城市交通信号灯的数字集成电路设计
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。
交通灯系统 用数电 实现
3、定时系统设计 根据设计要求，交通灯控制系统要有一个能自动 装入不同定时时间的定时器，以完成30秒、20秒、 5秒的定时任务。 定时器：由两片CD4029构成的二位十进制可预置减 法计数器完成。 时间显示：时间状态由两片74ls47和两只数码管对减 法计数器进行译码显示。 预置数：通过三片8路双向三态门74ls245完成。一 输入数据到减法计数器的置入由状态译码 器的输出信号控制不同的74ls245的选通信 号来实现。
设计方案
该交通灯控制系统的组成框图如下图所示
译码、
红灯闪烁控制器
置数控制
状态控制器
秒脉冲发生器
交通灯控制系统工作框图
状态控制器：主要用于记录十字路口交通的工作状 态，通过状态译码器分别点亮相应状态的信号灯。 秒信号发生器：产生整个定时系统的时基脉冲。 减法计数器：对秒脉冲减计数，达到控制每一种工 作状态的持续时间。其回零脉冲使状态控制器完 成状态转换，同时状态译码器根据系统下一个工 作状态决定计数器下一次减计数的初始值。减法 计数器的状态由BCD译码器译码、数码管显示。 在黄灯亮期间，状态译码器将秒脉冲引入红灯控 制电路，使红灯闪烁。
例如： 当状态控制器在S1（Q2Q1=01）或在S3 （Q2Q1=11）时，要求减法计数器按初值5 开始计数，故采用S1、S2为逻辑变量而形 成的控制信号Q1去控制输入数据接5的 74ls245的选通信号。由于选通信号要求低 电平有效，故Q1经一级反相器后接在 74ls245的选通地信号端。 同理：30秒用主干道绿灯信号选通。 20秒用支干道绿灯信号选通。
状态控制器电路为：
2、状态译码器设计 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。对于信 号灯的状态，“1”表示灯亮，“0”表示灯灭。 它们之间的关系如下真值表：
交通灯逻辑电路设计
交通灯逻辑电路设计
交通灯逻辑电路设计是利用数字电路实现对交通信号灯的控制。
一般来说，交通灯逻辑电路包括三个部分：红灯、黄灯和绿灯。
首先，我们需要确定每个灯的状态转换条件。
例如，当交通灯处于红灯状态时，如果检测到车辆或行人通过，则应将状态转换为黄灯；当黄灯状态持续一段时间后，如果没有检测到车辆或行人通过，则应将状态转换为绿灯；当交通灯处于绿灯状态时，如果检测到车辆或行人通过，则应将状态转换为黄灯。
其次，我们需要选择合适的数字电路元件来实现这些状态转换条件。
常用的数字电路元件包括触发器、计数器、译码器等。
根据具体需求，我们可以将这些元件组合起来形成一个完整的交通灯逻辑电路。
最后，我们需要进行仿真测试以确保交通灯逻辑电路的正确性。
通过模拟不同的场景和情况，我们可以验证交通灯逻辑电路是否能够正确地控制交通信号灯的状态转换。
总之，交通灯逻辑电路设计需要考虑多个因素，包括状态转换条件、数字电路元件选择和仿真测试等。
只有在充分考虑这些因素的基础上才能设计出高效可靠的交通灯逻辑电路。
交通信号灯控制电路的设计
……课程设计1 前言21世纪是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。
因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制、突发事件、故障处理等方面给予技术革新。
随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。
交通信号灯是交通信号中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。
交通信号灯由红灯（表示禁止通行）、绿灯（表示允许通行）、黄灯（表示警示）组成。
分为：机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。
道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。
适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。
因此本次课设能深入了解交通信号灯的应用原理，更好的掌握所学知识，将理论联系实际，而且在实际操作中培养自己的实际动手能力，将理论应用与实际生活中！2 交通信号灯控制电路的设计2.1 设计题目设计题目：交通信号灯控制电路的设计2.2 设计要求1.信号灯白天工作要求某方向绿灯点亮20秒，然后黄灯点亮4秒，最后红灯点亮24秒。
在该方向为绿灯和黄灯点亮期间，另一方向红灯点亮。
如果以4秒作为时间计量单位，则某一方向绿、黄、红三种指示灯点亮的时间比例为5：1：6。
从点亮要求可以看出，有些输出是并行的：如南北方向绿灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向黄灯亮。
信号灯采用LED红、绿、黄发光二极管模拟。
信号指示灯白天点亮流程图如下图。
