数字电子技术课程设计之交通灯控制系统
数电课程设计 交通灯设计
交通灯控制电路设计一、目的掌握、训练数字系统的综合设计方法；以及对各基本电路的功能运用和测试方法。
学习掌握各个基本电路之间级连和应当注意的事项；熟悉各基本电路的输入与输出应满足的条件。
正确阐述电路中各参数的意义。
学会在数字系统中正确使用数字集成电路。
学会查阅、读懂数字集成电路手册。
二、设计任务与要求设计一个十字交叉路口交通灯自动控制电路，其形式如右图，要求主干道和支干道两条交叉道路上的车辆交替行驶通过，每次通行时间可任意设定，现规定设为25秒。
在黄灯亮过5秒钟后，才能变换车辆通行道路方向及行人允许通过道路的方向。
在黄灯亮时，每秒钟闪亮一次，同时人行通道（斑马线）旁的报警喇叭也每秒钟响鸣一声。
三、设计原理与分析交通灯控制系统的原理框图如下图所示分析系统的逻辑功能及其框图，交通灯控制系统原理框图，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。
秒脉冲信号发生器是系统中定时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。
图中的：T L：表示主干道或支干道绿灯亮时的时间为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。
在设定的时间内，T L = 1，设定的时间到，T L = 0。
T Y：表示黄灯亮的时间为5秒，在设定的时间内，T Y = 1，设定的时间到，T Y = 0。
S T：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出的状态转换信号。
由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。
四、交通灯控制器的工作流程十字路口的交通灯控制器分为定时控制和计数控制。
定时控制就是定时器按要求设置，并发出的时间起始和终了信号来进行控制；计数控制既是在十字路口安装有摄像头及分析计数或红外探测计数设备；当这类计数设备，累计到在十字路口某条路上有一定的车辆数后，便立即发出状态转换信号控制控制器，使该条路上的交通灯改变成通行信号灯亮。
下面我们对定时控制十字路口的交通灯控制器进行分析。
数字电子技术课程设计之交通灯控制系统
数字电子技术课程设计之交通灯控制系统专业班级：物联网112指导教师：***组成员：王海超、殷修修、张天一一、内容摘要二、设计内容与要求三、方案分析四、原理图设计4、1信号灯控制器电路4、2信号灯译码器电路4、3计时器系统4、4显示译码器4、5 LED七段数码管4、6 555振荡器组成的秒脉冲电路五、整体电路图以及工作原理六、参考文献一、内容摘要电路通过两个D触发器组成的四进制级数器和由与非门组成的译码器来控制主干道和支干道红、绿、黄灯的状态变化，从而达到疏通车辆安全顺利通过十字路口，有555计时和电容电阻组成的秒脉冲发生器，计时器由两个74LS190计数器构成，分别用于计时的十位和个位，显示译码器把74LS190输出的BCD码译成七位二进制代码通过七段数码管显示出相应的十进制数。
二、设计内容与要求为了确保在十字路口车辆安全顺利的通过，在交叉路口设置红、绿、黄三种信号灯，红灯亮时禁止通行，绿灯亮时允许通行，黄灯亮时给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。
任务和要求：1、在主干道和支干道之间交替放行，主干道每次放行50秒，支干道每次放行40秒。
2、每次绿灯亮变红时，黄灯先亮4秒，而原红灯不变。
3、用十进制数显示放行与等待时间。
三、方案分析方案一、用数电电子技术来实现交通灯的控制1、交通灯控制系统原理框图如图1-1所示主要由控制器、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，经驱动电路驱动信号灯工作，控制器是系统的主要成分，由它控制定时器和译码器工作。
图1-1系统的原理框图（1）图中主干道绿灯亮，支干道红灯亮。
表示主干道上的车辆允许通行，支干道禁止通行。
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。
（2）主干道黄灯亮，支干道红灯亮。
表示主干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，支干道禁止通行。
数字电路交通灯课程设计
数字电路交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握数字电路的基本原理，包括逻辑门、触发器等组成部分。
2. 使学生能够运用交通灯控制电路的原理，分析并设计简单的数字电路系统。
3. 帮助学生了解交通灯控制电路在实际生活中的应用，理解其工作原理和功能。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建简单的数字电路交通灯控制系统的能力。
2. 培养学生通过小组合作，进行问题分析、方案设计、实验操作和结果分析的综合技能。
3. 提高学生运用现代工具和设备进行电路设计和测试的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术领域的兴趣，培养其主动探索科学问题的精神。
2. 培养学生的团队合作意识，使其学会在团队中发挥个人优势，共同解决问题。
3. 培养学生具备安全意识，了解并遵循实验室安全操作规程，养成良好的实验习惯。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，侧重于学生动手能力和实际操作能力的培养。
学生特点：初三学生具备一定的物理基础和电子技术知识，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的实践操作能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，培养其创新精神和动手能力。
