自动跳到25进制减计数器。当25进制计数器减到0之后，停止工作，自动跳到45进制计数器形成一个循环。在支路上也是同样的原理。

符号意义的定义：

8Q ,7Q ,6Q ,5Q ,4Q ,3Q ,2

Q ,1Q 分别代表80进制计数器的八个输出端，其中8Q ,7Q ,6Q ,5Q 为其十位数输出端，4Q ,3Q ,2Q ,1Q 为其个位数输出端。

5B Ct ，5A Ct ，30Ct ，25Ct ，45Ct ，50Ct 分别是支干道上五进制计数器的使能端，主干道上五进制计数器的使能端，主干道上三十进制计数器的使能端，支干道上二十五进

制计数器的使能端，主干道上四十五进制计数器的使能端，支干道上无视进制计数器的使能端。

5B LD ，5A LD ，25LD ，30LD ，50LD ，45LD 分别是支干道上五进制计数器的异步置数端，主干道上五进制计数器的异步置数端，支干道上二十五进制计数器的异步置数端，主干道上三十进制计数器十位异步置数端，支干道五十进制计数器的异步置数端，主干道四十五进制计数器的异步置数端。

根据74ls190计数器芯片的工作原理可以知道，只有使能端Ct 为低电平是才有效，即此时该芯片才能正常工作。而异步置数端LD 为高电平时计数器成为减法计数器，进行自减，当LD 为低电平时计数器进行异步置数，不能进行计数。

由于该时序电路有八个自变量，所以为了简化计算量，我们可以作出如下设定：

1. 对于主干道上的四十五进制计数器：设LD =1表示计数器进行异步置数，LD =0时表

示计数器进行自减，成为四十五进制计数器，若此时芯片的加减控制端UD =1，则计数

器直接成为四十五进制减法计数器；设Ct =1表示使能端无效，芯片不能正常工作，

Ct =0时表示使能端有效，电路主控系统选中该芯片，该芯片可以开始工作。

2. 对于支干道上的五十进制计数器：设LD =1表示计数器进行异步置数，LD =0时表示

计数器进行自减，成为五十进制计数器，若此时芯片的加减控制端UD =1，则计数器直接成为五十进制减法器；设Ct =1表示使能端无效，芯片不能正常工作，Ct =0时表示使能端有效，电路主控系统选中该芯片，该芯片可以开始工作。

3. 对于主干道上的五进制计数器和支干道上的五进制计数器：设LD =1表示计数器可以

进行异步置数，LD =0时表示计数器可以进行计数，成为五进制计数器，若此时芯片

的加减控制端UD =1，则计数器直接成为五进制减法计数器；Ct =1表示芯片被选中，使能端有效，芯片可以正常工作，而Ct =0相反表示使能端无效，芯片不能进行工作。

4. 对于主干道上的三十进制计数器和支干道上的二十五进制计数器：设LD =1表示计数

器可以进行异步置数，LD =0时表示计数器可以进行计数，成为三十进制计数器和二十五进制计数器，若此时芯片的加减控制端UD =1，则计数器直接成为三十进制减法计数器和二十五进制减法计数器；Ct =1表示芯片被选中，使能端有效，芯片可以正常工作，而Ct =0相反表示使能端无效，芯片不能进行工作。

根据以上定义和规定，我们可以得出以下真值表：

根据以上真值表，由卡诺图化简，我们可以得出由真值表反映出的所有控制电路的逻辑表达式： 1.5876543214321432143214321)A CT Q Q Q Q

Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q =（++++ 2.5876543214321432143214321)B CT Q Q Q Q

Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q =（++++ 3.2587654328765432876543421()()()CT Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q =+++++ 4.30876543287654328765432()()()CT Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q =+++++ 5.4543287658765432431432()()()CT Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q =+++++ 6.504328765()()CT Q Q Q Q Q Q Q =++

因此，我们可以直接根据以上逻辑表达式连接各个模块电路和总电路图，这样整个交通灯控制的总体设计就完成了。

倒计时计数器模块

可构成倒计时计数器的芯片有74ls190、74ls191、和74ls193等。74ls190为单时钟十进制可逆计数器，74ls191为单时钟四位二进制可逆计数器，74ls193为双时钟四位二进制计数器，故74ls190成为了我们的首选。由设计要求可知，需要构成50s ，45s ，30s ，25s 和5s 的倒计数计时器，而本设计的五个倒计时模块时间没有冲突，则只需要一个80进制的计数器来控制即可。设计时只需要在每个计数器倒计时结束时（即倒计为0的时候）停止工作，然后换下一状态的计数器开始工作。

