电子技术课程设计交通灯控制电路设计
交通灯控制电路课程设计
交通灯控制器一设计任务与要求:设计一个十字路口的交通灯控制器,控制A,B两条交叉道路上的车辆通行,东西方向为主干道A,南北方向为支干道B,具体要求如下:1 每条道路设一组信号灯,每组信号灯有红,黄,绿3个灯组成,绿灯表示允许通过,红灯表示禁止通行,黄灯表示该车道上已过停车线的车俩继续通行,未过停车线的车俩停止通行,2主干道通行时间40秒,南北通行时间20秒3每次变换通行车道之前,要求黄灯先亮5秒,才能变换通行车道4黄灯亮时,要求每秒闪烁一次二总体框图根据设计任务与要求,确定交通灯控制器的系统工作框图如图所示,通过主控制电路(两位二进制可逆计数器)控制整个电路的运转以及红黄绿三种信号灯的转换。
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,通过减计数器对秒脉冲的减计数,达到控制每一种工作状态的持续时间。
减计数器的借位端为主控制电路提供翻转的脉冲信号以完成状态的转换,同时主控制电路的输出状态又决定了减计数器下一次计数的初始值。
减计数器的十位和个位分别通过译码器和两个七段数码管相连以作为时间倒计时显示。
其中t表示时间,MG表示主干道绿灯,MY表示主干道黄灯,MR表示主干道红灯,SG表示支干道绿灯,SY表示支干道黄灯,SR表示支干道红灯。
主干道绿灯亮,支干道红灯亮40秒主干道黄灯亮,支干道红灯亮5秒主干道红灯亮,支干道绿灯亮20秒主干道红灯亮,支干道黄灯亮5秒图1 交通灯的工作时序流程图:图2 系统工作框图三选择器件1、74LS192芯片。
74LS192为可预置数同步十进制双时钟加减计数器,CP U 端是加计数器时钟信号,CP D 是减计数时钟信号R D =1时无论时钟脉冲状态如何,直接完成清零功能。
R D =0,L D =0时,无论时钟脉冲状态如何,输入信号将立即被送入计数器的输出端,完成预置数功能。
其功能表如下表所示:表 1 74LS192功能表CPU CPD RD LD 工作状态X X 0 0 置数↑ 1 1 0 加计数1 ↑ 0 0 减计数X X X 1 清零译码、显示 主干道信号灯 支干道信号灯状态译码器黄灯闪烁控制器主控制器减计数器置数控制 秒脉冲发生器图3 74LS192管脚图2,555 定时器555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
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。
数字电子技术课程设计交通灯控制电路设计
目录一、设计任务及原理 ..........................................................................................................二、具体要求.....................................................................................................................三、输入输出资源说明…………………………………………………………………………….四、顶层设计结果………………………………………………………………………………….五、各子模块设计 ............................................................................................................5.1时钟分频模块................................................................................................................5.2倒计时模块 ........................................................................................................................5.3交通灯控制模块 ................................................................................................................5.4点阵显示模块 ....................................................................................................................六、仿真测试结果 ............................................................................................................七、实习总结与心得.........................................................................................................数字电子技术课程设计题目:交通灯控制电路设计一、设计任务及原理: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。