南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮 5t南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮 1t南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮 5t南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮 5t南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮 5t南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮 5t图1-1 信号指示灯白天点亮流程图2.夜间工作方式南北东西各方向黄灯亮，且每秒闪动一次。
交通灯控制器+数字电路课程设计报告
交通灯控制器+数字电路课程设计报告交通灯控制器是交通管理系统中的重要组成部分，其主要作用是控制道路上的交通信号灯。
随着数字电路技术的发展，交通灯控制器也逐渐向数字化、智能化方向发展。
本文将详细介绍一种基于数字电路的交通灯控制器设计，以及该设计方案的实现和效果。
一、设计方案1.硬件设计硬件设计方案主要包括数字电路的选择、交通灯的控制模块、传感器等。
本方案选用FPGA芯片作为控制芯片，该芯片具有先进的数字信号处理能力和可编程性，便于开发和定制。
交通灯的控制模块包括红灯、黄灯、绿灯三个信号灯的控制器，以及车辆、行人传感器等。
其中车辆传感器主要用来检测车流量，行人传感器主要用来检测行人通行情况。
2.软件设计软件设计方案主要包括程序的设计和调试，以及人机界面的设计和开发。
程序设计方案采用Verilog HDL语言进行实现，采用时序逻辑设计的思路来编写程序，实现红绿灯的控制和状态转移。
人机界面采用C语言进行编写，通过串口通信与控制芯片进行数据传输和控制。
二、实现过程在设计方案确定后，我们进一步开始实现。
首先是电路的焊接和测试，在确定电路正常无误后，再完成程序的编写和调试。
最后是人机接口的开发和完善。
具体实现流程如下：1.电路焊接首先进行电路布线和焊接，将FPGA芯片、光耦隔离器、电位器等元器件焊接到电路板上，以及信号灯、传感器等元器件的接入。
2.程序编写利用Verilog HDL语言编写程序，主要包括红绿灯状态的转移逻辑和相应的信号输出控制。
程序设计过程中，需要注意时序和状态的转移。
3.调试测试完成程序编写后，需要进行相应的调试测试。
通过仿真测试，检查程序逻辑是否正确，排除潜在问题。
在硬件实验平台上进行测试，确定系统能够正常工作。
4.人机界面开发利用C语言编写人机界面，实现与交通灯控制器的交互控制。
实现车辆、行人传感器的数据采集和显示，以及人手动控制交通灯的功能。
三、实现效果通过测试和实验验证，本文的交通灯控制器设计方案具有以下优势：1.使用FPGA芯片作为控制芯片，具有较强的可编程性和数字信号处理能力。
交通信号灯课程设计--交通信号灯控制电路的设计
交通信号灯课程设计--交通信号灯控制电路的设计目录绪论 (1)1 设计目的和意义 (2)2 目标与总体方案 (2)2.1 时钟信号发生器 (3)2.2 计数器 (4)2.3 主控制器 (5)3 设计方法和内容 (6)3.1实验器材及介绍 (6)3.1.1 74LS00 (7)3.1.2 74LS48 (8)3.1.3 74LS90 (9)3.1.4 74LS20 (10) (11)3.1.6 电阻 (14)3.1.7 发光二极管 (16)4、软件仿真 (17)4.1、EWB应用 (17)4.2、开发板实物正、反面 (23)5、设计创新与关键技术 (26)5.1、焊锡 (26)5.2、焊锡注意 (26)5.2.1、保持合适的温度 (26)5.2.2、用烙铁头对焊点施力是有害的 (27)5.3、电路调试 (27)5.3.1、调试前的检查 (27)5.3.2、调试中注意的事项 (27)5.3.3、测量电路中是否接通 (28)5.3.4、通电后的测试 (28)总结 (29)致谢 (31)参考文献 (32)交通信号灯控制电路的设计摘要：交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高交通道路通行能力、减少交通道路事故有明显事故。
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灯的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人安全，实现车辆行人安全，实现十字路口交通管理自动化。
十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。
有一个主干道和一个只感到的十字路口，每边都设置了红绿黄色信号灯。
红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，在绿灯变红灯时限要求黄灯亮几秒鈡，以便让停车线以外的车辆禁止运行。
因为主干道上的车辆多，所以主干道放行的时间要长。