倒计时显示模块

1.五十进制倒计时显示模块：

如下图所示，为五十进制倒计时显示模块的电路图，直接采用74ls190加减法计数器，把加减法控制端一直设置在减法控制端，使计数器成为五十进制减法计数器，由于74ls190芯片是一种特殊的计数芯片，其输出端就直接是8421BCD 码，可以直接加到数码管的输入端，因此这样的设计就省略了对计数器输出信号的编码和译码，达到简化电路的目的。控制时，当5087654321LD Q Q Q Q Q Q Q Q =时，倒计时开始，计数器开始有效工作。

2.四十五进制倒计时显示模块：

如下图所示，为四十五进制倒计时显示模块的电路图，直接采用74ls190加减法计数器，把加减法控制端一直设置在减法控制端，使计数器成为四十五进制减法计数器，由于74ls190芯片是一种特殊的计数芯片，其输出端就直接是8421BCD 码，可以直接加到数码管的输入端，因此这样的设计就省略了对计数器输出信号的编码和译码，达到简化电路的目的。控制时，当4587654321LD Q Q Q Q Q Q Q Q =时，四十五进制计数器开始工作，倒计时开始。

3. 如下图所示，为三十进制倒计时显示模块的电路图，控制时，当

3087654321LD Q Q Q Q Q Q Q Q =时，三十进制计数器开始工作，倒计时开始。

4. 如下图所示，为二十五进制倒计时显示模块的电路图，控制时，当

2587654321LD Q Q Q Q Q Q Q Q =时，二十五进制计数器开始工作，倒计时开始。

5. 如下图所示，为主干道五进制倒计时显示模块的电路图，控制时，当

587654321A LD Q Q Q Q Q Q Q Q =时，五进制计数器开始工作，倒计时开始。

6.如上图所示，支干道五进制倒计时显示模块的电路图应与主干道的五进制倒计时计数器相同，但是控制时与主干道不同，只有当587654321B LD Q Q Q Q Q Q Q Q =时，五进制计数器开始工作，倒计时开始。

显示模块

一个LED 数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。小型数码管（寸和寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA 。

对于数码管显示模块，有两种方案：

方案一：使用BCD 码七段译码驱动器

此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等。

下图为CC4511引脚排列

CC4511引脚排列

其中

A、B、C、D — BCD码输入端

a、b、c、d、e、f、g —译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。LT—测试输入端，LT＝“0”时，译码输出全为“1”

BI—消隐输入端，BI＝“0”时，译码输出全为“0”

LE —锁定端，LE＝“1”时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在LE＝0时的数值，LE＝0为正常译码。

在本数字电路实验装置上已完成了译码器CC4511和数码管BS202之间的连接。实验时，只要接通+5V电源和将十进制数的BCD码接至译码器的相应输入端A、B、C、D即可显示0～9的数字。四位数码管可接受四组BCD码输入。CC4511与LED数码管的连接如下图所示。

CC4511驱动一位LED数码管

下表为CC4511功能表。CC4511内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管笔段之间串入限流电阻即可工作。译码器还有拒伪码功能，当输入码超过1001时，输出全为“0”，数码管熄灭。

0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐

0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐

0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐

0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐

0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐

0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐

1 1 1 ××××锁存锁存

数码显示译码器

七段发光二极管(LED)数码管

LED数码管是目前最常用的数字显示器，下图 (a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。

(a) 共阴连接（“1”电平驱动） (b) 共阳连接（“0”电平驱动）

(c) 符号及引脚功能

LED数码管

方案二：采用集成的四段译码管（dcd_hex_blue）驱动

这个也是本设计所采用的方案。本设计要求将各个倒计时时间用数码管显示出来。数码管有两种，七段数码管和集成七段数码管。七段数码管显示的有七个输入端，分别对应数码管发光的七段，需用7447驱动；而集成七段显示数码管是将7447集成到数码管内部。输入端只有四个，分别于计数器的四个输出端相对应，连接即可。所以本实验采用集成七段显示数码管，其电路连接如图所示：

数码管左端为高位输入端，有段为低位输入端，所以电路连线采用上面的方法。

对于这两种方案，我们选择第二种方案。此设计电路所选用的倒计数显示数码管采用的是四端输入，无需驱动电路，这样既节省了设计材料，也简化了电路，便于连线和实现。而第一种方案相对于第二种方案来说较复杂，因此我们选择第二种方案。

红绿灯显示模块：

如下图所示，通过将LED显示灯的输入端与各个倒计时计数器芯片的使能控制端Ct的反相电平，即Ct，这样当倒计时芯片工作时，即Ct为低电平，这时，Ct为高电平，通过在LED上串联一个阻值为400 控制LED上的电压，使其点亮，准时显示交通灯的点亮程度。

到此，控制系统的所有单元电路模块已经介绍完了。

第三章系统综述

总体电路图

综上分析，我们得出交通信号灯控制系统的总体电路，如下图所示，图中X1，X2，X3分别表示主干道中的绿灯、黄灯、红灯；X4，X5,X6分别表示支干道的绿灯、黄灯、红灯。如下图所示，为总电路图：