交通灯控制电路设计
交通灯控制电路设计交通灯是城市交通管理的重要组成部分,通过交通灯控制电路来控制交通信号灯的亮灭,可以使交通流畅有序,提高交通效率和安全性。
下面将详细介绍交通灯控制电路的设计。
首先是输入接口部分。
交通灯控制电路可以通过光电传感器或者车辆探测器等装置来获取交通流量信息,并将其转化成电信号输入到控制电路中。
光电传感器一般采用红外线或激光来感应车辆的到来,车辆探测器则通过地感线圈感应车辆进入或离开的情况。
这些输入装置可以将车辆信息转化成电信号,为后续控制提供数据支持。
接下来是逻辑控制部分。
交通灯的控制有固定时间控制和可调控制两种方式,可以根据实际需要选择。
固定时间控制往往采用时序控制器来实现,时序控制器根据预设的时间来控制交通信号灯的亮灭。
可调控制则需要根据交通流量实时情况来动态调整交通信号灯的运行状态,可以采用微处理器或者PLC控制器来实现。
逻辑控制部分会根据输入接口的数据以及预设的控制规则进行相应的处理,控制交通信号灯的转换。
最后是输出接口部分。
输出接口部分主要是将控制信号转化成驱动交通信号灯的电信号。
交通信号灯一般有红、黄、绿三种颜色,分别表示停、警示和行。
通过驱动器来控制交通信号灯的亮灭状态,驱动器一般由继电器、晶体管等元件组成。
输出接口部分将逻辑控制部分产生的控制信号转化成驱动交通信号灯的电信号,实现交通信号灯的亮灭控制。
首先是稳定性。
交通灯控制电路应具有良好的稳定性,能够在各种环境条件下正常工作,不受外界干扰。
稳定性可以通过增加滤波电路和抗干扰设计来实现。
其次是可靠性。
交通灯是城市交通管理的重要设施,因此交通灯控制电路需要具备高可靠性,能够长时间稳定工作,减少故障率和维护成本。
再次是安全性。
交通灯控制电路在设计时需要遵循安全原则,确保交通灯的控制不会产生误操作,保证交通安全。
最后是灵活性。
交通灯控制电路应具备一定的灵活性,能够根据实际需要进行调整和扩展,以适应交通流量的变化和城市的发展。
综上所述,交通灯控制电路设计是一个涉及多个方面的复杂工程,需要根据实际需求和要求进行综合设计。
交通灯控制电路设计与制作
交通灯控制电路设计与制作交通灯控制电路设计与制作随着人口的不断增长和城市化的进程,各种交通工具的数量不断增加,交通技术的创新和发展也越来越受到关注。
交通灯是现代城市交通中非常重要的一种交通设施,它能够有效地控制车辆流量和行人行动,从而提高道路的安全性和交通效率。
交通灯控制电路是交通灯工作的核心系统。
它通过电子元器件将交通灯控制的信号转换成数字控制信号,进而实现交通灯的开关控制和颜色切换。
本文将介绍交通灯控制电路设计和制作的基本原理和步骤。
一、交通灯控制电路设计原理交通灯控制电路主要由以下几部分组成:时钟电路、数字控制电路、继电器控制电路、LED灯管控制电路等。
时钟电路:时钟电路是交通灯控制电路的基础部分,它通过高精度的电子元器件实现系统的节拍同步和计时。
在交通灯控制电路中,时钟电路的作用是控制信号频率和时间周期,为后面的数字控制和继电器控制提供时间基准。
数字控制电路:数字控制电路是交通灯控制电路的核心部分,它是把传统的机械式控制方式转化成数字化控制,实现自动控制的关键部分。
数字控制电路主要采用的是单片机技术,通过熟练掌握单片机编程语言和电路设计原理,可以实现复杂的交通信号控制方案。
继电器控制电路:继电器控制电路是一种实现数字控制信号与物理控制信号相互转换的电路。
它通过将数字控制信号转换成真实的高电平或低电平信号,从而控制车辆和行人信号灯的开关状态,改变交通灯的亮灭状态。
LED灯管控制电路:LED灯管控制电路是一种专门用于LED 灯传输控制信号的电路。
它通过对LED灯管的电流和电压进行调节,实现交通灯颜色的切换和灯管亮度的调节。
以上几个部分组成了一个完整的交通灯控制电路系统。
在实际设计和制作过程中,需要对各部分电路进行精心的设计和调试,以确保系统的可靠性和稳定性。
二、交通灯控制电路制作步骤1.准备材料和测试工具在制作交通灯控制电路时,需要准备一些基本的材料和测试工具。
其中包括电子元器件、电路设计软件、A/D转换器、逻辑单元、控制线缆、继电器、LED灯管、电路板和焊接工具等。
课程设计报告书---交通灯控制电路设计