本设计采用较为常用的74系列芯片，及555芯片实现了信号灯与信号脉冲同步实现、同步控制，进而提高了整个系统的稳定性、独立性。
基于数字集成芯片的交通灯电路设计
基于数字集成芯片的交通灯电路设计1 前言随着我国国民经济的发展，人民生活水平日益提高，越来越多的汽车进入寻常老百姓家，这就造成道路拥挤，尽管政府想办法拓宽道理，但还是跟不上发展的脚步，诸如北京、上海、南京等大中城市均出现道路交通超负荷运行情况。
因此，自80年代后期，很多城市纷纷扩建城市道路，在道路建设完成初期，它们也曾有效地改善了交通状况。
然而，随着交通量的快速增长和缺乏对道路的系统研究和控制，扩建道路并没有充分发挥出预期的作用。
而城市道路多十字路口、多交叉的特点，也决定了城市道路的交通状况必然受这种路况的制约。
所以，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多车道城市道路，缓解城区的交通拥堵状况，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。
在这种情况下，道路交通信号灯开始发挥了越来越重要的作用，并已成为交管部门管理交通的重要工具之一。
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。
由于现代社会模拟电子技术基础和数字电子技术基础的高速发展，因而由这种技术制造出来的产品也越来越先进，交通信号灯控制电路就是其中之一。
交通信号灯控制电路的应用十分广泛，通过各种组合逻辑电路的组合和秒脉冲的激励，可以很清晰地将信号灯的亮灭情况反映出来，便于人们的观察，以及解决交通问题。
它具有亮灭准时精确，显示直观，无机械传动，无需人的经常调整等优点。
它广泛用于大中小各个城市中人口聚集的地方。
交通信号灯控制电路的设计涉及到模拟电子技术与数字电子技术。
其中，绝大部分是数字电路部分：逻辑门电路、计数器，触发器，555定时器等的基本原理。
交通信号灯控制电路的设计与制作不仅加深了对数字电路的了解，而且由于交通信号灯控制电路包括组合逻辑电路和时序电路，进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法，为数字电路的制作提供思路。
交通信号灯控制电路的设计
交通信号灯控制电路的设计交通信号灯是城市中重要的交通工具，它可以指示交通的方向和状态，确保道路交通的安全和有序。
要设计一个稳定可靠的交通信号灯控制电路，需要了解交通灯的工作原理和电路的设计流程。
本文将从交通信号灯的工作原理、设计流程和实际应用等方面介绍交通信号灯控制电路的设计。
一、交通信号灯的工作原理交通信号灯通常采用三色灯的组合，包括红色、黄色、绿色三种颜色。
红灯表示停止，黄灯表示准备停止或警告，绿灯表示通行。
交通信号灯工作时，都是通过控制灯的亮灭状态来指示车辆和行人行进的状态。
二、交通信号灯控制电路的设计流程1.确定系统功能和特性：首先需要确定控制系统的功能和特性，包括交通信号灯灯柱数量、灯序、亮灯时序等。
这些确定了之后，才能开始进行电路的设计。
2.确定元件规格：确定所需的元件种类和规格，例如控制器、继电器、开关、电感、电容等等。
3.电路原理设计：在确定系统功能和特性基础上，进行电路原理设计，根据需要划分不同的电路单元，包括控制器、开关、定时器、电源等。
4.电路细节设计：在电路原理设计的基础上进行电路细节设计，包括选择元件、布局、连接方式等。
5.软件设计：在硬件设计完成后，需要进行软件设计，包括编写控制程序、计算定时器参数等。
6.电路调试：对设计好的电路进行调试和优化，确保电路的稳定性和可靠性。
7.制作PCB板和组装：电路设计完成后，需要将电路图制作成PCB板，并进行元器件的焊接和组装，以组成完整的控制系统。
三、交通信号灯控制电路的实际应用交通信号灯控制电路在城市交通设施中广泛应用，为道路交通提供了有力保障。
控制电路可以根据道路交通情况自动改变灯的亮灭状态，以便让车辆和行人在道路交通中行进更加安全、有序。
实际应用中，还需要根据不同的交通规则和需要，选择合适的交通信号灯控制电路，并对其进行维护和保养，以确保设施的稳定性和可靠性。
四、总结通过本文的介绍，我们了解了交通信号灯的工作原理和交通信号灯控制电路的设计流程。
交通信号灯控制电路设计
交通信号灯控制电路设计交通信号灯控制电路是一种用于控制道路交通信号灯的电路。
它通常由一个控制器和多个信号灯组成，可以根据道路交通状况自动或手动控制信号灯的亮灭。
下面将介绍交通信号灯控制电路的设计。
一、控制器的设计控制器是交通信号灯控制电路的核心部件。
它需要实现以下功能：1、根据道路交通状况控制信号灯的亮灭。
2、处理来自传感器的信号，确定当前道路交通状况。
3、实现手动控制信号灯的功能。
4、保证信号灯的同步变化。
基于上述功能，我们可以设计一个基于微控制器的控制器方案。
当传感器侦测到道路上有车辆行驶时，将通过输入口传入控制器。
控制器将根据指令控制信号灯的变化。
控制器还可以设置手动控制模式，可以实现手动控制交通信号的亮灭。
二、信号灯的设计信号灯是交通信号灯控制电路中非常重要的部件。