仿真结果

图（1）图（2）

图（1），图（2）为八十进制计数器开始计数时主干道，支干道的计时和亮灯情况，开始时，主干道绿灯亮，且从四十四开始倒计时，支干道红灯亮，且从四十九开始倒计时。

图（3）图（4）

图（3），图（4）为主干道四十五秒倒计时结束后的情况，此时主干道开始新的五秒倒计时，且为黄灯亮，而支干道为五十秒倒计时的最后四秒倒计时，亮灯不变。

图（5） 图（6）

图（7） 图（8）

图（7），图（8）为主干道三十秒倒计时剩余五秒时的状态，亮灯不变，而支干道开始五秒倒计时，并伴随黄灯亮。

问题与解决

1.在秒脉冲发生器的设计中，按照设计需求产生1Hz 的脉冲，应该用1R =Ω，2R =50K

Ω的两个电阻。但是仿真的时候发现由此产生的脉冲信号周期特别大，远远大于1s ，后来经过多方面的查资料发现是因为使用Multisim 软件仿真时，软件运行时间间隔和实际时间是不同的，实际中的1s 在里面可能要运行几分钟。

由于这个问题对设计影响不大，而且理论上和实际做数电实验的时候都对，只是一个软件的问题，所以后来在仿真的时候就换了阻值小的电阻，这样这个问题就解决了。

简易交通灯控制电路的设计课程设计

长安大学 电子技术课程设计 题目简易交通信号灯控制器 班级 姓名黄红涛指导教师温 凯歌 日期 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。有了交通灯之后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。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。 因此，在本次课题为简易交通灯的课程设计中，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。

本设计分为两个部分：第一部分是由定时器、时钟脉冲驱动和控制器组成的秒脉冲信号发生装置；第二部分是有译码器、发光二极管和数码管组成的交通信号灯以及时间显示装置。各部分采用分模块设计，正文中详细介绍了各模块的功能和原理。 为了完成本次设计，参阅了大量的资料，包括所用到的芯片的详细中英文资料。搜集和查阅资料是一个漫长但是非常重要的过程，获取各模块电路原理，然后经过讨论比较，结合课题要求，确定出一套最合适的方案。小组人员花费几天时间，通过图书馆和上网查阅资料，分别查阅到相应资料。经过商讨，结合现有资料，制定基本框架，并基本定出电路图。在MULTISIM软件里进行电路仿真，来验证电路的正确性。通过仿真来验证实验原理和电路的正确性。在整个过程中，充分发挥主观能动性，将平时所学的理论知识和实际相结合，往往理论可行的东西，实际并不一定能出现结果，这就是我们需要解决的问题，通过问老师或者查资料来分析解决问题。最后确定仿真没有错误后，汇总电路图。 本设计分为两大部分，交通信号灯以及译码显示电路（时间显示）部分由黄红涛同学和韩白雨同学负责主导设计；秒脉冲信号发生以及控制部分由任永刚同学负责，最后进过整合后得到完整系统。 由于缺少实践经验，并且知识有限，所以本次课程设计中难免存在缺点和错误，敬请老师批评指正。 黄红涛 2010年12月29日 目录 前言 (2)

智能交通信号灯控制系统设计

编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日

德州学院毕业论文（设计）中期检查表

目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。

简易交通灯控制逻辑电路设计word精品

推南呼紅爭院 电子技术课程设计报告题目：简易交通灯控制逻辑电路设计 学生姓名： 学生学号： 年级：2014 级 专业：自动化 班级：(1)班 指导教师： 机械与电气工程学院制 2017年5月 简易交通灯控制逻辑电路设计

机械与电气工程学院自动化专业 1设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 本系统由单片机系统、数码管显示、交通灯显示系统组成。系统除基本的交通功能外，还具有倒计时。东西、南北两个干道交于一个十字路口，各干道有一组红、绿、黄三色的指示灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换。 1.2 课程设计的要求本次课程设计实现的交通灯是带有额外的功能，预期实现的主要功能如 下。 （1）具有时间显示功能，就是数码管倒计时功能； （2）红绿灯具有两种状态，南北直行，东西直行； （3）具有模式转换功能，切换到不同状态，交通灯通行时间不一样； 程序开始运行先南北段通行、东西段禁止60s,后东西段通行、南北段禁止60s,依此循环。系统分三种工作模式：正常模式、繁忙模式、特殊模式，并且通过三个按钮“正常”、“繁忙”、“特殊”可相互转化。 正常模式：直行时间显示数码管显示60。此时南北段直行通行（绿灯）、东西段禁 止（红灯）60s,倒计时到3s时，黄灯亮，提醒人们注意了。然后是东西段通行（绿灯），南北段禁行（红灯）,一直循环下去。 繁忙模式：南北段、东西段的通行时间改为30s，其它与正常模式类似。 特殊模式：特殊模式红灯全亮，倒计时20s，到最后3秒黄灯闪3次后并转入正常模式。 2 简易交通灯控制逻辑电路设计方案制定 2.1 简易交通灯控制逻辑电路设计的原理系统上电或手动复位之后，系统先显示状态灯及LED 数码管，将状态码值送显P1 口，将要显示的时间值的个位和十位分别送显P0 口，在此同时用软件方法计时1秒， 到达1s就要将时间值减1,刷新LED数码管。