在此基础上，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 逻辑门电路：介绍与门、或门、非门等基本逻辑门的工作原理和应用。
- 触发器：重点讲解RS触发器、D触发器等常用触发器的工作原理和使用方法。
- 交通灯控制电路原理：分析交通灯控制电路的基本组成、工作原理及其应用。
2. 实践操作：- 设计并搭建数字电路交通灯控制系统：学生分组进行电路设计，包括选择合适的逻辑门、触发器等组件，搭建交通灯控制电路。
- 电路测试与调试：学生进行电路测试，观察交通灯控制效果，针对问题进行调试。
3. 教学大纲：- 第一阶段：回顾已学过的逻辑门电路和触发器知识，为后续学习打下基础。
交通灯控制器数电课程设计
交通灯控制器数电课程设计交通灯控制器是现代城市交通管理的重要设备之一，它通过控制红绿灯的变化来引导车辆和行人的交通行为。
在这个数电课程设计中，我将介绍一个基于数字电路的交通灯控制器的设计方案。
我们需要明确交通灯控制器的工作原理。
交通灯控制器需要根据交通流量和道路情况来合理地控制红绿灯的变化。
一般来说，交通灯控制器包括计时器、传感器、状态切换逻辑和信号输出等部分。
在这个设计中，我们将使用数字电路来实现交通灯控制器。
数字电路是一种由逻辑门构成的电子电路，它能够对输入信号进行逻辑运算，并输出相应的结果。
我们可以使用逻辑门来实现交通灯控制器的各个部分。
我们需要设计一个计时器来控制红绿灯的变化。
计时器可以根据设定的时间间隔来输出不同的信号。
我们可以使用时钟信号来驱动计时器，每个时钟周期结束时，计时器的值加1。
当计时器的值达到设定的时间间隔时，就会触发一个输出信号，用于控制红绿灯的切换。
我们需要使用传感器来检测交通流量和道路情况。
传感器可以将交通流量和道路情况转化为电信号，并输入到交通灯控制器中。
根据传感器的输入信号，交通灯控制器可以做出相应的决策，例如延长绿灯时间或者提前切换红灯。
然后，我们需要设计状态切换逻辑来根据输入信号决定交通灯的切换。
状态切换逻辑可以根据当前的交通流量和道路情况，以及交通灯的当前状态，来计算下一个交通灯的状态。
例如，当交通流量较大时，状态切换逻辑可以延长绿灯时间；当交通流量较小时，状态切换逻辑可以提前切换红灯。
我们需要设计信号输出部分来控制红绿灯的显示。
信号输出部分可以根据状态切换逻辑计算得到的交通灯状态，输出相应的信号，控制红绿灯的亮灭。
例如，当状态切换逻辑计算得到应该显示绿灯时，信号输出部分就会输出一个绿灯信号，使绿灯亮起。
这个基于数字电路的交通灯控制器的设计方案包括计时器、传感器、状态切换逻辑和信号输出等部分。
通过合理地设计这些部分，并进行适当的调试和优化，我们可以实现一个高效、稳定的交通灯控制器，为城市交通管理提供有力的支持。
数电课程设计---交通信号灯控制器
数电课程设计---交通信号灯控制器机械与电⼦⼯程学院课程设计报告课程名称数字电⼦技术基础设计题⽬交通信号灯控制器所学专业名称⾃动化班级学号学⽣姓名指导教师2012年 5 ⽉25 ⽇任务书设计名称：交通信号灯控制器⼀、课程设计⽬的这次的课程设计主要是要综合了解与运⽤所学的知识，通过这次的课程设计来检测这⼀学期所学的知识。
通过制作来了解交通灯控制系统，了解译码器、计数器、寄存器芯⽚的作⽤。
交通灯控制系统主要是实现城市交叉路⼝红绿灯的控制。
在现代化的⼤城市中，⼗字交叉路⼝越来越多，在每个交叉路⼝都需要有⼀个准确的间间隔和转换顺序，这就需要有⼀个安全、⾃动的系统对红、黄、绿灯的转换进⾏管理。
本次的设计就是基于此⽬的⽽设计的。
⼆、课程设计任务和基本要求设计任务：1．东西⽅向绿灯亮，南北⽅向红灯亮，时间15s。
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l0s。
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。
基本要求：1. 能够实现设计任务的基本功能；3.运⽤数字电⼦技术的理论设计、制定实验⽅案，并撰写课程设计论⽂要求符合模板的相关要求，字数要求3000字以上。
⼀、摘要随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起⼈们的关注。
⼈、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之⼀。
城市交通控制系统是⽤于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
如何采⽤合适的控制⽅法，最⼤限度利⽤好耗费巨资修建的城市⾼速道路，缓解主⼲道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。
为此，通过我应⽤所学的知识设计了⼀套交通灯控制电路的⽅案。
交通灯的控制系统主要由计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发⽣器组成。
关键词：计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发⽣器⼆、⽅案选择及论证根据设计任务与要求,我们可以知道这个交通灯的设计是分主次⼲道的,两个⽅⾯的时间是不同的,东西⽅向通⾏15s,南北⽅向10s,这就要求我们要有两个计数器,根据我⾃⼰的经验,东西⽅向通⾏15s完,倒计时数字显⽰器会显⽰到0,然后切换到南北⽅向通⾏10s完之后, 倒计时数字显⽰器也会显⽰到0之后然后切换到南北⽅向,这样如此循环,这样的话我们就要设计⼀个16进制和⼀个11进制的计数器,根据我们所学和知识,可以⽤两⽚74192芯⽚来构成对应进制的计数器,由于是15和10之间循环切换,我们可以⽤利⽤JK触发器的翻转功能来实现两种进制计数器之间的切换;当然还有每个⽅向倒计时只有5s时,黄灯闪,⼀直到0为⽌,由于黄灯是当两个计数器倒计时到5时开始闪,我们就可以在这时发出⼀个脉冲然后⼀直保持到0,或者是接收0~5这段时间的脉冲都可以控黄灯只在到了这段时间才亮;还有就是⼀个紧急开关,我们可以控制在出现紧急情况时使⽤清零端使之清零,并且红灯直接接到电源,使之⼀直处于亮的状态。
