交通灯课程设计报告6

《电子技术》课程设计报告

目录

第一章 系统概述……………………………………………………………………3 1.1 系统概述………………………………………………………………………3 1.2 交通灯逻辑分析………………………………………………………………3 1.3总体设计方案…………………………………………………………………3 第二章 单元电路设计与分析………………………………………………………6 2.1秒脉冲信号发生器的设计…………………………………………………6 2.2定时器的设计………………………………………………………………7 2.3 控制器的设计………………………………………………………………8 2.4 显示电路的设计…………………………………………………………11 第三章 结束语……………………………………………………………………14 3.1 系统综述：…………………………………………………………………14 3.2 总结及心得体会……………………………………………………………14 3.3 芯片介绍……………………………………………………………………15 3.4 总体电路图 见附图………………………………………………………17 3.5 元器件明细表………………………………………………………………18 鸣谢…………………………………………………………………………………19 参考文献……………………………………………………………………………19 评语…………………………………………………………………………………20

摘要：交通信号灯常用于交叉路口，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。交通灯控制器主要由控制器、秒脉冲发生器、定时器、译码显示电路及信号灯组成。控制器由74LS153与74LS74来实现，脉冲发生器用晶体震荡器产生，计数器采用两个74161来实现，显示电路经过74LS192的倒计数、七段显示译码器7447及七段数码显示器连接起来实现。控制器通过RT对定时器进行控制，从而实现数字的显示及绿、黄、红灯的转换。

关键字：交通灯、控制器、秒脉冲发生器、定时器、译码显示电路、状态、转换、主支干道。

设计要求： 1.定周控制：主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒; 2.每次由绿灯变为红灯时，应有5秒黄灯亮作为过渡； 3.分别用红、黄、绿发光二极管表示信号灯； 4.设计计时显示电路。

第一章 系统概述

1.1系统概述：

系统由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显示器五大部分组成。其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号，通过定时器向控制器发出三种定时信号，使相应的发光二极管发光。译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号，分别产生三种倒计时时间显示，控制器根据定时器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。 1.2交通灯逻辑分析：

图1表示位于主干道和支干道的十字路口交通灯系统，每条道路设一

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组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿3个灯组成，绿灯表示允许车辆通行，红灯表示禁止通行，黄灯为过渡灯，表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆禁止通行。 1.3总体设计方案：

图1为交通灯的一个整体设计框图。系统主要由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码器、信号灯显示器组成。其中控制器是核心部分，由它控制定时器和译码器的工作，秒脉冲信号发生器产生定时器和控制器所需的标准时钟信号，译码器输出两路信号灯的控制信号。

图中TL、TS、TY为定时器的输出信号，ST为控制器的输出信号。MG、MY、MR分别表示主干道绿、 黄、红三色灯，NG、NY、NR分别表示支干道绿、黄、红三色灯。

当某车道绿灯亮时，允许车辆通行，同时定时器开始计时，当达到指定时间时，TL输出为１，否则TL输出为０；

当某车道黄灯亮后，定时器开始计时，当计时到５秒时，TY输出为１，否则TY＝０；

当某车道红灯亮时，定时器开始计时，当计时到指定时间时，TS输出为１，否则TS＝０。

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图1 交通灯系统框图

因此，用定时器分别产生三个时间间隔后，向控制器发出“时间已到”的信号，控制器根据定时器的信号，决定是否进行状态转换。如果肯定，则控制器发出状态转换信号ST，定时器开始清零，准备重新计时。

交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2、S3表示。

S0状态：主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许车辆通行，主干道禁止车辆通行。当主干道绿灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。

S1状态：主干道黄灯亮，主干道红灯亮，此时主干道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，支干道禁止车辆通行。当主干道黄灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。

S2状态：主干道红灯亮，支干道绿灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许车辆通行，当支干道绿灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。

S3状态：支干道红灯亮，支干道黄灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许超过停车线的车辆通行，而未超过停车线的车辆禁止通行。当支干道红灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态------S0状态。

S0、S1、S2、S3状态分别分配状态编码为00、01、11、10，由此得到控制器的状态，如表1，表2所示。

表1.状态转换表

状态 S0 S1 S2 S3

主干道 支干道 时间（s）

45 5 25 5

绿灯亮，允许通行 红灯亮，禁止通行 黄灯亮，停车

红灯亮，禁止通行

红灯亮，禁止通行 绿灯亮，允许通行 红灯亮，禁止通行

黄灯亮，，停车

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图2画出了控制器的状态转换图，其中TL、 TS、TY为控制器的输入信号，ST为控制器的输出信号。

第二章 单元电路设计与分析

2.1.秒脉冲信号发生器的设计： 方案一：

本实验采用555定时器组成秒脉冲信号发生器。因为该电路的输出脉冲的周期T≈0.7(R1+2R2)·C,若T=1s，令C=10μf，R1=39K?,那么R2≈51K?。取一固定电阻47K?与一个5K?的电位器想串联代替电阻R2 。在调试电路时，调节电位器RP ,使输出脉冲周期为1s。如图3.1所示

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