基于PLC的智能交通灯控制系统设计 开题报告

南京师范大学中北学院
毕业设计（论文）开题报告
（ 10 届）
题 目： 基于 PLC 智能交通灯控制系统设计
专 业： 电气工程及其自动化
姓 名： xxx 学 号： xxx
指导教师： xxx 职 称：
填写日期：
2014 年 2 月 20 日
南京师范大学中北学院教务处 制
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格

审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业 设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及院、系审查 后生效；
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计 的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在 其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 7408—94《数 据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一 律用阿拉伯数字书写。如“2011 年 4 月 26 日”或“2011-04-26”。
4．院系审查意见栏签章：自办专业盖中北学院教学院长签名章、 中北学院公章，非自办专业盖联办二级学院教学院长签名章、联办 二级学院公章。

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
1．本课题的目的及研究意义：
随着我国交通事业的迅速发展，各种公交、运输汽车、私家车等车的急速增加，使 得城市道路交通日益堵塞，交通在许多城市已经成为“瓶颈”问题。因此，提高城市路 网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。
虽然各城市已在十字路口设置了交通灯，对交通进行了有效的疏通，但是随着社会、 经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何 改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。
传统的十字路口交通控制灯，通常的做法是：事先进行车流量的调查，运用统计的 方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定 的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的 方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等 候通过。可见，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是：能有 一种能够根据车流量变化适时调节的交通灯控制系统。
我所要研究的就是基于 PLC 的智能交通灯控制系统。智能交通系统（ITS—— Intelligent Transport Systems）ITS 是一个跨学科、信息化、系统化的综合研究体系， 其主要内容是：将先进的人工智能技术、自动控制技术、计算机技术、信息与通讯技术 及电子传感技术等有效的集成，并应用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围 内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。由于交通系统具 有较强的非线性、模糊性和不确定性，是一个典型的分布式非线性系统，而且具有多种 信息来源、多传感器的特点，用传统的理论与方法很难对其进行有效的控制。把先进的 智能控制技术、信息融合技术、智能信息处理技术与交通管理技术结合起来，代表着城 市交通信号控制系统发展的方向。
智能交通的发展是现代社会经济发展的客观要求，交通运输是国民经济和现代社会 发展的基础。由于现代社会城市化速度越来越快、国民经济的高速增长、全球经济的一 体化进程加快、个人旅行与休闲时间的不断增加以及人们对交通需求越来越高，智能交 通便成为现代社会经济发展的客观要求。

简易交通灯电路设计

课程设计说明书 课程设计名称：数字逻辑课程设计 课程设计题目：简易交通灯电路设计 学院名称：信息工程学院 专业：计算机科学与技术班级： 学号：姓名： 评分：教师： 20 10 年9月16 日

摘要 随着社会经济快速发展以及现代社会人口的增加，顺应各种交通工具的发展和交通指挥的需要，加强交通道路管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，此时交通灯便应运而生。它已逐渐成为改善交通状况的一种重要工具。因此设计交通灯电路对我们的生活息息相关。 本次课题设计采用NE555产生计时信号，定时给出方波脉冲信号，同时采用CD4017集成芯片实现三种信号灯的自动循环功能，以及利用或门真值表功能实现简易交通灯的设计。此简易交通灯可以而且仅可以控制一条交通道路，主要实现红，黄，绿，红，黄，绿单向交通灯循环控制，但是同样可以改动电路从而实现红，黄，绿，黄，绿双向交通灯循环控制；而在时间控制上，红，黄，绿亮灯时间上取为2:1:2。 经过一系列分析准备，本次课题设计除了在手动控制上存在一些不足外，已完成电路设计要求。 关键字：循环控制计时电路译码电路 NE555 CD4017

目录（页码要调整下） 前言 (4) 第一章设计内容与要求 (5) 第二章简易交通灯设计方案 (5) 2.1基本要求设计方案..........................................,5 2.2提高要求设计方案..........................................,6 第三章系统组成及工作原理. (6) 3.1 系统组成 (6) 3.2 工作原理 (7) 第四章简易交通灯设计方案单元模块电路设计 (8) 4.1电源电路 (8) 4.2译码电路 (9) 4.3 光源电路 (10) 4.3.1红黄绿单向循环 (10) 4.3.2红黄绿黄红双向循环 (11) 第五章实验调试和分析 (12) 结论 (13) 参考文献 (14) 附录一 (14) 附录二 (15) 附录三 (16)

