数字电路课件设计交通灯控制器 (1)
(完整word版)数电——交通灯控制器设计
(完整word版)数电——交通灯控制器设计大连交通大学电气信息学院综合设计报告设计名称：数字逻辑综合设计设计题目：交通灯控制器学生学号:专业班级:学生姓名：第一章课题背景1。
1 背景如今随着人们生活水平的提高，车辆越来越多,交通事故频繁发生。
交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏通交通流量，提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。
交通灯在城市交通中起着重要的作用，它与人们日常生活密切相关,是人们出行的安全保障。
因此提供一个问题、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性.为了解决这些问题，我们更应该提高交通控制和管理水平，合理使用现有交通设施，充分发挥其能力,提高交通效率,促进和谐交通的建立.目前交通灯控制系统的设计软件也种类繁多，有基于EDA设计的，基于单片机设计的，基于DSP设计的，基于ARM嵌入式的等。
还有用标准逻辑器件、可编程控制器PLC等方案来实现.但是这些控制方法的功能修改及调试都需要硬件电路的支持，在一定程度上增加了功能修改及调试的困难。
所以现在国内外广泛采用EDA技术设计交通灯控制系统。
在国外，英国，澳大利亚，日本和美国等国家均在交通控制系统上日益完善。
如以澳大利亚悉尼为背景开发的交通自适应协调系统SCATS（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System），英国的运输和道路研究所（TRRL）研制的SCOOT（Split Cycle Offset Optimization Technique）系统，日本的京三（Kyosan)系统等。
这些系统，大都是在各路口附近安装磁性环路监控器，由各路口的控制设备、人员将交通控制参数通过通讯网络输入微处理器，用小型计算机进行集中处理。
目前国内已有一些自主开发的城市交通控制系统，如公安部交通科学研究所开发的HT-UTCS系统，但它在整体性能上比国外同类系统仍有较大差距,只在一些中小城市得到一些应用。
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。
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。
《交通灯控制器》PPT课件
N
计时5s
Y
东西红灯 南北绿灯
N 计时60s
Y
东西红灯 南北黄灯
N
Y
计时5s
精选PPT
18
▪
结束
精选PPT
19
系统中要求有45s,60s,5s三种定时信号，定时起始 信号由主控制电路给出，定时时间结束信号也输 入到主控制电路，并通过主控制电路去开起或关 闭三色交通灯。
主控制电路实本题的核心，它的输入信号来自三
个定时信号。
精选PPT
3
东西方向 红黄绿
南北方向 红黄绿
显
译码驱动电路
示 驱
动
电
主控电路
路
45s定时
精选PPT
12
复位电路
▪ 复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方 式，此电路系统采用的是上电与按钮复位电路。
▪ 复位后P0－P3口 均置1引脚表现为 高电平，程序计 数器和特殊功能 寄存器SFR全部 清零
精选PPT
13
计时显示
分段式显示器（LED数码管）由7条线段围成8字型，每一段 包含一个发光二极管。外加正向电压时二极管导通，发出清
COQ3 Q2 Q1 Q0 CTp
1
74LS163
CTt
CR D3 D2 D1 D0
CP
精选PPT
7
返回
控制器
控制器是交通管理的核心，它能够按照交通管理规则控制信号灯 工作状态的转换。
TX=5s，TL=45s，TY=60s，
选用两个D触发器FF1、FF0
为时序寄存器产生 4种状态，
控制器状态转换的条件为
18 ARDY 16 ~ASTB 21 BRDY 17 ~BSTB
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。
数电交通灯课程设计---交通信号灯控制器设计
课程名称数字电子技术课题名称交通信号灯控制器设计专业自动化班级0904学号 3 4姓名管琴华指导教师陈意军2011 年12 月7 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称：数字电子技术题目：交通灯信号控制器设计专业班级：自动化0904 学号：34学生姓名：管琴华指导老师：陈意军审批：任务书下达日期 2011年 11月 28日设计完成日期 2011年 12月 9 日目录第一章绪论 (1)1.1. 总方案概述 (1)1.2. 设计思路 (1)1.3. 实现目标 (2)第二章模块电路的设计 (2)2.1. 秒脉冲信号发生模块的设计 (2)2.2. 倒计时计数模块的设计 (3)2.3. 置数信号发生模块的设计 (4)2.4. 交通灯状态显示模块的设计 (7)2.5. 译码显示模块的设计 (8)第三章电路的调试与安装 (9)3.1. 总设计电路图 (10)3.2. 电路的软件设计与调试过程 (10)3.3. 电路的硬件调试与安装过程 (14)第四章体会与心得 (17)第五章附录 (18)5.1. 芯片清单 (18)5.2. 芯片引脚排列逻辑符号以及功能表 (19)5.3. 参考文献 (23)第一章绪论1.1.总方案概述交通灯控制系统由秒脉冲信号发生模块、置数信号发生模块（包括东西方向和南北方向）、倒计时计数模块（包括东西方向和南北方向）、译码显示模块（包括东西方向和东西方向）和控制红绿黄显示模块（包括东西方向和南北方向）五大模块组成。