它需要根据交通信号灯规划进行设计。
交通信号灯包含红、黄、绿三种颜色，每种颜色需要单独的LED灯来实现。
灯的亮灭需要同步进行，可以通过控制器来实现同步变化。
三、电源的设计交通信号灯控制电路需要稳定的电源供应。
因为交通信号灯需要在多个时间段工作，所以电源必须能够持续供应电能。
我们可以采用直流电源或变压器的方法来提供电源。
四、总体设计方案在总体设计方面，我们可以设计一个基于微处理器的系统方案。
系统需要实现实时控制信号灯，以及处理来自传感器的输入信号，根据高低流量交通情况进行信号灯的改变。
总体设计方案需要包含以下部分：1、主处理器2、信号灯电路3、传感器电路4、控制器电路5、电源电路在设计方案上，我们可以采用分离式或集成式设计。
分离式设计可以实现各个模块之间的独立控制和实时运行，但需要较多的布线和空间，成本较高。
集成式设计可以通过合并各个模块，实现系统整体功能和控制，并能够减少空间和布线成本。
总之，交通信号灯控制电路是一个非常复杂的系统。
在设计这样一个系统时，需要专业人员根据道路交通状况和实际需求进行设计。
只有专业人员能够保证交通信号灯控制电路在实际工作中的准确性和稳定性。
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。
交通灯控制器+数字电路课程设计报告
交通灯控制器+数字电路课程设计报告交通灯控制器+数字电路课程设计报告一、设计目标本次课程设计的设计目标是利用数字电路设计交通灯控制器，实现对交通灯进行自动的控制，提高道路交通的效率和安全性。
二、设计内容本次设计的交通灯控制器采用现代电路设计的原理，实现了对交通灯的控制和自动切换，有以下功能：1. 实现三种不同颜色的信号灯：红灯、黄灯和绿灯。
2. 利用计数器实现交通灯的自动切换控制，随时切换信号灯的颜色，使道路交通流畅。
3. 能够对于不同的交通流量实现交通灯的智能控制，即根据不同的情况自动调整信号灯时间。
4. 具备故障检测和报警功能。
当交通灯控制器出现故障时，有报警提示。
三、设计理论本次课程设计采用数字电路设计原理，包括计数器、时钟电路、触发器、复用器、与门和非门等组成。
计数器是本次设计的核心部件，它能够在收到时钟信号的回馈下，实现对控制器状态的计数和调整。
时钟电路在控制器的逻辑电路中起到非常重要的作用，它能够实现对整个数字电路的时序控制，使各个部件按照一定的顺序进行工作。
触发器是本次设计中比较重要的逻辑电路，它能够实现存储、延时和状态保持等功能，是数字电路设计中经常用到的重要元件。
复用器是用于选择多输入端中的一个，并将其送到输出端的数字电路，本次设计中用到复用器，是为了实现信号灯的自动切换控制，对于信号灯三种颜色的选择进行切换。
与门和非门是数字电路中比较简单的逻辑门电路，这次设计主要用于实现交通灯智能控制的逻辑判断，实现不同情况下的信号灯切换时间自动调整。
四、设计步骤1. 确定设计元件：采用计数器、时钟电路、触发器、复用器、与门和非门等元件实现对交通灯的控制。
2. 确定电路逻辑：设计交通灯的流程图，实现对应的电路逻辑功能。
3. 进行电路布线：将设计好的逻辑系统以实际的电气元件进行实现和构造化。
4. 进行电气测试：对实际布线进行电气测试，检查元件是否在运行中正确地工作。
5. 对不足之处进行改进：根据测试结果进行适当优化和改进，确保系统在实际使用中能够正常运行。
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。
交通信号灯自动控制电路设计
交通信号灯自动控制电路设计交通信号灯是城市交通运行过程中不可或缺的一部分，起到了调节道路交通、保障行车安全的重要作用。
而现代交通信号灯的自动化控制则是为了更有效地管理道路交通，减少人为干预，降低事故风险，提高道路通行效率。
本文将介绍一种基于电路的交通信号灯自动控制方案，以及其设计原理和实现方法。
一、设计原理该交通信号灯自动控制电路的原理是基于红绿灯自动间隔控制的思路，通过控制不同灯的亮灭时间，实现道路交通的自动化调度。
其大致思路如下：1. 接受外部信号该电路首先要能够感知道路交通状态的变化，通常是通过测量车流量、等待时间等来实现。
当测量仪器感测到车流量较大，或等待时间较长时，将会发送信号给电路，告知其需要改变信号灯的显示状态。
2. 控制信号灯显示根据接收到的信号，电路将会对信号灯进行控制。
一般的控制方法是使用定时器来控制不同信号灯亮灭的时间，比如：红灯亮20秒，黄灯闪烁5秒，绿灯亮35秒等。
3. 循环控制定时器控制完一个周期时间后，电路将自动回到初始状态，继续循环控制信号灯。
在实际设计时，循环的周期时间应根据实际道路交通情况进行调整，以保证交通信号灯的控制效果最优。
二、电路设计根据上述的交通信号灯自动控制原理，我们可以设计出一个基于555定时器和CMOS数字集成电路的电路板。
整个电路板的设计可以分为信号输入模块、定时器控制模块和信号输出模块三个部分。
1. 信号输入模块信号输入模块用来感知道路交通状态的变化，通常是通过测量车流量、等待时间等来实现。
这个模块的设计比较简单，只需要将传感器与电路板的输入端口相连接即可。