课程设计报告书---交通灯控制电路设计课程设计任务书一、目的任务交通信号灯常用于交叉路口,用来控制车辆的流量,提高交叉路口车辆的通行能力,减少交通事故。
交通灯的颜色有红、黄、绿三种,当红灯亮时,表示该方向道路上的车辆或行人禁止通行;黄灯亮时,表示该方向道路上的行人禁止通行以及未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯亮时,表示该方向道路上的车辆或行人允许通行;交通灯控制电路自动控制十字交叉路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,有序的指挥各种车辆和行人安全通行。
1、主要内容(1)熟悉设计任务书,分析设计要求,借阅参考资料。
(2)在计算机上设计硬件原理图。
(3)设计软件框图、流程图编写软件程序、调试程序(4)用仿真器对所做的系统进行仿真,修改调试程序等;(5)加载程序到实验箱,调试、检查编程效果(6)撰写设计报告,绘图等。
三、设计要求1、理解设计任务书,原始设计要求。
2、掌握以下设计内容及方法:画出硬件电路原理图,确定各元件参数,确定软件流程,编写程序,调试程序,最后撰写设计报告,验收考核。
4、有勤于思考、刻苦钻研的学习精神和严肃认真、一丝不苟、精益求精的学习态度。
对有抄袭他人设计图纸(课程设计报告书)或找他人代编设计程序、等行为的弄虚作假者一律按不及格记成绩,并根据学校有关规定给予处理。
5、敢于创新,勇于实践,注意培养创新意识和工程意识。
6、扎实掌握课程的基本理论和基本知识,概念清楚,设计计算正确实验数据可靠,绘图符合标准,课程设计报告书撰写规范。
7、在设计周内完成所规定的设计任务,提交《课程设计报告书》一份。
报告书装订顺序:1)模板封皮2)任务书3)本课程设计要求4)设计报告a.系统总框图及系统工作原理。
b.系统的硬件电路连接图,电路的原理。
c.软件设计流程及其说明。
d.电路设计,软件编程、调试中遇到的问题及分析解决方法。
e.实验结果及其分析。
f.体会。
设计题目四:交通灯控制电路设计1.主要教学内容用单片机系统设计十字路口交通灯控制电路,要求东西方向的红、黄、绿灯和南北方向的红、黄、绿灯按照下面的工作时序进行工作,黄灯亮时应为闪烁状态:(1)南北和东西车辆交替进行,各通行时间 24 秒(2)每次绿灯变红灯时,黄灯先闪烁 4 秒,才可以变换运行方向。
电子技术课程设计交通信号灯控制电路设计
交通信号灯控制电路的设计起止日期:2013 年11月20日至2013年11月26日学生姓名风轻袖影翻班级学号成绩指导教师(签字)电气与信息工程学院2013年11 月25 日一、设计题目:交通信号灯控制电路的设计二、设计目的:熟练的使用protues软件独立设计出一个完整的交通灯数字电路,并通过调试、仿真的步骤进一步完善电路,最终使电路呈现出设计要求的效果三、设计任务及要求:道路分主干道和支干道,都有红、绿、黄交通信号灯来指挥交通,主干通车流量大,要求通车时间长,如绿灯通电持续时间为30秒,如红灯通电持续时间为20秒,,在绿灯变成红灯前,黄灯先亮5秒,即亮灯顺序如下:红(20秒)绿(30秒)黄(5秒)本课题要求设计主干道红、绿、黄的转换控制电路。
红、黄、绿信号灯采用发光二极管代替,LED数码管显示时间。
四、设计步骤:系统框图:一、读懂课题,查芯片我们需要的芯片有 74LS192,cd4017,74LS20二、将电路模块化模块一:计数电路实现这个功能我们用集成十进制74LS192芯片,我们先设置好该芯片的初始值,然后选择减发计数,用接ground或接power来设置初始值,经过Q0-Q3发出的信号输入到数码管中显示相应数值。
其中,因为UP段是加法计数,所以接高电平,DZ接输入脉冲。
TCD端为溢出端,故低位段接高位74LS192的输入端。
模块二:传感器当红绿黄三个灯其中一个灯计时完毕后,需要切换到下一个灯。
我们需要用到74LS20芯片,但高位74LS192芯片计数完毕后,从借位输出端输出一个信号,送到74LS20里面,输出一个高电平。
模块三:主控制器当74LS20里面的信号传输到主控制器,即CD4017后,输出一个高电平到置数端(计数端),进行切换,当下一个灯完毕后,重复上述步骤。
模块四:显示此模块由7SEG-BCD和TRAFFIC LIGHTS组成,能更直观的显示亮灯的情况。
五、仿真与测量电路连接图:仿真图:绿灯亮:红灯亮:黄灯亮:仿真成功,各模块运行良好。
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。
电子技术课程设计交通灯
电子技术课程设计交通灯课程设计题目:交通灯控制系统设计要求:1. 设计一个简单的交通灯控制系统,模拟交通路口的红绿灯控制。
2. 系统包含三个灯,红灯、黄灯和绿灯。
交通灯的状态需要按照指定的时间间隔切换。
3. 设计一个控制器,用于控制交通灯的状态变化。