它们之间的联系是：①秒脉冲信号发生模块为倒计时计数模块提供脉冲信号，②置数信号发生器提供状态信号给倒计时计数模块，③置数信号发生器提供状态信号给控制红绿灯显示模块，④倒计时计数模块输出信号给译码显示模块。
总体框图如下：1.2.设计思路根据设计要求：交通十字路口南北和东西两道上车辆交替运行，南北方向每次通行时间90秒（绿灯亮），黄灯亮5秒后才能交换车道；东西方向每次通行时间50秒（绿灯亮），黄灯亮5秒后才能交换车道。
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。
数电课程设计---交通灯控制器
数电课程设计---交通灯控制器数电课程设计---交通灯控制器数字电路课程设计报告题⽬：交通灯控制器院系信息⼯程学院专业学号AP0905学⽣姓名指导教师王天雷⼀、题⽬的要求和意义题⽬要求：1、使⽤555定时器产⽣⼀个2Hz的周期信号作为时钟信号2、使⽤2个发光⼆极管来分别表⽰红、绿交通灯：绿灯亮30秒后，转红灯亮30秒，再进⾏下⼀个周期循环，每⼀个时刻保证只有⼀盏灯亮。
3、使⽤2个发光⼆极管和两位数码管来显⽰⼈⾏道状况A、当交通灯红灯亮时，⼈⾏道绿灯亮，并且数码管显⽰⼈可以通过余下来的时间。
B、⼈⾏道绿灯亮25秒后蜂鸣器发出蜂鸣声3秒后停⽌。
C、⼈⾏道绿灯亮28秒后转⼈⾏道红灯亮，数码管不显⽰。
意义：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。
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、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。
通过本次课程的设计能够增强我们对交通灯的认识和了解，增强我们学习交通灯设计的学习兴趣，让我们把从课本上学习的理论知识运⽤到实际中去，提⾼我们各⽅⾯的能⼒。
在设计的时候，能够充分发挥我们个⼈的想象能⼒和思考能⼒，增强我们的动⼿能⼒。
在设计中，需要我们克服各种困难，需要多次分析电路的设计，⽅案的选择，⼤量的查找资料，了解与课程有关的电⼦电路以及元器件⼯程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。
让我们进⼀步明⽩了设计电路的过程及所需的严谨⼯作作风和科学态度。
⼆、⽅案设计交通灯控制器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。
数电课设——交通灯PPT课件
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3、数字显示电路
• 用74LS161产生12进制加法计数的信号 • 例：当东西绿灯亮时，就产生一个信号使东西方向计数，并按加法计数到12；
• 用CC4511和数码管连接，并用12进制计数器的输出与CC4511输入相连，驱动数码显示。 • Note：这里计数用的脉冲是1s周期脉冲。
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74LS74
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不用， 接VCC
2、交通灯控制电路
• 从时序工作流程图可以看出一周期共有12个单位时间，则： • 首先设计一个12进制的计数器（74LS164比较容易实现） • 输入脉冲为周期2s的单位时间 • 输出（Q1 Q2…）控制红黄绿灯的显示 • 计数器输出作为红黄绿灯电路的输入，通过列真值表得到南北方向和东西方向的 红、黄、绿灯的控制信号（用SSI即可实现）
交通灯电路系统框图
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交交通通灯灯顺时序序工工作作流流程程图图
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交通灯逻辑控制电路设计
分以下几个模块： • 1、单位时间模块 • 2、交通灯控制电路 • 3、数字显示电路 • 4、扩展部分
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1、单位时间模块
• 单位时间可自己选择（1－9均可），设这里选择2s，实现（时标＋分频）： • 时标—用555定时器构成周期为1s的多谐振荡器； • 分频—再经过2分频（用触发器构成2进制计数器），输出的就是周期为2s 的单位时间； • 这个输出控制后面的交通灯控制电路
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CC4511
灯测试 灭灯 锁定
不用，分别接110