2. 定时器控制模块定时器控制模块是整个电路板的最核心部分，主要用来控制信号灯的亮灭时间。
该模块包括两个部分：555定时器模块和CMOS数字集成电路模块。
（1）555定时器模块555定时器模块主要用来产生不同周期的脉冲信号。
这个模块采用了比较经典的三声器结构，通过调整不同的电容器和电阻器，可以产生不同频率的脉冲信号。
交通信号灯数字电路课程设计
2．实际电路谁快、谁慢是确定的，可根据实际情况设计译码电路；
目前亮灯情况
准备预置的数
红灯 A 绿灯 B 黄灯 C D3 D2 D1 D0
说明
1
0
0
1 0 0 1 预备绿灯亮 9 秒
0
1
0
0 0 1 1 预备黄灯亮 3 秒
原因：芯片有反应速度！或者说，电路工作有延迟，产生了竞争－冒险现象（教材 Page 186）。动态过程，大家都在变化，速度有快有慢。
现仿真的环境下，似乎“灯状态计数器”快，“倒计时器”置数过程慢。 解决办法： 1．增加锁存器，把“灯状态计数器”的状态保存下来，保证置数的正确； 优点：可靠，缺点：电路复杂了
0
0
1
0 1 1 1 预备红灯亮 7 秒
其它情况
X XXX
无关项
“倒计时置数 ”速度快时的译码逻辑：D3 = A，D1 = A，D2 = C，D0 = 1
目前亮灯情况
准备预置的数
红灯 A 绿灯 B 黄灯 C D3 D2 D1 D0
说明
1
0
0
0 1 0 1 预备红灯亮 7 秒
0Байду номын сангаас
1
0
1 0 0 1 预备绿灯亮 9 秒
2. 增加左转、右转信号灯的控制。 3. 信号灯的时间可调，以适应不同路口、不同时段的各种交通流量的需求。
一、任务分析
1． 不是组合逻辑问题，是时序电路。 2． 系统在“红、绿、黄”三种状态内循环重复变化，从电路上说是三进制计数器。 3． “红、绿、黄”每个状态有倒计时计数，也是计数器（减法、进制不同） 4． “红”→“绿”→“黄”→“红”各个状态转换时，重新预置的数不同，要根据目
用数字电路对交通灯控制电路的设计
用数字电路对交通灯控制电路的设计学院代码学号分类号密级本科学年论文（设计）交通灯设计学院、系专业名称年级学生姓名指导老师交通灯设计摘要交通信号灯常用与交叉路口，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。
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、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。
主要由秒脉冲发生器、定时器、控制器、译码显示电路及夜间黄灯闪烁模式组成。
秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，计时器由74LS160实现，控制器由74LS153和74LS74组成，译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。
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。
关键词：交通灯，秒脉冲发生器，主控器，计数器，译码电路The design of traffic-lightAuthor:qinwurinaTutor:BaodujiyaAbstractTraffic lights and intersection, used to control the flow of cars, improving the intersection vehicle traffic capacity, reduce the number of traffic accidents. With traffic lights safety travel has a great deal of security of people.This design through the use of traffic light control circuit design of digital circuits, make digital signal control intersection traffic light control circuit of two groups of red, yellow, and green traffic lights state transition method, commanding various vehicles and pedestrians safe passage, implementation of traffic management automation. Mainly by the second pulse generator, timers, controllers, display decoding circuit and night consisting of yellow lights flashing mode. Second pulse generator by NE555 pulse, timer is implemented