控制器可以接收外部信号来启动或停止交通灯系统。
4. 控制器需要在交通灯状态变化时发出适当的信号指示当前灯的状态。
15. 可选:设计一个按键控制系统,使用按钮来手动控制交通灯的状态变化。
设计步骤:1. 系统硬件设计:- 使用Arduino或其他单片机作为控制器。
- 连接三个LED灯(红灯、黄灯和绿灯)到控制器的GPIO口。
- 连接按钮(可选)到控制器的GPIO口。
2. 系统软件设计:- 编写控制器程序,实现交通灯的状态变化逻辑。
- 程序中需要定义交通灯的不同状态,以及对应的时间间隔。
2- 程序中需要定义外部信号的处理逻辑,以接收启动或停止交通灯系统的指令。
- 程序中需要定义按钮的处理逻辑,以接收手动控制信号并改变交通灯的状态。
3. 软硬件集成测试:- 将控制器与硬件连接,并将程序烧录至控制器。
- 测试控制器的运行状况,通过发送外部信号或按下按钮来触发交通灯的状态变化。
- 观察交通灯的状态变化是否符合设计要求,并检查控制器程序的正常工作。
4. 性能测试和优化:- 对交通灯控制系统进行性能测试,包括对交通灯状态变化的准确性、时间间隔的稳定性等方面的测试。
3- 根据性能测试结果进行必要的优化,以提高交通灯系统的性能和可靠性。
注意事项:1. 在设计过程中,需要考虑交通灯状态变化的合理性和可靠性。
可以参考交通灯的实际工作原理和规范,确保交通灯状态变化的顺序和时间间隔符合交通规则。
2. 在连接电路时,注意安全性和稳定性,避免电路短路或其他意外情况的发生。
3. 在编写控制器程序时,注意代码的可读性和可维护性,添加必要的注释和错误处理机制,以及对外部信号的响应机制。
电子技术课程设计——交通灯
电子技术课程设计——交通灯
交通灯是城市道路上常见的交通设施,用于控制车辆和行人的通行。
电子技术课程设计可以包括如下内容:
1. 系统概述:介绍交通灯的作用和电子技术课程设计的目标;
2. 硬件设计:设计交通灯硬件电路,包括信号灯的LED显示
模块、按键输入模块、倒计时显示模块等;
3. 控制器设计:选择适当的单片机或开发板,并编写控制程序,实现交通灯的控制逻辑,包括不同方向灯的亮灭时序调度,倒计时功能等;
4. 软件设计:设计用户界面程序,实现按键输入的信号检测和指令发送,以及LED显示模块的控制;
5. 系统调试:对整个系统进行综合测试和调试,验证交通灯的功能和性能;
6. 课程设计报告:撰写课程设计报告,详细记录设计过程、实现结果和问题分析,总结课程设计的经验和教训。
此外,还可以考虑一些拓展的功能,例如:
- 添加红外传感器,实现车辆的自动检测和优化信号控制;
- 添加摄像头,实现交通流量检测和统计,优化信号调度;
- 添加无线通信模块,实现交通灯的远程监控和控制。
交通灯控制电路原理及其设计
交通灯控制电路原理及其设计
一、交通灯控制电路原理
1、交通灯控制电路控制模式:有时间段控制、地点控制、交叉口可
控性等,一般采用的是时间段控制,即交通灯每隔一段时间切换一次,控
制车辆行驶方向。
2、交通灯控制电路的硬件设备:首先要确定所需要的控制电路,例
如用于时间段控制的时间控制器、用于地点控制的控制器、用于地点控制
的晶振器、用于可控性交叉口的所有控制器等。
3、交通灯控制电路的软件设计:然���要对硬件设备进行软件控制,根据需要制定交通灯控制程序,以实现控制交通灯的颜色和持续时间。
二、交通灯控制电路的设计
1、电路设计原理:首先要确定交通灯控制电路的电路结构和简单原理,设计控制电路硬件电路,包括芯片、电源、电路板、晶振器等,并进
行实际测试。
2、软件编程设计:其次要对硬件电路进行软件编程设计,即根据交
通灯控制系统的要求,编写出控制程序。
电子技术课程设计交通灯控制电路设计
电子技术课程设计报告——交通灯控制电路设计上海大学机自学院自动化系电气工程专业姓名:学号:指导老师:徐美华目录一、主要用途:有效管制交通、疏导交通流量、提高道路通行能力、有利于减少交通事故。
二、设计任务及要求:设计一个主干道和支干道十字路口的交通灯控制电路,其要求如下:1.一般情况下,保持主干道畅通,主干道路灯亮、支干道红灯亮,并且主干灯亮的时间不少于60 S;2.当主干道绿灯亮超过60 S,且支干道有车时,主干道红灯亮,支干道绿灯亮,但支干道绿灯亮的时间不得超过30S;3.每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时,黄灯先亮5S。
三、设计思路步骤及仿真调试1.设计分析计数器能进行60进制、30进制以及5进制的减数计数,在计数器与译码器及与非门的工作下实现交通灯信号灯的切换。
有以下四个状态:a.主干道绿灯亮,支干道红灯亮,此时主干道允许车辆通行,支干道禁止车辆通行。
当主干道绿灯亮够60秒后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。