电子技术课程设计报告--交通灯控制系统
交通信号灯控制系统设计报告一．实验目的1.掌握综合应用数电理论知识和中规模集成电路设计方法2.掌握调试及电路主要技术指标的测试方法。
3 了解交通灯管理的基本工作原理。
二、交通灯控制器任务及要求1、能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态用两组红、黄、绿三色灯作为两个方向的红、黄、绿灯。
2、能实现正常的到计时功能用两组数码管作为东西和南北方向的到计时显示，主干道每次放行（绿灯）60秒，支干道每次放行（绿灯）45秒，在每次由绿灯变成红灯的转换过程中，要亮黄灯5秒作为过渡。
3、能实现特殊状态的功能（选做）（1〉按sl键后，能实现特殊状态功能：（2）显示到计时的两组数码管闪烁；（3）计数器停止计数并保持在原来的状态：（4）东西、南北、路口均显示红灯状态：（5）特殊状态解除后能继续计数。
4、能实现总体清零功能：按下该键后，系统实现总清零，计数器由初始状态计数，对应状态的指示灯亮。
5、完成电路全部设计后，通过实验箱验证设计课题的正确性。
三．比较和优选设计方案1．方案1：利用单片机来设计1）显示界面该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。
完全采用数码管显示。
这种方案虽只显示有限的符号和数码字苻，但是完全胜任题目要求。
2）输入：题目要求系统能手动设灯亮时间、紧急情况处理。
直接在IO口线上接上按键开关。
因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的口资源还比较多，我们使用四个按键，分别是K1、K2、K3、K4。
由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用。
3）输出：控制发光二极管，来表示红绿灯的亮灭，及山烁。
系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。
方案2：利用中规模集成芯片来实现。
其中信号灯的亮灭有三种可选方案：1）利用74LS161：2）利用存储器：3）利用扭环循环控制。
方案选择：由于这次实验是电工电子实验。
利用方案1不太满足要求。
方案2中利用扭环循环控制信号灯的亮灭，不容易实现特殊功能状态；利用存储器需要对芯片编码，有时会出现编码混乱的情况，这样会造成电路检测的不便。
交通灯控制器数电课程设计
交通灯控制器数电课程设计一、引言交通灯控制器是城市交通管理中的重要设备，用于控制道路上的交通信号灯的亮灭状态。
本文将基于数电课程设计一个简单的交通灯控制器电路，并介绍其原理和实现过程。
二、设计原理交通灯控制器的设计需要考虑以下几个方面的因素：1. 灯的亮灭状态：交通灯通常包括红灯、黄灯和绿灯，每种灯的亮灭状态需要根据交通规则进行控制。
2. 灯的切换时间：交通灯的切换时间需要合理设置，以保证交通流畅和安全。
3. 输入信号的获取：交通灯控制器需要根据外部输入信号来控制灯的切换，如道路上的车辆、行人等。
三、电路设计1. 时钟电路：交通灯控制器需要一个时钟信号来控制灯的切换时间。
可以通过使用555定时器构建一个稳定的时钟电路。
2. 计数器电路：交通灯控制器需要一个计数器来计算时间，并根据时间来控制灯的切换。
可以使用74LS90或74LS93等计数器芯片实现。
3. 逻辑门电路：交通灯控制器需要逻辑门电路来实现交通灯状态的控制和切换。
可以使用与门、或门、非门等逻辑门芯片来实现。
四、实现过程1. 时钟电路的设计：根据555定时器的工作原理，选择合适的电阻和电容值，构建一个稳定的时钟电路。
2. 计数器电路的设计：根据交通灯的切换时间要求，设置计数器的计数值，并将计数器与时钟电路连接，实现计数器的工作。
3. 逻辑门电路的设计：根据交通灯的状态要求，使用逻辑门芯片构建一个交通灯控制电路，实现交通灯的切换和控制。
4. 输入信号的获取：可以使用传感器等设备来获取道路上的车辆、行人等输入信号，并将其与交通灯控制器连接，实现灯的切换。
五、功能扩展1. 灯的数量扩展：可以根据实际需要，扩展交通灯的数量，如添加左转灯、右转灯等。
2. 信号优先级控制：可以根据不同道路的交通状况，设置交通灯的信号优先级，以提高交通效率。
3. 线路保护功能：可以在交通灯控制器中添加线路保护装置，以防止线路过载或短路等故障。
六、总结本文基于数电课程设计了一个简单的交通灯控制器电路，并介绍了其原理和实现过程。
数电课设交通灯控制电路
数电课设交通灯控制电路交通灯控制电路是一种常见的数电课设项目，它模拟了现实生活中交通灯的工作原理。
本文将介绍交通灯控制电路的设计和实现过程。
交通灯控制电路是一种典型的定时器应用，通过控制红、黄、绿三个信号灯的亮灭状态，实现交通流量的有序调度。
在设计交通灯控制电路时，需要考虑到以下几个方面：输入电源、时钟信号、状态转移逻辑以及输出控制。
输入电源是交通灯控制电路的基础。
一般情况下，交通灯控制电路使用直流电源供电，通常为12V或24V。
输入电源需要稳定可靠，以确保交通灯控制电路的正常工作。
时钟信号是交通灯控制电路的关键。
交通灯的变换需要按照一定的时间间隔进行，因此需要一个稳定的时钟信号来控制交通灯的状态切换。
常见的时钟信号源有晶振电路、RC电路等，可以根据实际需求选择合适的时钟信号源。
然后，交通灯控制电路的状态转移逻辑是实现交通灯工作的核心。
一般情况下，交通灯的状态变化是按照红灯-红黄灯-绿灯-黄灯的顺序进行的。
可以使用状态转移图或状态转移表来描述交通灯的状态转移逻辑，并将其转化为逻辑门电路的设计。
输出控制是交通灯控制电路的最终目的。