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4、扩展部分
• 灯的转换可以手动调整，夜间为黄灯闪耀。 • 用LED发光二极管模拟汽车行驶电路。
交通灯控制器课程设计.ppt
采用VHDL语言直接编写，实现交通灯指挥 功能。但此方案编写复杂且困难，开发时 间较长。编译后，不便读懂，找出错误很 困难。
设计方案的对比
方案二
采用模块层次化设计，将此设计分为四个 模块：计时模块，状态控制模块，信号灯 显示模块，数码扫描显示模块。将四个模 块再分别用VHDL语言编写成，做成原理图 模块，用原理图输入法做整个设计的顶层 文件。此方案设计方便、简单，方法易懂、 易操作，也易于寻找程序中的错误，故我 们采用此方案。
控制模块设计
控ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ模块
通过对时钟的计数控制运行状态的改变，输出相 应的状态变化信息、递减信号和置数信号给输出 模块进行显示同时输出绿灯闪烁控制信号给绿灯 闪烁控制模块；出现紧急情况时停止计数和状态 的变化，解除紧急状态后继续原来的运行状态。
控制模块
通过源程序的编译得到其生成模块
仿真波形
仿真波形如下
功能模块说明
交通灯控制器的信号说明
reset：系统复位； clk:计时和闪烁频率 clk1:扫描频率； urgen:紧急情况既特殊状态信号，高电平代表紧急情况出现； state:状态变化信号，00代表东西绿灯，南北红灯；01代表东西黄灯，南北红
灯；10代表东西红灯，南北绿灯；11代表东西红灯，南北黄灯； sub1,sub2:东西和南北方向的计数器减1信号； set1,set2:东西和南北方向的计数器置数信号； setg1,setg2: 东西和南北方向的绿灯闪烁信号； r1,g1,y1:代表东西方向的红灯、绿灯和黄灯； led1:代表东西方向的倒计时显示； r2,g2,y2:代表南北方向的红灯、绿灯和黄灯； led2: 代表南北方向的倒计时显示；
总体设计框图
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。
感谢您的观看
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.总体方案分析与选择设计要求： 1、用红、黄、绿三色发光二极管作为信号灯，设计一个甲乙两条交叉道路上的信号灯； 2、通行时间都为 25 秒，且绿灯变红灯时，黄灯先亮 5 秒； 3、黄灯亮时每秒钟闪亮一次； 4、要求有时间显示（顺数、逆数皆可）。
（1）秒脉冲信号发生器秒脉冲信号发生器是系统中定时器和控制器的标准时钟电源（2）主控系统（控制器）在脉冲信号提供的标准电源下，控制甲乙两条道路信号灯的闪烁与定时系统的倒计时计数器显示一致（3）定时系统（倒计时计数器）在脉冲信号提供的标准电源下，控制共阴极七段数码管显示的倒计时与主控系统控制的红绿灯闪烁一致（4）显示系统（译码显示电路）主控系统部分的红绿灯闪烁与倒计时计数器的显示分别通过一片74LS138N和两片74LS192N芯片进行译码显示，与控制电路相连接，通过芯片译码后进行显示2.总体电路设计2.1秒脉冲信号发生器秒脉冲信号发生器为系统中定时系统和主控系统提供标准时钟电源2.2主控系统在脉冲信号提供的标准电源下，控制甲乙两条道路信号灯的闪烁与定时系统的倒计时计数器显示一致2.3定时系统在脉冲信号提供的标准电源下，控制共阴极七段数码管显示的倒计时与主控系统控制的红绿灯闪烁一致2.4显示系统分别通过一片74LS138N和两片74LS192N芯片进行译码显示，与控制电路相连接，通过芯片译码后显示主控系统部分的红绿灯闪烁与倒计时计数器的计时。
3.单元电路设计3.1秒脉冲信号发生器秒脉冲产生电路的功能是产生标准秒脉冲信号，由555计时器与RC组成的秒脉冲信号发生器。
接通电源后，电容C被充电，Vc上升，当其上升到2/3Vcc时，触发器复位，此时输出端为低电平，电容C通过R放电，使Vcc下降，当下降到1/3Vcc时，触发器被置位，输出d端翻转为高电平，如此周而复始，在输出端就得到了一个周期性的方波。
3.2主控系统主控系统分别是由一片74LS161N加法计数器芯片主要控制甲乙两个路口的红绿灯闪烁。
数电课程设计 交通灯控制器
交通灯控制器一设计任务与要求1．在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一个方向是绿灯，黄灯，红灯，另一方面是红灯，绿灯，黄灯。
2．设置一组数码管，以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为20秒，另一个方向上绿灯亮的时间是30秒，黄灯亮的时间都是5秒。
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。
4．用两组数码管实现双向到计时显示。
二方案设计与论证方案一用数电电子技术来实现交通灯控制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所示。
它主要由控制器、定时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，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器，数码管和二极管的工作。