b.主干道黄灯亮,支干道红灯亮,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5秒后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。
c.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30秒后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。
d.主干道红灯亮,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5秒后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。
2.交通灯模块:设主干道红灯、黄灯、绿灯分别为X1、X2、X3;支干道红灯,黄灯、绿灯分别为Y1、Y2、Y3,如下图所示。
图交通灯模块3.脉冲信号模块因为1=1sT=f所以通过1HZ的方波脉冲信号产生周期为1s的时钟信号,如图所示。
图4.减法计数器及数码显示管模块选用74LS192构成减法计数器,当进入黄灯模式,右边的计数器进行5秒钟的脉冲倒数,当倒数结束时BO端输出一低电平信号,促发左边的减法计数器进入工作状态,从而实现交通灯的倒计时时间控制。
交通灯控制电路课程设计
交通灯控制电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握交通灯控制电路的基本原理和电路组成;2. 使学生了解并理解红、黄、绿交通信号灯的时序关系及其在交通控制中的作用;3. 帮助学生掌握基本的电子元件及其在交通灯控制电路中的应用。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计简单的交通灯控制电路的能力;2. 提高学生动手实践能力,学会正确连接和调试交通灯控制电路;3. 培养学生运用图表、流程图等方法分析问题、解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发他们探索科学技术的热情;2. 培养学生的团队协作精神,提高沟通与协作能力;3. 增强学生的交通安全意识,培养他们遵守交通规则的自觉性。
课程性质:本课程属于电子技术实践课程,注重理论联系实际,强调动手实践能力的培养。
学生特点:本课程针对初中年级学生,他们对电子技术有一定的好奇心,动手实践能力强,但理论知识相对薄弱。
教学要求:结合学生特点,采用启发式教学,引导学生主动探究,注重培养学生的实际操作能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 交通灯控制电路原理- 交通信号灯的基本知识:红灯、黄灯、绿灯的功能及时序关系- 电路基本组成部分:电源、开关、信号灯、控制器等2. 电子元件及其应用- 常用电子元件:电阻、电容、二极管、三极管等- 元件在交通灯控制电路中的作用和连接方式3. 交通灯控制电路设计- 电路图绘制:学习如何用电路图表示交通灯控制电路- 电路搭建与调试:动手实践,按照设计要求搭建电路,并进行调试4. 教学进度安排- 第一课时:交通灯控制电路原理及基本组成部分学习- 第二课时:常用电子元件的认识及其在电路中的应用- 第三课时:交通灯控制电路设计及电路图绘制- 第四课时:动手实践,搭建和调试交通灯控制电路5. 教材关联内容- 教科书第四章第二节:交通信号灯控制电路的基本原理- 教科书第五章:常用电子元件及其应用- 教科书第六章:电子电路设计与实践教学内容确保科学性和系统性,结合课程目标,按照教学进度安排,有序开展教学活动。
交通灯控制逻辑电路设计课程设计
交通灯控制逻辑电路设计课程设计一、引言随着城市化进程的不断加快,交通流量的急剧增加给交通系统的管理带来了巨大挑战。
其中,交通灯作为交通系统中最为重要的组成部分之一,对于交通流量的控制起着至关重要的作用。
为了能够更加高效地控制交通灯的运行,交通灯控制逻辑电路设计成为了一个重要的课题。
二、交通灯的原理交通灯通常由红灯、黄灯和绿灯组成,通过控制各个灯的亮灭顺序来指示交通参与者的行驶状态。
一般情况下,红灯表示停车,黄灯表示准备行驶,绿灯表示可以行驶。
交通灯的亮灭顺序需要按照一定的时序规律来进行控制,以确保交通流畅和交通安全。
三、交通灯控制逻辑电路设计的原理交通灯控制逻辑电路设计的目标是根据交通流量的情况来控制交通灯的亮灭顺序,以实现交通流畅和交通安全。
其基本原理是根据输入信号的变化来控制输出信号的状态。
常见的交通灯控制逻辑电路设计方法有计时器控制、车辆检测控制和信号交叉控制等。
1. 计时器控制计时器控制是一种简单且常用的交通灯控制方法。
通过设置固定的时间间隔,按照固定的顺序循环切换红灯、黄灯和绿灯的亮灭状态。
这种方法适用于交通流量相对较小且稳定的情况,但对于交通流量波动较大的路口效果不佳。