通过逻辑门电路的输出控制，可以控制红、黄、绿三个信号灯的亮灭状态。
一般情况下，交通灯控制电路使用LED作为信号灯的光源，通过逻辑门电路的输出控制，实现交通灯的亮灭控制。
在实际的交通灯控制电路设计过程中，还需要考虑到一些特殊情况的处理。
例如，交通灯的切换时间需要根据实际道路情况进行合理的设置，以保证交通的畅通；交通灯控制电路还需要考虑到异常情况的处理，例如断电恢复后的状态恢复等。
总结起来，交通灯控制电路是一种常见的数电课设项目，通过控制红、黄、绿三个信号灯的亮灭状态，实现交通流量的有序调度。
在设计交通灯控制电路时，需要考虑输入电源、时钟信号、状态转移逻辑以及输出控制等方面，同时也需要考虑一些特殊情况的处理。
通过合理的设计和实现，交通灯控制电路可以有效地模拟现实生活中交通灯的工作原理，为交通的安全和顺畅做出贡献。
数电课程设计 交通控制灯
交通灯设计一.设计要求：1.设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在入口处设置红、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在禁行线外。
用红、绿、黄发光二极管作信号灯。
2.主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。
绿灯转换为红灯时，中间夹杂一秒的黄灯，主支干道都是如此。
3.主干道和支干道通行七秒，禁止八秒，黄灯等待一秒。
二．设计思路161的输出信号分别给二极管控制红、黄、绿灯和倒计时数码管显示。
设计分析如下：1)555电路的实现：由555电路产生CP脉冲。
期间R1=100K 。
R2=4.7K模块图如下所示(2) 161实现状态产生序列：计数器是通过有限几个不同状态之间的循环实现不同模值计数，因此连接一个模16的计数器，先用数码管检测模16的状态是否正确，并且显示进位，检查完后再接其后的控制部分。
（3）数字显示的实现通过7448与数码管的连接实现数字显示，原理图如下：E D 接地 C H（4）计时部分设计设计要求对不同的状态维持的时间不同，而且要以十进制倒计时显示出来。
根据已给的实验器材一片161就可以实现。
设计思路：一：显示器部分的计时要求7-0，7-0，循环显示，根据七段显示译码器和数码管工作原理可知四位161输出信号的低三位取反作为译码器的低三位输入再将译码器最高位端置低再连接数码管即可实现其显示。
二：信号灯方面的控制主要根据161产生的十六个状态合理分配各个灯的有效状态，运用逻辑器件与非门，反相器等实现信号灯的正常闪烁。
（5）信号灯状态表如下：由真值表可求的控制电路的函数表达式：信号灯电路图如下：三.电路的组装与调试1.分别组装各个功能模块，并在组装完后初步检测电路(a)先在面包板上整体布局，再连接好电源线和地线。
组装秒脉冲发生器，完成后加电源测试，测试时可用发光二极管加在输出端，如二极管规则的闪动则电路正长，也可用示波器测试。
数电交通灯控制电路
课程设计报告课程名称：数字电子技术设计题目：交通灯控制电路设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：课程设计（大作业）任务书目录一、设计目的 (6)二、设计思路 (6)三、设计过程 (6)3.1、方案论证 (6)3.2、单元电路的设计 (9)3.2.1秒脉冲发生器 (9)3.2.2定时器 (11)3.2.3控制器 (12)3.2.4译码电路 (14)3.2.5显示部分 (16)四、系统调试与结果 (17)五、主要元件 (18)六、结论 (18)七、设计心得体会 (18)八、附录 (19)九、参考文献 (19)交通灯控制电路一、设计目的（1）熟悉集成电路的引脚安排。
（2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
（3）了解面包板结构及其接线方法。
（4）了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理。
（5）学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。
（6）熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。
二、设计思路（1）设计秒脉冲发生器（2）设计交通灯定时电路（3）设计交通灯控制电路（4）设计交通灯译码电路（5）设计交通灯显示时间电路三、设计过程3.1、方案论证方案：用数电电子技术来实现交通灯控制交通灯控制系统的原理框图如图1-1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。
图1-1 系统的原理框图交通灯控制器的ASM 如图1-3所示（1）甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。
数电课程设计(红绿交通灯的设计)
西安邮电学院数字电路课程设计报告书——交通灯控制器学院名称：电子工程学院学生姓名：XXX（XX号）专业名称：电子信息工程班级：电子XXXX实习时间：2010年12月6日——2010年12月17日红绿灯交通信号系统一、红绿灯交通信号系统功能概述红绿灯交通信号系统为模拟实际的十字路口交通信号灯。
外部硬件电路包括：两组红黄绿灯（配合十字路口的双向指挥控制）、一组手动与自动控制开关（针对交通警察指挥交通控制使用）、倒计时显示器（显示允许通行或禁止通行时间）。
二、红绿灯交通信号系统红绿灯交通信号系统外观示意图如图1所示。
图1 十字路口交通灯模拟图三、任务和要求1．在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一方向是绿灯、黄灯、红灯；另一方向是红灯、绿灯、黄灯。
2．设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中一个方向上绿灯亮的时间是20s ，另一个方向上绿灯亮的时间是30s ，黄灯亮的的时间都是5s 。