图1 方案一原理图2．分析系统的状态变化，列出状态转换表（1）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。
（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。
（3）主干道红灯亮，支干道绿灯亮。
表示主干道禁止通行，支干道上的车辆允许通行。
（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。
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下表所示：状态转换表方案二用单片机技术来实现交通灯控制用单片机技术来来实现交通灯控制是最容易实现的，而且该电路可靠性也很高，但是这是要求设计者要有单片机编程的基础上才能完成设计。
比较：因为单片机我们还没学，故我们选用方案一。
三单元电路设计与参数计算1．秒脉冲产生电路1）电路原理图通过555芯片按一定的线路接上不同的电阻和电容就可产生周期不同的方波脉冲，即不同的频率脉冲。
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
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数字电路课程设计报告书
题目：交通灯控制器
一实验目的
1.综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。
了解各种元器件的原理及其应用。
2.深入了解交通灯的工作原理。
3.锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。
二实验要求
1）在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一个方向是绿灯，黄灯，红灯，另一方面是红灯，绿灯，黄灯。
2）设置一组数码管，以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为20秒，另一个方向上绿灯亮的时间是30秒，黄灯亮的时间都是5秒。
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。
4）选作：用两组数码管实现双向到计时显示。
三使用元件
器件型号数量器件型号数量
161 2 LED 6
08 2 电阻4.7K 1
04 3 电阻150K 1
00 1 电阻100欧姆 1
48 2 电容4.7uF 1
74 1 电容103 1
555 1 数码管 2
面包板 1 斜口钳 1
四总体方案的设计
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所示。
它主要由控制器、定时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，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器，数码管和二极管的工作。
主控部分秒脉冲发生
器
交通灯
倒计时控制
部分
数码管显示反馈
控制
2．分析系统的状态变化，列出状态转换表：
（1）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。
（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。
（3）主干道红灯亮，支干道绿灯亮。
表示主干道禁止通行，支干道上的车辆允许通行。
（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。
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下表所示：
控制状态信号灯状态车道运行状态
S0（00）主绿，支红主干道通行，支干道
禁止通行
S1（01）主黄，支红主干道缓行，支干道
禁止通行
S3（11）主红，支绿主干道禁止通行，支
干道通行
S2（10）主红，支黄主干道禁止通行，支
干道缓行
五单元电路的设计
1）秒脉冲产生电路
通过555芯片按一定的线路接上不同的电阻和电容就可产生周期不同的
方波脉冲，即不同的频率脉冲。
课程设计需要秒脉冲，利用2个电容，2个
电阻。
脉冲产生
2) 红绿灯（发光二极管）显示电路
红绿灯显示是表示电路所处状态，受到主控电路控制，即主控电路的输
出（A和B）决定了主干道和支干道的红绿灯的亮灭情况。
如亮用1表示，灭用0表示，则有，
A B 主红(R) 主黄(Y) 主绿(G) 支红(r) 支黄(y) 支绿(g)
0 0 0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 1 0 0
1 1 1 0 0 0 0 1
1 0 1 0 0 0 1 0
所以，R=A Y=~AB G=~A~B
r=~A y=A~B g=AB
红绿灯显示电路接线如下:
3）计时部分电路
计时器状态产生模块：