2. 车辆检测控制车辆检测控制是一种基于传感器技术的交通灯控制方法。
通过安装车辆检测器,在检测到车辆存在时及时切换交通灯的状态。
这种方法能够根据实际交通流量的变化来动态地控制交通灯的亮灭顺序,提高交通的效率和流畅度。
3. 信号交叉控制信号交叉控制是一种通过交通信号控制器来实现交通灯控制的方法。
交通信号控制器是一个复杂的系统,它能够根据交通流量和信号配时参数进行智能化的交通灯控制。
这种方法能够根据实际交通情况进行灵活的调整,提高交通的安全性和效率。
四、交通灯控制逻辑电路设计的实现交通灯控制逻辑电路设计的实现需要考虑以下几个方面:1. 输入信号的获取:可以通过传感器或者计时器来获取交通流量和时间信息。
2. 信号处理和判断:根据输入信号的变化和预设的控制逻辑,判断当前应该亮灭哪个灯。
交通控制信号灯电路设计
实训五 交通信号灯一、目的(1)培养数字电路的设计能力(2)掌握交通信号灯控制电路的设计、组装和调试方法。
二、内容及要求1、设计一个交通信号灯控制电路。
要求:(1)主干道和支干道交替放行,主干道每次放行30秒,支干道每次放行20秒。
(2)每次绿灯变为红灯时,黄灯先亮5秒,此时原红灯不变。
(3)用十进制数字晃示放行及等待时间。
2、用中小规模集成电路组成交通信号灯电路,并用EWB 进行仿真。
3、画出各单元电路图、整机逻辑图和逻辑电路图,写出设计、实验总结报告。
交通信号灯控制电路框图1、主控制器十字路口车辆运行情况有4种可能:①设开始时主干道通行,支干道不通行,这种情况下主绿灯亮和支红灯亮,持续时间为30秒;②30秒后,主干道停车,支干道仍不通行,这种情况下主黄灯亮和支红灯亮,持续时间为5秒;③5秒后,主干道不通行,支道通行,这种情况下主红灯和支绿灯亮,持续时间为20秒;④20秒后,主道仍不通,支道停车,这种情况下主红灯和支黄灯亮,持续时间为5秒。
要求主控制器电路也有4种状态,设这4种状态为:0S 、1S 、2S 、3S 。
状态图如下图所示。
主控制器的状态图用二---十进制计数器74LS90来实现,采用反馈归零法构成4进制计数器。
如下图所示。
X1主控制器的逻辑图2、计数器计数器有两个作用:一个是根据主干道和支干道车辆运行时间以及黄灯切换时间的要求,进行30 秒、20秒、5秒3种方式的计数;二是向主控制器发出状态转换信号,主控制器根据状态转换信号进行状态转换。
计数器除需要秒脉冲作用时钟信号外,还要受主控制器的状态控制。
计数器的工作情况为:计数在主控制器进入0S 状态时开始30秒计数;30秒后产生归零脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器归零,主控制器进入1S 状态,计数器开始5 秒计数;5 秒后又产生归零脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器归零,主控制器进入2S 状态,计数器开始20 秒计数;20 秒后又产生归零脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器归零,主控制器进入3S 状态,计数器开始 5 秒计数;5 秒后又产生归零脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器归零,主控制器进入0S 状态,开始新一轮循环。
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,车道通行,人行道禁止通行S3:支干道车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行;主干道车道的黄灯亮,车道缓行, 人行道禁止通行G1=1:主干道绿灯亮Y1=1:主干道车道黄灯亮R1=1:主干道车道红灯亮,人行道绿灯亮;南北方向人行道红灯亮G2=1:支干道车道绿灯亮Y2=1:支干道车道黄灯亮R2=1:支干道车道红灯亮,人行道绿灯亮;东西方向人行道红灯亮四.单元电路设计1.主控电路:1).原理:通过一片74LS160,选择其4 个状态、分别为(00 01 10 11)分别表示主绿支红、主黄支红、主红支绿、主红支00->(30 秒)01->(5 秒)10->(20 秒)11(5 秒){循环图}。
交通灯控制电路设计与制作
交通灯控制电路设计与制作交通灯控制电路设计与制作随着城市化进程的加快,交通阻塞问题愈发严重。
为了解决这一难题,设计交通灯控制电路成为了一项重要的工作。
本文将介绍交通灯控制电路的设计思路及其制作过程。
一、电路设计思路交通灯控制电路需要实现的主要功能为按照一定的时间间隔控制交通灯的转换。
首先,需明确借助计时器,获取准确的时间间隔,以及使用开关元件实现交通灯的切换。
其次,对于一些特殊情况,比如紧急停车,电路需要能够做出实时响应。
在实际设计中,要根据实际具体情况确定放置的交通灯种类、交通流量以及灯的切换时间等参数。