交通灯控制电路设计.doc

百度文库 长沙学院 电子技术 课程设计说明书 题目交通灯控制电路设计 系( 部) 电子信息与电气工程系 专业 ( 班级 ) 电气工程及其自动化 姓名龙欣 学号B214 指导教师张海涛 起止日期 电子技术课程设计任务书(27) 系（部）：电子信息与电气工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：张海涛课题名称 交通灯控制电路设计

百度文库 由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、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靠在禁行线外。实现红、绿灯的 自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。 设设计要求： 1.掌握交通灯控制电路的设计、组装与调试方法。 计 2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法，能够运用所学知识设计一定规模的电路。 内 设计任务： 容 1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。 及 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 要 灯。 求 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.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。 1、系统整体设计； 设 2、系统设计及仿真； 计 3、在 Multisim 或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示； 工 作 4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、仿真分析、调试过程，量参考文献、设计总结等。 起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注 进 第一天课题介绍，答疑，收集材料 第二天设计方案论证 度 安第三天进行具体设计 排 第四天进行具体设计 第五天编写设计说明书 指导老师 月教研室 年日 意见意见 年月日 长沙学院课程设计鉴定表 姓名龙欣学号B214专业电气班级 2

单片机设计方案——交通灯控制系统设计方案

单片机课程设计报告交通灯控制系统设计

摘要 本设计是针对交通灯系统的设计，由单片机AT89C51（实物用AT89S52）、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中，构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列，是一组高性能兼容型单片机，AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机，40个引脚，片内含4KB Flash ROM和128B RAM，它是一个全双工的串行通行口，既可以用常规编程，又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示，对每一位数码分时轮流通电显示，复位电路采用上电+按钮电平复位，时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式，在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描，已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计，并将已编程的程序载入调试，可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。A道放行 25秒，B道放行20秒。一道有车而另一道无车，交通灯控制系统能立即让有车道放行。有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。

目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1：源程序代码 (13) 附2：系统原理图 (20)

简易交通灯控制电路的设计

沈阳航空航天大学 程设计 （说明书） 课程设计任务书 课程名称电子线路课程设计 课程设计题目 _________ 简易交通灯控制电路的设计 ___________ 课程设计的内容及要求： 一、设计说明与技术指标 1东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间25s。 2. 东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s。 3?南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间15s。 4.如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮，禁止该道路的车辆通行, 特殊情况过后能恢复正常。 二、设计要求 1. 在选择器件时，应考虑成本。 2. 根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3. 画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。

三、实验要求 1. 根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用multisim软件仿真 2. 进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1.童诗白，华成英主编.模拟电子技术基础.[M]北京：高等教育出版社，2006 年 2?阎石，数字电子技术（第五版）.[M]北京：高等教育出版社，2005. 3. 陈孝彬，《555集成电路实用电路集》.高等教育出版社2002-8. 4. 王刚《TTL集成电路应用》.机械工业出版社2000-10. 五、按照要求撰写课程设计报告

成绩评定表: 指导教师签字： 年月日

一、 概述 简易交通灯电路是脉冲数字电路的简单应用，设计了交通信号灯不同方向在不同 的时间倒计时内，亮不同的的信号灯的功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此 交通灯可以在实现东西、南北方向红黄绿灯的颜色转换，接下来就是按照4个阶段循环 发光，并且如果发生紧急事件看，可以手动控制四个方向红灯全亮，禁止该道路的车 辆通行，特殊情况过后才能恢复正常。这在当今社会交通中具有广泛的应用价值，有 效的减少交通拥堵和交通事故。 本电路主要有四个模块构成：555脉冲发生器、5倍分频器、倒计数器、主控制电 路和手动控制电路。整个电路是有秒脉冲提供脉冲，有计数器进行计数功能向译码显 示电路显示倒计时，而且也控制三种灯泡的发光。 二、 方案论证 2.1设计思路 根据设计要求，十字路口车辆运行情况只有4种可能：1)设开始时东西方向绿灯 通行，南北红灯不通行，持续时间为 25s 。2)25s 后，东西方向绿灯变黄灯，南北方 向红灯保持不变，持续时间为 5s 。3)5s 后，东西方向黄灯变红灯禁止通行，南北方 向红灯变绿灯通行，持续时间为15s 。4)15s 后，东西方向红灯不变禁止通行，南北 方向绿灯变黄灯，5s 后又回到第一种情况，如此循环反复。因此，要求主控制电路也 有4种状态。其控制原理框图如图1所示。 图1简易交通灯电路的原理框图