3．选做：当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，其中一个方向常通行，倒计时停止。
当特殊情况结束后，按下自动控制开关，恢复正常状态。
4．选做：用两组数码管，实现双向倒计时显示。
四、设计思路在实际情况下，一个十字路有一个主干道和一个支干道。
主干道的车流量较大，即要求主干道绿灯亮的时间长，支干道正好相反。
五、总体方案简单原理如下：由555时钟信号发生电路产生稳定的“秒”脉冲信号，确保整个电路装置计时工作稳定进行。
用两片74LS161作为计数器，将其输出端通过非门与74LS48相连后，把74LS48输出端连到数码管上，实现倒计时；用另外一片74LS161作为状态控制器，控制状态变量Q2Q1的变化，即实现变化：00-01-10-11；用计数器的RCO进位端作为状态控制器的脉冲；利用状态控制器对计数器实现至数操作，从而实现模30，模20，模5的转换；六个灯与由状态控制器控制的74LS74的输出端通过门电路直接相连。
课程设计 交通灯控制系统
交通灯控制系统
一设计说明
本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。
系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。
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。
采用AT89S51单片机。
二电路图及设计文件
1．灯控制电路设计
由于32个LED 来实现红绿灯状态，若直接接在单片机的口线，路口倒计时的显示就不
能实现，所以本次设计中采用一种新型的电路如图3－1 所示。
图中74LS04的作用是倒相和驱动，它输出的电流大约48mA，实际测试发现足以满足要
求，而且发光管也能达到足够的亮度。
观察图可以看出：两组发光管（一组红、一组绿）由于反相器的作用，其逻辑状态恰恰
相反。
图中和电阻串联的二极管的作用是为了分压，防止因上下两组发光管分压不同导致逻辑
的错误。
共四组和上述相同的电路分别代表东西南北四个方向的红绿灯，使用两片74LS04 作为
驱动。
2．倒计时显示电路设计
前面已经分析过相向的灯的状态和倒计时都是相同的，所以为了节省，采用两组四个数码管
作为倒计时的显示；同时为了节省口资源，采用串口显示的方式驱动数码管。
见图3－2 所
示。
三、程序设计思路与流程图
1．主程序流程图
主程序中主要是一个死循环，不停的循环四个状态，如图4－1 所示。
数电课设_十字路口交通信号灯定时控制系统
摘要本设计为十字路口交通信号灯定时控制系统，能够实现灵活的交通管理，按照实际情况将干路车辆通行时间长于支路通行时间，并且能够实现绿灯，黄灯，红灯，红灯闪烁的自动控制，同时对每种交通灯状态有倒计时提示的功能。
本设计主要由秒脉冲发生器，计数器，控制电路，译码电路，交通灯驱动电路组成。
秒脉冲发生器由555定时器接成多谐振荡器实现。
计数器由两片74192实现。
控制电路由2片JK触发器实现。
译码电路和信号灯驱动电路由若干门电路实现。
关键词：交通灯；秒脉冲发生器；计数器；译码电路；控制器；目录第1章绪论 (1)1.1交通灯控制系统设计意义 (1)1.2设计参数及要求 (1)1.3方案论证 (2)1.4设计总体框图 (3)第2章各单元电路的设计 (4)2.1秒脉冲发生器模块设计 (4)2.1.1 秒脉冲发生器的功能 (4)2.1.2 秒脉冲发生器的实现 (4)2.1.3 555定时器接成的多谐振荡器 (4)2.2控制器模块设计 (5)2.2.1 交通灯流程控制图 (6)2.2.2 控制器的实现 (6)2.3计数器模块设计 (8)2.3.1 74ls192芯片简述 (8)2.3.2 构成多进制减法计数器 (8)2.4译码电路模块设计 (9)2.4.1 译码电路在系统中的功能 (9)2.4.2 译码电路的组成 (9)2.5交通灯驱动电路 (10)第3章整体电路设计与分析 (11)3.1整体电路图及工作原理 (11)3.2电路参数的计算 (13)3.3整体电路的仿真及分析 (13)第4章设计总结 (15)附录 (15)第1章绪论1.1交通灯控制系统设计意义随着社会和经济的发展，人均拥有汽车数量的提高，道路交通安全越来越成为人们关注的焦点。
交通灯于是日常生活中起到举足轻重的作用。
交通灯是指由红、黄、绿三种颜色灯组成用来指挥交通的信号灯，最早出现在19世纪初的英国。
那时的信号灯是红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯。
需要由一名手持长杆的警察牵动皮带转换提灯的颜色。
数字电路课程设计交通灯
结合光感传感器和交通 流量监测器，实现交通 灯的自动控制和亮度调 节，进一步提高节能效 果。
06
系统测试与性能评估
测试方案制定
测试目标
确保交通灯控制系统在各种场景下正常工作，满足设计需 求。
测试环境
搭建与实际交通环境相似的模拟测试环境，包括道路布局 、车辆和行人流量等。
测试工具
使用专业的测试设备和软件，如逻辑分析仪、示波器等， 对电路信号进行测试和分析。
随着环保意识的提高，可以考 虑在交通灯设计中采用更环保 的电子元器件和材料，以及更 节能的控制策略，以降低交通 灯的能耗和对环境的影响。
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THANKS
硬件电路搭建
根据设计需求，合理选用了逻辑 门电路、计数器、译码器等电子 元器件，成功搭建了交通灯的硬 件电路。
软件编程与仿真
使用VHDL或Verilog等硬件描述 语言对交通灯控制器进行了编程 ，并通过仿真验证了设计的正确 性和可行性。
经验教训分享
团队协作的重要性
时间管理的关键性
理论与实践的结合
在课程设计过程中，我们深刻体会到 了团队协作的重要性。只有团队成员 之间充分沟通、分工明确、相互支持 ，才能高效地完成设计任务。