设计的目的是为了提高道路的通行能力以及防止出现堵塞情况。
二、电路制作过程制作交通灯控制电路需要准备的材料有:计时器芯片、开关元件、LED灯、电阻器等。
下面是详细的制作过程:1. 首先,在面包板上搭建电路,按照上述设计思路连接各个部分。
需要注意的是,电路板上所连接的元件数量要与需控制的交通灯数量相匹配。
2. 经过初步搭建后,需要进行计时器及开关元件的程序设置。
内部计时器可以使用IC计时器,而开关元件可以采用仿真开关等电子器件,有些情况下还需要在程序设置时进行参数调整。
3. 完成程序和电路的设置后,我们还需要测试电路的真实效果。
此时可以根据实际的交通流量模拟场景,通过手动或自动方式观察道路交通灯切换。
4. 一般情况下,需要将搭建好的电路固定在交通信号灯箱上。
需要注意的是,电路板要稳定且不易被干扰。
5. 最后,需要根据不同情况对电路进行维护和调整,确保能够稳定运行。
三、安全提示在进行交通灯控制电路制作过程中,需要注意一些安全事项。
具体的有:1. 在连接电路时,要确保电路板中的元器件符合电流大小,以避免出现火灾等事故。
2. 在进行参数调整时,必须进行试运行,同时不要频繁调整参数,以避免影响系统的正常工作。
3. 安装时须将电路固定好,保证可靠性和稳定性,避免电路板意外摇晃或受到人为干扰。
总结交通灯控制电路是现代城市化的重要设备之一。
电子技术课程设计——交通灯电路系统设计
引言在如今的21世纪,现代社会已不是我们以前的体力劳动时代,电子类产品深入生活的方方面面,计算机,电视,广播,彩灯控制,声控开关,光控开关,家电以及军事系统等等,无所不在,各有各的功能和用途。
电子技术设计的出现,在现实生活生产中以加快生产的步伐,从而提高效益。
而今它以不仅仅是工业的需求,甚是日常生活的需要。
尤其是21世纪以来随着电子技术的不断发展,生活中对各种电子用品的要求也越来越高。
我国现在正是经济腾飞时期,各个方面都要和世界其他各发达国接轨,信息通讯,交通工程建设,等等方面都要有一定的进展,现在又是经济危机时期,严峻的就业形势让我们当代大学生更注重自己的专业技术和创新能力,更应大力发展我国电子产品和元器件的开发研制和设计,现在我国公路交通网的交通灯也在改善和设计之中,因此,有了这次对交通灯电路设计的课程设计。
为了更好的培养出现代化应用型技术人才,适应现电子技术飞速发展的需要,为此我学院电子系学生进行强化训练,要求每个学生都要学以致用,把理论和实践相结合,以达到培养学生的工程思维方法、工作方法和运用所学知识解决实际问题的能力。
“电子工作台”——Mmultisim10电子电路仿真软件能更好的实现此目的,让我们能更好的和实际联系起来,增长我们的动手能力。
Mmultisim10电子工作台,它虚拟了一个可以对模拟电子电路和数字电子电路进行模拟仿真的工作台,具有叫完善的各种能够元器件和几种常用的分析仪器。
能进行电子电路设计,并对其进行较详细的分析,还能将设计好的电路文件直接输出到常用的一些电子电路排版软件,排出印制电路版图,为实现电子电路的设计提供了很大的方便。
电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践环节,是对学生学习电子技术的综合训练.学生根据某一课题技术指标或逻辑功能的要求,独立进行电路设计,工程估算,实验测试与调整,制作(在实验板上)电子产品和写出实验总结报告.通过这一电路综合性实践训练,要达到深化所学的理论知识,培养综合运用所学知识的能力,掌握一般电路的分析方法,增强独立分析问题与解决问题的能力。
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电子技术课程设计交通灯控制电路设计
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电子技术课程设计报告——交通灯控制电路设计
上海大学机自学院自动化系
电气工程专业
姓名:
学号:
指导老师:徐美华
目录
一、主要用途:
有效管制交通、疏导交通流量、提高道路通行能力、有利于减少交通事故。
二、设计任务及要求:
设计一个主干道和支干道十字路口的交通灯控制电路,其要求如下:
1.一般情况下,保持主干道畅通,主干道路灯亮、支干道红灯亮,并且主
干灯亮的时间不少于60 S;
2.当主干道绿灯亮超过60 S,且支干道有车时,主干道红灯亮,支干道绿
灯亮,但支干道绿灯亮的时间不得超过30S;
3.每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时,黄灯先亮5S。
三、设计思路步骤及仿真调试
1.设计分析
计数器能进行60进制、30进制以及5进制的减数计数,在计数器与译码器及与非门的工作下实现交通灯信号灯的切换。
有以下四个状态:
a.主干道绿灯亮,支干道红灯亮,此时主干道允许车辆通行,支干道禁止车辆通行。