交通灯电路设计

第三章数字电路课程设计 课程设计1：交通灯逻辑控制电路设计 一、简述： 为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过，往往都采用自动控制信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。交通灯控制电路的系统框图如图3.1.1所示： 图3.1.1 交通灯控制器系统框图 二、设计任务和要求 设计一个十字路口交通信号灯控制器。基本要求如下： 1．满足图3.1.2顺序工作流程。图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。它们的工作方式有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄红灯亮。 2．应满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序工作流程图3.1.3所示。图3.1.3中，假设每个单位时间为3秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别15秒、3秒、18秒，一次循环为36秒。其中红灯亮

的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和。 图3.1.3 交通灯时序工作流程图 3．十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为0，然后以每秒加1计数方式方式工作，直至加到绿灯灭为止；当黄灯亮时，置显示器为0，然后以每秒加1计数方式方式工作，直至加到黄灯灭为止；当红灯亮时，置显示器为0，然后以每秒加1计数方式方式工作，直至加到红灯灭为止。例如：假设每个单位时间为3 秒，当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为0，并使数显计数器开始加“1”计数，当加到绿灯灭而黄灯亮时，数显的值应从14跳回到0，同时黄灯亮，黄灯计数，当数显值从2跳到0时，此时黄灯灭，而南北方向的红灯亮；红灯计数加“1”计数，当加到红灯灭时，数显的值应从17跳回到0。同时，使得东西方向的绿灯亮，并置东西方向开始计数。 4．扩展功能： （1）用LED 发光二极管模拟汽车行驶电路。当某一方向绿灯亮时，这一方向的1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 NSG t

交通灯控制电路

交通灯控制电路 交通灯的课程设计 [要点提示] 一、实验目的 二、实验预习要求 三、实验原理 四、实验仪器设备 五、练习内容及方法 六、实验报告 七、思考题 [内容简介] 一、设计任务与要求 1(设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒; 2(要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道; 3(黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。 二、实验预习要求 1(复习数字系统设计基础。 2(复习多路数据选择器、二进制同步计数器的工作原理。 3(根据交通灯控制系统框图，画出完整的电路图。 三、设计原理与参考电路 1(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12、1所示。它主要由控制器、定时器、译码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，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中: TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则，TL=0。 TY:表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，TY=1，否则，TY=0。 ST:表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。 2(画出交通灯控制器的ASM图12、1 交通灯控制系统的原理框图(Algorithmic State Machine，算法状 态机)

(1)图甲车道绿灯亮，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隔TL时，控制器发出状态信号ST，转到下一工作状态。 (2)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，乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY 时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。 (3)甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。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TL时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。 (4)甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上位过县停 车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第(1)种工作状态。 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表12、1所示，控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定: 表12、1 控制器工作状态及功能 控制状态信号灯状态车道运行状态 S0(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(11) 甲红，乙绿甲车道禁止通行，甲车道通行 S2(10) 甲红，乙黄甲车道禁止通行，甲车道缓行 AG=1:甲车道绿灯亮;

交通灯控制系统课程设计

2011年至2012年第1学期《单片机原理与应用》课程设计 班级1006402 指导教师涂立旎 学生人数___ _3__ ___ 设计份数 1 2011年12月23日

城市交通灯控制系统设计报告 1006402-42 流溪 1006402-24钱升 1006402-06毛运鹏 一．设计时间 2012年12月19日——2011年12月23日 二．设计地点 一实验楼401机房 三．设计小组及成员分工 1006402-42 流溪（组长，编写及调试程序） 1006402-24 钱升（负责设计报告的书写及资料整理） 1006402-06 毛运鹏（原理图、流程图设计） 四．指导老师 涂立老师，旎老师 五．设计题目 基于51型单片机的城市交通灯控制系统 六．设计容及目标 1.该交通灯系统的设计容 本设计是基于AT89S51单片机的十字路口交通灯控制系统，利用6个发光二极管模拟交通灯。按照时间控制原则，利用并行接口和定时器，采用时间中断方式设计一套十字路口的交通灯管理系统，通行时间（或禁止时间）30秒，准备时间3秒，在准备时间里黄灯闪烁3次，闪烁频率为0.5秒，周而复始。 2.该交通灯系统的设计目标 本系统结构简单，操作方便；可实现自动控制，具有一定的智能性；对优化城市交通具有一定的意义。本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程序结构，便于模块化处理，使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。

七．流程图与原理图及部分说明 1.程序流程图如图1所示： 图1. 程序流程图 2.主程序流程图步骤说明： （1）东西方向车道红灯亮，南北方向车道绿灯亮。表示东西方向车道上的车辆禁止通行，南北方向车道允许通行。绿灯亮足规定的时间隔时，控制器发出状态信号，转到下一工作状态。