具备手动控制功能
在特殊情况下，如交通拥堵、道路维修等，可以通过手动控制改变 交通灯的状态。
状态机设计
状态定义
根据交通灯的亮灭状态，定义不同的状态，如红 灯亮、绿灯亮、黄灯亮等。
状态转换条件
根据交通灯的时序和特殊情况，设定状态转换的 条件，如时间到、紧急车辆通过等。
状态转换实现
通过硬件描述语言（如VHDL或Verilog）实现状 态机，根据转换条件实现不同状态之间的转换。
数字电路课程设计交通灯
电子设计报告书——交通灯控制器一、实验目的：1．掌握时序逻辑电路的设计方法，灵活运用理论知识。
2．提高学生的数字系统设计能力和实际动手能力。
3．进一步了解如何将数字电路设计应用到自动控制系统中，从而提高解决实 际问题的能力。
4．为学习和使用计算机打下良好的基础。
二、实验内容：用中小规模逻辑器件设计交通灯控制电路。
三、实验要求：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。
在十字路口的两个方向上各设一组红、黄、 绿灯，（图1）。
红灯表示禁止通行，绿灯表示可以通行。
2．设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中一 个方向上绿亮的时间是20s ，另一个方向上绿灯亮的时间是30s ，黄灯亮 的的时间都是5s 。
3．当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，其中一个方向常通行，倒 计时停止。
当特殊情况结束后，按下自动控制开关，恢复正常状态。
倒计数计时器绿灯黄灯红灯 红 黄 绿 灯 灯 灯图1四、实验所用的器材：交通灯控制系统主要由控制器、译码器和秒脉冲信号发生器等器件组成。
其系统框图如图2。
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，由它控制译码器的工作。
主要芯片 数量/个 其他器材 数量/个 74LS161 3 数码管 2 74LS48 2 二极管 6 74LS04 3 限流电阻 3 74LS00 1 4.7uF 电容 1 74LS08 1 0.01uF 电容 1 555定时器 1 150k 电阻 1 74LS74 1 4.7k 电阻 1 74LS139 1秒脉冲发生器控制器 译码器定时器主干道信号灯支干道信号灯图2 交通灯控制系统的原理框图时钟信号产生电路主要由555定时器组成震荡器，产生稳定的脉冲信号，送到状态产生电路，状态产生电路根据需要产生一定的“0”、“1 ”信号。
微机原理课程设计——交通灯控制系统
设计要求：设计要求：（1） 利用8253定时，8259中断及8255输出实现交通灯模拟控制。
（2） 实现能自动控制和手动控制。
实现能自动控制和手动控制。
（3） 实现能随时可以调整自动模式的绿灯和红灯时间和红灯时间1 1 设计目的设计目的电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。
交通灯能保证行人过马路的安全交通灯能保证行人过马路的安全,,控制交通状况等优点受到人们的欢迎，在很多场合得到了广泛的应用。
多场合得到了广泛的应用。
交通灯是采用计算机通过编写汇编语言程序控制的。
红灯停，绿灯行的交通规则。
广泛用于十字路口广泛用于十字路口,,车站车站, , , 码头等公共场所码头等公共场所码头等公共场所,,成为人们出行生活中不可少的必需品成为人们出行生活中不可少的必需品,,由于计算机技术的成熟与广泛应用计算机技术的成熟与广泛应用,,使得交通灯的功能多样化的功能多样化,,远远超过老式交通灯远远超过老式交通灯, , , 交通交通灯的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了交通灯的功能。
诸如闪烁警示、鸣笛警示，时间程序自动控制、倒计时显示，所有这些，都是以计算机为基础的。
还可以根据主、次干道的交通状况的不同任意设置各自的不同的通行时间。
或者给红绿色盲声音警示的人性化设计。
现在的交通灯系统很多都增加了智能控制环节，比如对闯红灯的车辆进行拍照。
当某方向红灯亮时，此时相应的传感器开始工作，当有车辆通过时，照相机就把车辆拍下。
辆通过时，照相机就把车辆拍下。
要将交通灯系统产品化，应该根据客户不同的需求进行不同的设计，应该在程序中增加一些可以人为改变的参数，以便客户根据不同的需要随时调节交通灯。
因此，研究交通灯及扩大其应用，有着非常现实的意义。
义。
2 2 设计内容设计内容交通灯控制系统交通灯控制系统利用8253定时器、8255等接口，设计一电路，模拟十字路口交通灯控制。
《数字电子技术》交通信号灯控制器
《数字电子技术》交通信号灯控制器1.交通灯控制逻辑电路概述功能概述：交通灯是维护道路交通安全和顺畅的关键设备。
它通过红、黄、绿三种颜色的灯光变化，为行人和车辆提供明确的通行或停止指示。
交通灯控制逻辑电路是实现这一功能的核心部分，它利用逻辑门和时序电路来控制交通灯的亮灭，并根据交通流量等条件进行自适应调整。
一个十字路口的交通灯控制器，有两组信号灯，来控制东西方向车道和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行。
交通灯的交替按照绿、黄、红的次序点亮；东西方向车道绿（红）点亮时，南北方向车道红（绿）点亮；任意时间，每组灯中有且仅有一个被点亮；红每次点亮时间45秒,绿灯每次点亮时间40秒,黄灯闪亮5秒（闪亮频率为1Hz）后，转为红灯。
黄灯闪亮频率为1Hz。
除了有红、黄、绿灯指示外，每种灯的计时时序设计为倒计时。
总体电路设计用到74LS160芯片、74LS38译码器、74LS192可逆计数器的倒计数、两块DCD-HEX显示、红绿黄三种信号灯、时钟信号输入端、多种逻辑门等。
2.总体电路设计交通灯控制逻辑电路组成计时器模块：计时器模块是交通灯控制逻辑电路的核心组件之一。