当主干道绿灯亮够60秒后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。
b.主干道黄灯亮,支干道红灯亮,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5秒后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。
c.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30秒后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。
d.主干道红灯亮,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5秒后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。
2.交通灯模块:
设主干道红灯、黄灯、绿灯分别为X1、X2、X3;支干道红灯,黄灯、绿灯分别为Y1、Y2、Y3,如下图所示。
图交通灯模块
3.脉冲信号模块
因为
1=1s
T=
f
所以通过1HZ的方波脉冲信号产生周期为1s的时钟信号,如图所示。
图
4.减法计数器及数码显示管模块
选用74LS192构成减法计数器,当进入黄灯模式,右边的计数器进行5秒钟的脉冲倒数,当倒数结束时BO端输出一低电平信号,促发左边的减法计数器进入工作状态,从而实现交通灯的倒计时时间控制。
图
5.控制模块
使用74LS169十进制计数器构成三进制的加法计数器,同时组合74LS138数据选择器及与非门控制三个颜色交通灯的亮与灭。
图
6.对所使用芯片进行介绍:
(1)74LS192
是同步十进制可逆计数器,它具有双时钟输入,并具有清除和置数等功能,其引脚排列及逻辑符号如下所示:
图(a)引脚排图逻辑符号
图中:为置数端,为加计数端,为减计数端,为非同步进位输出端,为非同步借位输出端,P0、P1、P2、P3为计数器输入端,为清除端,Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
b.其功能表如下:
输入输出
MR P3P2P1P0Q3Q2Q1Q0
1×××××××0000
00××d c b a d c b a
011××××加计数
011××××减计数
表5-2 74LS192的功能表
(2)74LS160
为可预置的十进制同步计数器,其管脚图如图所示:
RCO 进位输出端
ENP 计数控制端
QA-QD 输出端
ENT 计数控制端
CLK 时钟输入端
CLR 异步清零端(低电平有效)
LOAD 同步并行置入端(低电平有效)
图
功能表:
(3)74LS138
为3 线-8 线,其引脚排列及逻辑符号如下所示:
A0~A2:地址输入端
STA(E1):选通端/STB(/E2)、/STC(/E3):选通端(低电平有效)
/Y0~/Y7:输出端(低电平有效)
VCC:电源正
GND:地
A0~A2对应Y0——Y7;A0,A1,A2以二进制形式输入,然后转换成十进制,对应相应Y的序号输出低电平,其他均为高电平;
(a) (b)
真值表
7.交通灯工作图
状态一:
图符合设计要求1:一般情况下,保持主干道畅通,主干道路灯亮、支干道红灯亮,并且主干灯亮的时间不少于60 S;
状态二:
图符合设计要求3:每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时,黄灯先亮5S。
状态三:
图符合设计要求2:当主干道绿灯亮超过60 S,且支干道有车时,主干道红灯亮,支干道绿灯亮,但支干道绿灯亮的时间不得超过30S;
状态四:
图符合设计要求3:每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时,黄灯先亮5S。
综上所述:该交通灯符合设计要求。
总图如下:
图四、实习小结
通过一周的电子技术课程设计,在不断的努力尝试和思考总结后,我完成了交通灯控制电路。
在这次的实习中,由于数电是我们上一学期学习的课程,相较模电更为熟悉,在运用的过程中,更让我感到亲切,但这并不代表在实际的操作过程中
遇到的困难比模电项目少。
从网上的资料搜索到资料理解吸收再到电路的调试,每一步无不是一波三折的。
但当我一步一步最终完成整个设计后,我也得到了巨大的成就感。
我第一次发现自己所学的东西原来离这个社会这么近,通过自己的设计思维以及我现有的知识,我真正可以学以致用做出一有实际功能的电路,虽说只是模拟仿真,但这让我感到很神奇也很有趣,大大增加了我对自己专业的认识和兴趣。
当然,在设计电路的同时,我深深感受到自己的专业知识的不足,这让我明白了专业知识是一切设计、一切理论的基础,学好专业课不仅仅是应付考试这么简单的。
经过这次课程设计,我学到很多东西,虽然有些辛苦,但我感觉很值得。