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。
采用两个74LS161完成计时器状态产生模块设计。
设计思路：
要以十进制输出，而又有一些状态维持时间超过10秒，则必须用两个74LS161分别产生个位和十位的数字信号。
显然，计数器能够完成计时功能，我们可以用74LS161设计，并把它的时钟cp接秒脉冲。
74LS161计数器是采用加法
计数，要想倒计时，则在74LS161输出的信号必须经过非门处理后才能接入数码管的驱动74LS48，而在显示是以0---9显示计时，故在设计不同模值计数器确定有效状态时，以0000，0001，0010-----1111这些状态中靠后的状态为有效状态。
例如：有效状态1011—1100—1101—1110—1111
取非 0100—0011—0010—0001—0000
即 4------3-------2--------1---------0
实现模5的倒计时。
1.首先对控制个位输出的74LS161设计
按要求对系统的状态不同，个位的进制也就要求不同。
利用系统的状态量A,B 控制74LS161的置数端D0D1D2D3。
当系统处在Gr或Rg状态时，个位的进制是十（模10），即逢十进一，当系统处在Yr或Ry状态时，个位的进制是五（模5），即逢五进一，模10时，有效状态为0110，0111，1000，-----1111，置D3D2D1D0为0110，模5时有效状态为1011，1100，1101，1110，1111，置D3D2D1D为1011，由此有，
A B D3 D2 D1 D0
0 0 0 1 1 0
0 1 1 0 1 1
1 1 0 1 1 0
1 0 1 0 1 1
D0=D3＝~（~Y~y） D2=~(~G~g) D1=1
当状态为1111时，74LS161的状态必须跳到进入下一个循环，此时进位输出为1，把它的CO非接入置数端[LD]。
2.再对控制十位输出的74LS161设计。
同设计控制个位输出的74LS161基本
类似，用系统状态量A,B控制十位74LS161的置数端D3D2D1D0。
当系统处于Gr状态时置D3D2D1D0为1101，当系统处于Yr或Ry时置D3D2D1D0为1111，当系统处于Rg时置D3D2D1D0为1110，有，
A B D3 D2 D1 D0
0 0 1 1 0 1
0 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 0
1 0 1 1 1 1
D3=D2=1 D1=A+B=~G D0=~A+~B=~g
同理我们将CO2非接入置数端[LD]
***对一些级联的处理
当计数超过10秒时，个位需向十位进位，此时十位计数，其它时间其保持不变，通过控制十位的CLK端实现这一功能，个位的CO1非连接十位的CLK 端，当个位需进位，即完成一次循环，CO1为1，则十位有脉冲,十位开始计数，其他时刻CO1=0,十位没有脉冲，十位保持。
设计时把CO1,CO2的与接入主控电路的双上升沿D触发器的cp，当完成一次计时，个位和十位同时完成循环，此时CO1=CO2=1,（其它时刻为0）cp出现一上升沿，触发器计时，即系统跳到下一个状态，计时器开始下一次计时。
4）主控电路
在设计要求中要实现四种状态的自动转换，首先要把这四种状态以数字的形态表示出来。
可以两位二进制数表示所需状态（00—Gr, 01—Yr, 11—Rg, 10—Ry）,循环状态：（00—01—11—10—00）数字电路课程中介绍的计数器就是通过有限几个不同状态之间的循环实现不同模值计数，由此设计一模值为4的计数器，其输出（代表不同状态）既可以循环转换，而且能够控制其他部分电路。
在课程设计中利用74LS74（双上升沿D触发器）设计模4计数器作为主控部分电路。
主控电路：
六. 总系统电路图（附后面）
七. 心得体会及分析
课程设计的这两周，当中有苦也有乐，从苦乐中我学到了很多东西。
不仅很好的复习了一下数电所学的内容，而且提高了自己的动手实践能力。
第一天听了老师的讲解，我了解了交通灯所要完成的各项要求和所需的各种器件。
接下来就是去图书馆查资料，仔细看了几本讲解交通灯的书，我对所要设计的交通灯有了进一步的了解。
开始设计电路，一部分并不难，但要把每一部分连在一起，最终实现要求就挺难的。
设计好电路后，我去实验室进行电路的仿真。
仿真出来后发现倒计时错了，我观察了数字的变化，经过多次尝试，改了两片161的级联和
脉冲，最后倒计时和灯都符合要求了。
仿真出来特别开心，等到连接电路的时候发现实际的连接线路要考虑布线、器件的位置等，还是有一定的难度的。
不过经过两天的努力，终于把电路连接好了，插上电源一试，数码管都不亮，后来查出正负极短接了，但是就是不知道哪里短接，问了数码管亮的同学才知道数码管不要接正极，是共阴极的。
电路终于好了，倒计时，灯都好了。
电路是不允许出现一点错误的，一个管脚连接出现问题，都可能导致整个电路的功能不能实现。
因此我们要有认真严谨的科学态度和足够的耐心。
这次课程设计不仅仅是一次动手能力的实践，也是锻炼我们思维能力和意志力的实践，我们从书上学到的是死知识，但通过课程设计，活跃了我们的思维，也给了我们一个发挥自己创新能力的机会。
既是动手实践就会遇到各种问题，也会面对重重困难，不畏艰难，就是我们解决问题的方法。
感谢老师为我们提供这次的实习机会和悉心的指导。