它通过内部的时钟信号输入端产生计时的交变电流信号，并根据预设的时间参数，控制交通灯的亮灭时间。
计时器模块使用74LS192可逆计数器实现倒计数，然后使用时钟信号输入端产生交变信号，控制显示的频率。
逻辑门电路：逻辑门电路根据输入信号的状态和计时器模块的控制信号，产生输出信号，从而控制交通灯的亮灭。
逻辑门包括与门、与非门和非门等。
信号输出模块：信号输出模块将逻辑门电路产生的控制信号转化为可控制的电压或电流信号，以驱动交通灯的亮灭。
根据信号的不同，分别控制红灯、绿灯和黄灯的亮灭。
控制开关模块：控制开关模块允许维护人员手动控制交通灯状态。
这里使用一个可以用空格控制的开关，来模拟手动控制，用于手动切换交通灯的状态，并显示当前的状态。
交通灯闪烁模块：交通灯的亮灭使用的是与非门，当同时接受到高电平信号时，交通灯亮。
数字电路课程设计之交通信号灯控制器
U23C 74LS00D 36 U12C 74LS00D
31 6
58 U40B 74LS00D 57 LED5 YELLOW LED6 RED 48 R8 500Ω
74LS191D U8A
0
74LS191D 17
23
Байду номын сангаас
74LS20D VCC 68 VCC 5V R1 47.5kΩ 2 R2 1 47.5kΩ 4 C1 1uF
U9A 0 U6C 22 74LS00D U7B 74LS04D 21 7 U6B 74LS00D 14 U7A 74LS04D U1 12 66 15 S2 0 Key = Space
15 1 10 9 4 11 5 14 A B C D QA QB QC QD 3 2 6 7 15 1 10 9 4 11 5 14 A B C D 14 1 INA INB R01 R02 R91 R92
8 VCC 4 7 6 2 5 RST DIS THR TRI CON GND OUT 3
47 R7 500Ω 0
U3 0
C2 10nF
1
LM555CM
0
图二 设计电路 注：LED 的逻辑电路部分还可通过卡诺图进行化简，请参考本设计的读者自行完成。
数电课设——交通信号灯控制器
设计者：中南大学信息科学与工程学院 叶瑜龙 要求：
1、设计由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口的交通信号灯控制器； 2、用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯，用逻辑开关代替传感器检测车辆是否到来； 3、当主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道通行 60s,支干道通行 45s，每次由亮绿灯变成亮黄灯闪烁 5s。
40
56
5
交通灯定时控制系统--数字电子技术课程设计
附录1 元器件功能及管脚排列说明
附录1 元器件功能及管脚排列说明
图2 74LS47管脚排列图
附录1 元器件功能及管脚排列说明
3、数码管
数码管的每 一段是一个 发光二极管， 按发光二极 管的连接方 式可分为共 阳极和共阴 极两种，如 图3所示。
图3 数码管管脚排列图
附录1 元器件功能及管脚排列说明
另一种方法是整个电路安装完毕，实行一次性调试。这种方法一 般适用于定型产品和需要相互配合才能运行的产品。
附录3 调试技术
3、调试步骤
（1）通电观察 把经过准确测量的电源电压加入电路，电源通电之后不要急于测量数据
和观察结果，首先要观察有无异常现象，包括有无冒烟，是否闻到异常 气味，手摸元器件是否发烫，电源是否有短路现象等。如果出现异常， 应该立即关断电源，待排除故障后方可重新通电。然后再测量各元器件 引脚电源的电压，以保证元器件正常工作。
三、参考电路设计
1、状态控制器设计
根据设计要求，各信号灯 的工作顺序流程如图2所 示。
信号灯四种不同的状态分 别用S0 (主绿灯亮，支红 灯亮)、Sl (主黄灯亮，支 红灯闪烁)、S2 (主红灯亮， 支绿灯亮)、S3 (主红灯闪 烁，支黄灯亮)表示 。
主干道绿灯亮 支干道红灯亮 （ 30进制计数 器 减 一） 主干道黄灯亮 支干道红灯闪烁 （5进制计数器减一）
六、调试要点
1、可以先采用信号发生器产生秒信号，待整 个系统调试通过后，若时间充足，则调试由 555定时器等组成的秒信号发生器。用示波器 监视秒信号发生器的输出，调节电位器Rw， 使输出信号的周期为1s直接将秒信号引入状态 控制器脉冲输入端，在该脉冲作用下，模拟主、 支干道的三色信号灯应按要求依次转换，否则 应查找原因。
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数字电子技术课程设计之交通灯控制系统
专业班级：物联网112
指导教师：***
组成员：王海超、殷修修、张天一
一、内容摘要
二、设计内容与要求
三、方案分析
四、原理图设计
4、1信号灯控制器电路
4、2信号灯译码器电路
4、3计时器系统
4、4显示译码器
4、5 LED七段数码管
4、6 555振荡器组成的秒脉冲电路
五、整体电路图以及工作原理
六、参考文献
一、内容摘要
电路通过两个D触发器组成的四进制级数器和由与非门组成的译码器来控制主干道和支干道红、绿、黄灯的状态变化，从而达到疏
通车辆安全顺利通过十字路口，有555计时和电容电阻组成的秒脉冲发生器，计时器由两个74LS190计数器构成，分别用于计时的十位和个位，显示译码器把74LS190输出的BCD码译成七位二进制代码通过七段数码管显示出相应的十进制数。
二、设计内容与要求
为了确保在十字路口车辆安全顺利的通过，在交叉路口设置红、绿、黄三种信号灯，红灯亮时禁止通行，绿灯亮时允许通行，黄灯亮时给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。
任务和要求：
1、在主干道和支干道之间交替放行，主干道每次放行50秒，支干道每次放行40秒。
2、每次绿灯亮变红时，黄灯先亮4秒，而原红灯不变。
