数字电路课程设计交通灯

数字逻辑电路设计

课程设计报告

系（部）：三系

专业：通信工程

班级： 2011级<1>班

姓名：陈

学号： ********* 成绩：

指导老师：***

开课时间： 2012-2013 学年二学期

一、设计题目

交通信号灯控制器

二、主要内容

1、分析设计题目的具体要求

2、完成课题所要求的各个子功能的实现

3、用multisim软件完成题目的整体设计

三、具体要求

（一）、交通灯信号控制器仿真设计

设计要求

（1）设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向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35s。时间可

设置修改。

（2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s，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。

（5）假定+5V电源给定。

四、进度安排

第一天：介绍所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。第二天：消化课题，掌握设计要求，明确设计系统的全部功能，图书馆查阅资料。

第三天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。

第四天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。

第五天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。

第六天：完成整体设计并仿真验证。

第七天：对课程设计进行现场运行检查并提问，给出实践操作成绩。

第八天：完成实践报告的撰写

五、成绩评定

课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定，最终考核成绩由四部分组成：

1、理论设计方案，演示所设计成果，总成绩40％；

2、设计报告，占总成绩30％；

3、回答教师所提出的问题，占总成绩20％；

4、考勤情况，占总成绩10％；

无故旷课一次，平时成绩减半；无故旷课两次平时成绩为0分，无故旷课三次总成绩为0分。迟到20分钟按旷课处理。

目录

前言 (5)

1、总体设计思路、基本原理和框图 (6)

1.1设计思路 (6)

1.2设计原理和功能 (6)

1.2.1基本功能 (6)

1.3总体设计框图 (7)

2、单元电路设计 (7)

2.1各芯片的用法和功能 (7)

2.1.1 555定时器 (7)

2.1.2 74LS138 (8)

2.1.3 74LS192 (10)

2.1.4 74LS153 (11)

2.2 单元模块 (12)

2.2.1 秒脉冲信号发生器 (12)

2.2.2 计时器 (13)

2.2.3控制器 (14)

2.2.4信号灯显示器 (16)

2.2.5 总电路图 (17)

3、电路仿真调试 (17)

3.1计数器的仿真 (17)

3.2控制显示器的仿真 (18)

4、故障分析与电路改进 (21)

4.1 故障分析和解决 (21)

4.2电路改进 (22)

5、总结 (23)

6、心得体会 (24)

7、元件清单 (25)

8、参考文献 (25)

前言

现如今，随着人口和汽车的日益增长，城市交通日益拥挤，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。交通信号灯常用于十字路口，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。

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、科学化、简便化。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。

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。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。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。

1、总体设计思路、基本原理和框图

1.1设计思路

根据设计任务与要求, 系统由秒脉冲信号发生器、计数器、控制器、信号灯显示器四大部分组成。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两种定时信号，使相应的发光二极管发光。计数器在控制器的控制下，改变交通灯信号，产生倒计时时间显示，控制器根据计数器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。根据所学知识，秒脉冲信号发生器可由555定时器构成多谐振荡器实现，计数器可由74LS192实现，控制器可由D触发器实现。

1.2设计原理和功能

甲车道和乙车道的十字路口交通灯系统，每条道路设一组信号灯，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。

图1.1

1.2.1基本功能

1.东西方向和南北方向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35s。时间可设置修改。

2.在绿灯转为红灯时，黄灯先亮5s，才能变换运行车道。