简易交通灯控制逻辑电路设计

电子技术课程设计报告题目：简易交通灯控制逻辑电路设计 学生姓名： 学生学号： 年级： 2014级

专业：自动化 班级：（1）班 指导教师： 机械与电气工程学院制 2017年5月 简易交通灯控制逻辑电路设计 机械与电气工程学院自动化专业 1设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 本系统由单片机系统、数码管显示、交通灯显示系统组成。系统除基本的交通功能外，还具有倒计时。东西、南北两个干道交于一个十字路口，各干道有一组红、绿、黄三色的指示灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换。 1.2 课程设计的要求 本次课程设计实现的交通灯是带有额外的功能，预期实现的主要功能如下。 (1)具有时间显示功能，就是数码管倒计时功能； (2)红绿灯具有两种状态，南北直行，东西直行；

(3)具有模式转换功能，切换到不同状态，交通灯通行时间不一样； 程序开始运行先南北段通行、东西段禁止60s，后东西段通行、南北段禁止60s，依此循环。系统分三种工作模式：正常模式、繁忙模式、特殊模式，并且通过三个按钮“正常”、“繁忙”、“特殊”可相互转化。 正常模式：直行时间显示数码管显示60。此时南北段直行通行（绿灯）、东西段禁止（红灯）60s，倒计时到3s时，黄灯亮，提醒人们注意了。然后是东西段通行（绿灯），南北段禁行（红灯），一直循环下去。 繁忙模式：南北段、东西段的通行时间改为30s，其它与正常模式类似。 特殊模式：特殊模式红灯全亮，倒计时20s，到最后3秒黄灯闪3次后并转入正常模式。 2 简易交通灯控制逻辑电路设计方案制定 2.1 简易交通灯控制逻辑电路设计的原理 系统上电或手动复位之后，系统先显示状态灯及LED数码管，将状态码值送显P1口，将要显示的时间值的个位和十位分别送显P0口，在此同时用软件方法计时1秒，到达1s就要将时间值减1，刷新LED数码管。 时间到达一个状态所要全部时间，则要进行下一状态判断及衔接，并装入次状态的相应状态码值以及时间值，当然，还要开启两个外部中断，其一为紧急情况处理中断，一旦信号有效，即K键为低电平时进入中断服务子程序，东西南北路口的保持现有通行状态，再按一下Ｋ键，中断结束返回。其二为通行时间调整中断，若按键有效，进入相应的中断子程序，对时间进行调整，可延长或减少某一路段的通行时间，此后再按键则中断结束返回。 2.2 简易交通灯控制逻辑电路设计的技术方案

交通灯控制电路设计与仿真

交通灯控制电路设计与仿真 一、实验目的 1、了解交通灯的燃灭规律。 2、了解交通灯控制器的工作原理。 3、熟悉 VHDL 语言编程，了解实际设计中的优化方案。 二、实验原理 交通灯的显示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而对于同一个路口又有很多不同的显示要求，比如十字路口，车辆如果只要东西和南北方向通行就很简单，而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂，本实验仅针对最简单的南北和东西直行的情况。要完成本实验，首先必须了解交通路灯的燃灭规律。本实验需要用到实验箱上交通灯模块中的发光二极管，即红、黄、绿各三个。依人们的交通常规，“红灯停，绿灯行，黄灯提醒”。其交通的燃灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。 在实验中使用 8 个七段码管中的任意两个数码管显示时间。东西路和南北路的通车时间均设定为 20s。数码管的时间总是显示为 19、18、17……2、1、0、19、18……。在显示时间小于 3 秒的时候，通车方向的黄灯闪烁。 三、实验内容 本实验要完成任务就是设计一个简单的交通灯控制器，交通灯显示用实验箱 的交通灯模块和七段码管中的任意两个来显示。系统时钟选择时钟模块的 1KHz 时钟，黄灯闪烁时钟要求为 2Hz，七段码管的时间显示为 1Hz脉冲，即每 1s 中递 减一次，在显示时间小于 3 秒的时候，通车方向的黄灯以 2Hz 的频率闪烁。系统 中用 S1 按键进行复位。 实验箱中用到的数字时钟模块、按键开关、数码管与 FPGA 的接口电路，以及 数字时钟源、按键开关、数码管与 FPGA 的管脚连接在以前的实验中都做了详细说 明，这里不在赘述。交通灯模块原理与 LED 灯模块的电路原理一致，当有高电平输 入时 LED 灯就会被点亮，反之不亮。只是 LED 发出的光有颜色之分。其与 FPGA 的 管脚连接如下表 19-1 所示： 四、实验步骤 1、打开 QUARTUSII 软件，新建一个工程。 2、建完工程之后，再新建一个 VHDL File，打开 VHDL 编辑器对话框。

交通灯控制电路设计数电课程设计+数字电路课程设计

数字电子技术课程设计 简易交通灯控制逻辑电路设计 专业班级:09自动化一班 时间:2011.12.12-2011.12.19 姓名: 指导教师: :郭计云

大同大学电气工程系

目录 一、课程题目 (2) 二、设计要求 (2) 三、系统框图及说明 (2) 四、单元电路设计 (4) 五、仿真过程与效果分析 (12) 六、体会总结 (13) 七、参考文献 (13)