3、用十进制数显示放行与等待时间。
三、方案分析
方案一、用数电电子技术来实现交通灯的控制
1、交通灯控制系统原理框图如图1-1所示
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，经驱动电路驱动信号灯工作，控制器是系统的主要成分，由它控制定时器和译码器工作。
图1-1系统的原理框图
（1）图中主干道绿灯亮，支干道红灯亮。
表示主干道上的车辆允许通行，支干道禁止通行。
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。
（2）主干道黄灯亮，支干道红灯亮。
表示主干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，支干道禁止通行。
黄灯亮足规定时间间隔时，控制器发出状态转换信号T，转到下一工作状态。
（3）主干道红灯亮，支干道黄灯亮。
表示主干道禁止通行，支干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，转到下一工作状态。
（4）主干道红灯亮，支干道黄灯亮。
表示主干道禁止通行，支干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。
黄灯亮足规定的时间间隔时，控制器发出状态转换信号，系统又转换到第（1）种工作状态。
方案二、使用单片机技术来实现交通灯的控制用单片机技术来实现交通灯的控制是很容易实现的，而且电路可靠性也很高，这里就不详细
介绍了。
四、原理图设计
4.1 控制器
控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。
十字路口车辆运行情况只有四种可能，实现这四个状态电路可以使用两个D触发器组成一个四进制计数器采用两片74LS74即可实现。
74LS74功能表
D触发器的状态方程为Q*=Q非，load每输入一个时钟脉冲Q0的状态改变一次U7A将load输入的时钟脉冲二分频后送给U7B，即load 每四个脉冲U7A和U7B的状态回到原来的状态，即四进制计数器。
4、2信号灯驱动电路
主、支干道上红黄绿信号灯的状态主要取决于状态控制器的输出状态，他们之间的关系见真值表。
对于信号灯的状态，1表示灯亮，0表示灯灭，列出信号灯的真值表：
用发光二极管模拟信号灯的工作状态，根据逻辑函数表达式画出的电路图如图1.2所示。
因为门电路带灌电流负载负载的能力强，故设计成门电路输出低电平时，相应的发光二极管亮。
图1.2
4、3计时系统
74LS90具有可对8421BCD进行计数，可逆计数，有联级脉冲输出，可由送数控制进行异步置数，并行输出，可联级到n位应用等功能，所以可以用74LS190作为计时系统的计时器。
计时系统由两片74LS190构成的计数器，74HC00和74HC04构成的置数，状态转换信号输出电路组成。
如图1.3所示。
两片74LS190组成两位十进制减法计数器，当计数器状态为零时，U5C输出信号load，作为置数控制信号，将置数译码器输出的数据送入计数器。
load 送入状态计数器74LS74，作为状态计数器的时钟脉冲。
图1.3
4、4显示译码器
4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码---七段码译码器，特点：具有BCD转换，消隐和锁存控制，七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。
可直接驱动LED显示器。
4511是一片CMOS BCD——锁存/7段译码/驱动器，引脚排列如图所示。
其中a b c d为BCD码输入，a为最低位。
LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。
Bi为消隐功能端，低电平时使所有笔段消隐，正常显示时，bi端应加高电平。
另外cd4511有拒绝伪码的特点，当输入数据超过十进制数9（1001）时，显示字形也自行消隐。
LE是锁存控制端，高电平时锁存，低调平时传输数据。
a~g是7段输出，可驱动LED数码管显示相应的十进制数字。
4511接线图：
4、6七段LED数码管
数码管分为共阴极结构和共阳极结构如显示器共阳极连接，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。
数码管的接线图
4、7 555构成的秒脉冲电路
555定时器内部含有一个基本RS触发器，配个电压比较器C1 C2，一个放点三极管T由三个5k的电阻分配器，555定时器因此而得名一个输出缓冲器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/3加在反相输入端，两者均由分在器上取得。
多谐振荡器产生矩形波的自激振荡电路，由于矩形被包含和高次谐波成分，因此成为多谐振荡器。
多谐振荡器也称无稳态触发器，他没有稳定状态，同时无需外加发脉冲，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+Vcc端加上+5v的电源，就能在3脚产生周期性的方波，如图
五、整体电路图以及工作原理
由555组成的振荡器产生周期为一秒的时钟信号，送给计时器，计时器做减法计算，4511译码器把计时器输出的8421BCD码译成驱动数码管显示的七段二进制代码，使数码管显示相应的十进制数。
当计时器减到0状态时，RCO1和RCO2分别输出一个低电平信号，通过非门和与非门，load输出一个低电平信号，置数译码电路输出的数据送入计时器，load在上升沿到来时，信号灯状态控制器的计数器加1，信号灯转到下一状态。
计时器继续倒计时，如此循环下去。
原理图仿真
六、参考文献
1、阎石《数字电子技术基础（第五版）》高等教育出版社
2、康华光《电子技术基础》高等教育出版社
3、苗松池《电子实习与课程设计》中国电力出版社
4、彭介华《电子技术课程设计指导》高等教育出版社。