by 74LS160, the controller is composed of 74LS153 and 74LS74, decoding circuit using 74LS48 and seven-segment digital tube display. This experiment is designed to develop the capacity of digital circuits, design method of mastering traffic light control circuit.Keywords: traffic lights, pulse generator, master, counters, decoding circuit目录1绪论 (1)2电路设计 (10)2.1基本原理与设计方法 (10)2.2单元电路设计与分析 (12)2.2.1秒脉冲发生器 (12)2.2.2控制器 (13)2.2.3计数器 (15)2.2.4控制信号灯的译码电路 (17)2.2.5显示部分 (18)2.2.6夜间模式 (19)2.3总电路图 (19)3系统的仿真和总原理图 (21)3.1单元电路部分仿真和调试 (21)3.1.1控电路和信号灯译码电路的仿真与调试 (21)3.1.2计数器电路的仿真和调试 (21)3.1.3时钟信号电路的仿真与调试 (21)3.2整体电路的仿真与调试 (22)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)1绪论在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。
项目5交通信号灯电路的设计与制作
[项目实施 工作任务 名称 仪器设备 1.＋5V直流电源 3.1Hz连续脉冲源 5. 直流电压表 元器件选择 序 号 1 名称 型号规格 74LS160 个 数 3 序 号 6 名称 型号 规格 个 数 2 2 交通信号灯控制电路的设计与制作
2．万用表 4．双踪示波器 6．数字频率计
十进制 计数器
[项目分析与参考电路]
1．项目分析 十字交叉路口的交通信号灯平面布置如图51（a）。根据项目要求，交通信号灯正常工作的 流程如图5-1（b）所示。由图可知信号灯正常工 作有四个状态，同时需要进行30、20和5三种进 制的转换。
（a）交通信号灯平面布置图 （b）信号灯正常工作流程图 5-1 十字交叉路口的交通信号灯平面布置图与工作流程图
图5-11 四位二进制同步加法计数器
•②原理分析
• 由触发器的原理已知，决定触发器翻转的条件有两个: 一个是触发输入，另一个是CP脉冲。前面讨论的异步计 数器是靠控制CP脉冲来决定触发器翻转的，而同步电路 中各触发器的CP脉冲是同时加入的，所以触发器的翻转 只能靠触发输入来控制。由图5-11可看出，各触发器输入 端连线较复杂，不同于异步计数器结构。 • 由分析可知道该电路为四位二进制同步加法计数器 （或十六进制）。其时序图如图5-12所示。值得注意的是， 由于是同步计数器，所以其输出Q3Q2Q1Q0状态在CP下 降沿同时跳变，称为并行输出（如图5-12所示），大大提 高了工作速度。
2．参考电路
（1）交通信号灯控制器电路 交通信号灯的四种状态分别用S0、S1、S2、S3表示，表5-1 为信号灯控制器状态真值表。
表5-1 信号灯控制器状态真值表
（3）电路的工作过程
计数器在信号灯控制器74LS160（Ⅲ）进入S0状态时开 始计数，20s后与非门B产生归零脉冲，通过D门和非门让 计数器片（Ⅱ）和（Ⅲ）归零，并向信号灯控制器发出状 态转换信号（将归零脉冲引入片（Ⅰ）的CP端）。信号 灯控制器进入S1状态并开始计数， 5s后与非门C 又产生归零脉冲，计数器片（Ⅱ）和（Ⅲ）归零，并向信 号灯控制器发出状态转换信号。信号灯控制器进入S2状 态并开始计数，30s后与非门A又产生归零脉冲，计数器 片（Ⅱ）和（Ⅲ）归零，并向信号灯控制器发出状态转换 信号。信号灯控制器进入S3状态并开始计数，5s后与非 门C又产生归零脉冲，计数器片（Ⅱ）和（Ⅲ）归零，信 号灯控制器又进入S0状态，如此循环
交通灯控制电路设计+设计流程图+设计电路图+实物图
交通灯控制电路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，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、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靠在禁行线内。
实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。
1、设计目的1.掌握交通灯控制电路的设计、组装与调试方法。
2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。
2、设计任务与要求1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。