《一》课程设计题目： 交通灯控制电路设计 《二》设计要求： 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行时间为20秒，时间可设置修改。 2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道； 3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）。 5、同步设置人行横道红、绿灯指示。 《三》系统框图及说明： 1、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1-1 所示。它主要由计时电路、主控电路、信号 灯转换器和脉冲信号发生器组成。脉冲信号发生器用的是555 定时器；计时计数器是由74LS160 来完成、输出四组驱动信号T0 和T3 经信号灯转换器(4 片7448)来控制信号灯工作，主控电路是系统的主要部分，由它控制信号灯转换器的工作。

（图1-1）2、信号灯转换器

状态与车道运行状态如下：S0：支干道车道的绿灯亮，车道通行，人行道禁止通行；主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行 S1：支干道车道的黄灯亮，车道缓行，人行道禁止通行；主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行 S2：支干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行；主干道车道的绿灯亮，车道

交通灯控制逻辑电路设计

交通灯控制逻辑电路设计 一、简述 为了确保十字路口的车辆顺利畅通地行驶，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。 交通灯控制器的系统框.图如图4.1 所示。

二、设计任务和要求 设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下： 1.设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR，NSY，NSG；东西方向的红、黄、绿灯 分别为EWR，EWY，EWG，则满足图4.1 的工作 流程并且可以并行工作： NSG（EWR）→ NSR（EWG），黄灯用 于闪烁提示绿灯变为红灯。 2.满足两个方向的工作时序：东西方向红灯亮的时间应等于南北方 向黄、绿灯亮的时间之和；南北方向红灯亮的时间应等于东西方 向黄、绿灯亮的时间之和。时序工作流程见图4.2所示：

图4.3中，假设每个单位时间为2秒，则南北、东西方向的绿、黄、红灯亮的时间分别为12秒、2秒、12秒，一次循环为24秒。 其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。 3.十字路口要有数字显示装置，作为时间提示，以便人们更直观地 把握时间。具体要求为：当某方向绿灯亮时，置计数器为某一个 数值，然后以每秒减1的计数方式工作，直至减到数为“0”，十 字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，进入另一个方向的工 作循环。 例如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为 12，并使数显计数器开始减“1”计数，当减法计数到绿灯灭而黄 灯亮（闪耀）时，数码管显示的数值应为2，当减法计数到“0” 时，黄灯灭，而南北方向的红灯亮；同时，使得东西方向的绿灯 亮，并置东西方向的数码管的显示为12。 4.可以手动调整脉冲时间，夜间为黄灯闪耀。 三、设计方案提示

交通灯控制电路

武汉工程大学邮电与信息工程学院实验报告 姓名张宇学号7402150330 指导老师 专业07自动化班级 03 实验室日期 实验题目交通灯控制器的EWB仿真 一、实验目的 通过前面几节的阐述，大家对EWB软件中的元件及仪器的应用有了一定的概念，所以这一节选择了综合性较强的电路——交通灯控制器的仿真设计。 二、实验内容 设计一个主要街道和次要街道十字路口的交通灯控制器。当主要街道绿灯亮6秒时，次要街道的红灯亮；接着主要街道黄灯亮2秒，次要街道的红灯仍然亮；紧接着次要街道的绿灯亮3秒，这时主要街道红灯亮；然后次要街道的黄灯亮1秒，主要街道红灯依然亮；最后主要街道绿灯亮，次要街道变红灯，依次顺序循环控制。 三、实验原理 根据以上要求可知主要街道从绿灯亮到下一次绿灯亮共需12秒，由上述要求可列出这六个灯的真值表，如表8-2所示，其中MG、MY、MR、CG、CY、CR分别表示主要街道的绿灯、黄灯、红灯，次要街道的绿灯、黄灯、红灯。各灯的函数表达式克由EWB的逻辑转换仪获得。因为一次循环需要12秒，所以输入端可应用74LS163芯片来完成时间上的控制。其管脚和功能表基本上与74LS160一样，只是它是二进制计数器，时钟为下跳边触发。首先，12秒一循环相当是一

个模12技术，因此应将Q D、Q B和Q A通过一与非门接到芯片的CR清零端；其次，CP时钟端应输入1Hz的脉冲信号（这一元件可在电源元件库中找到，点中该元件后按鼠标右键，在属性一栏中修改它的输出频率为1Hz）；最后，根据下面所得的函数表达式完成电路设计。 M G D C D B D C D B =+=? = M Y C B = M R D =+=? C G D B D A D B D A = C Y D B A = C R D 四、交通灯控制器电路的实现及结果仿真 由上述函数式可画出相应的电路图，按图所示的电路进行仿真，结果达到预期目的。为更直观地观察各灯之间的关系，我们在上图的基础上，街上逻辑分析仪进行仿真测试。如果出错，从图中也能很直观