2.当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。
3.主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。
设计30s和20s计时显示电路。
4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，设置5s计时显示电路。
3、原理电路设计(1)设计逻辑流程(2)方案比较及整体电路方案一：根据题目，主支干道红绿灯分时亮可以分成四种状态。
若采用两个JK触发器即可满足。
考虑到主支干道计数的不同，需要从计数器那里产生一个信号，来使JK触发器改变状态。
当然可以通过逻辑推导，然后用各种基本的数字器件，如与非门，来产生一个满足要求的信号。
但是用到的器件比较多，而且布线较复杂。
所以不采用这个方案。
方案二：鉴于方案一，考虑采用中规模集成电路，因此选择使用了数据选择器。
将计数器某个计数到的信号，如5s，接到数据选择器的数据输入端，然后将由JK触发器产生的表明四种状态的信号Q2和Q1接到数据选择器的地址代码端。
这个方案解决了方案一的问题，所以采用了这种设计方法。
方案三：按照JK触发器习惯的接法，由数据输出端来的信号接到J或K，但是若计数器采用置零的方式，信号有效的时间很短，这就要求触发器有较高的扫描频率，但是计数器的频率已经固定是1s，造成同一个频率电路，却需要不同的频率。
因此采用直接接进触发器的使能端。
至此，确定了最后的方案。
(3)单元电路设计及电路的工作原理为了便于分析,把一些单元电路从整体电路中分离出来,同时为了电路的简洁明了,分析电路的逻辑时,还把次要的元件暂时移除.单元电路各部分以及功能如下:控制电路主控电路是本课题的核心，主要产生30s、20s、5s三个定时信号，它的输出一方面经译码后分别控制主干道和支干道的三个信号灯，另一方面控制定时电路启动。
交通信号灯电路设计
交通信号灯设计摘要在交通日益繁杂的今天，十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。
十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。
当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。
它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。
在交通灯的通行与禁止时间控制显示中，通常要么东西、南北两方向各50秒；要么根据交通规律，东西方向60秒，南北方向40秒，时间控制都是固定的。
但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受认为因素的影响。
采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。
它不顾当前道路上交通车辆数的实际情况变化，其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞，导致城市交通效率的下降。
代码是我们一行一行写出来的，通过各位组员们的努力，这一次的课题设计实验成功顺利完成，这离开各组员的努力和大家的配合。
也让我体会到团队的力量，让我意识到做一个项目最基本的必须具有团队协作的精神。
关键词：城市交通现代化交通控制交通灯脉冲信号发生器；计数器；译码器；555多谐振荡器目录内容摘要..................................................... - 1 - 前言.......................................................... - 4 - 交通信号灯定时控制系统的基本原理及框图.......................... - 5 - 设计方案........................................................ - 7 - 方案（一）、控制电路的组成及原理............................. - 7 - 方案（二）交通信号灯的可编程控制器控制...................... - 8 - 1．交通灯布置及控制要求.................................. - 8 - 2．可编程序控制器如下所说............................... - 8 - 方案（三）...................................................... - 9 -1. 控制电路的组成及原理..................................... - 9 -（1）脉冲发生器........................................ - 10 - （2）环形脉冲分配器.................................... - 12 - （3）功率放大器........................................ - 12 - 方案比较：..................................................... - 12 - 元器件清单..................................................... - 14 - 电路制作、调试与指标测量....................................... - 14 - 安装工艺与要求................................................. - 15 - 参考文献....................................................... - 16 - 附件：......................................................... - 17 -1、原理图................................................ - 17 -2、PCB图................................................ - 18 -3、3D图................................................. - 19 -《数字电路课程设计》任务一、课题名称: 交通信号灯电路设计二、技术指标:工作电压: 5±0.5V显示时间可调范围: 0.5---60s红灯显示时间：30±5s绿灯显示时间：25±5s黄灯显示时间：5±1s灯显示顺序：绿-黄-红-黄-绿，灯显转换时间：﹤0.1s三、要求：1.对给定的电路方案设计进行说明，估算元件参数与选择电路元件2．三图（原理图、印制电路图、装配图）齐全。
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城市交通信号灯的数字集成电路设计
摘要：随着城市的发展，城市的交通枢纽问题越来越引起人们的关注。
在道路交通形势日益紧张的城市道路系统中，如何利用现有道路交通系统对人、车、路三者的通行结构进行调配，是当前交通管理系统亟需解决的问题。
本文阐述了城市交通控制系统中最关键的控制系统――交通灯控
制系统的工作原理，提出了一种简单实用的基于数字集成电路的设计方法。
Abstract：With the development of the city，the transportation hub of the city gets more and more attention. In the urban road system of the road traffic situation，how to allocate the traffic structure of people，vehicles and road by the existing road traffic system is an urgent problem to be solved in the current traffic management system. This paper describes the most critical control system in the urban traffic control system：the principle of traffic lights control system and puts forward a simple and practical design method based on digital integrated circuits.
关键词：交通信号灯；数字集成电路；控制器；译码电路
Key words：traffic light；digital integrated circuit；controller；decoding circuit
中图分类号：U665.16 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）35-0152-03
0 引言
随着城市化的逐步发展，城市交通也发生了巨大的变化，虽然新修建数条高速公路及普通道路，但随着汽车的日益增长，市区交通仍然变得十分拥挤，而这些因素对人们的安全出行也带来很大隐患。
各交通路口的信号灯作为交管部门管理交通的重要工具之一，其合理使用可以为人们的安全出行提供保障。
交通信号灯主要由城市交通控制系统控制。
现代城市交通监控指挥系统中的城市交通控制系统一个综合化的计算
机道路交通管理系统，其主要功能包括城市交通数据监测、交通信号灯控制以及交通疏导。
在以计算机为主体的信息化交通管理系统中，如何运用科学的控制方法对已建的城市道路结构进行优化调度，缓解道路的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划系统亟待研究的课题。
数字电路具有逻辑性强和灵活性强的特点，数字电路芯片只要在一定范围内输入，都能得到稳定的输出，调试起来比较容易，电路工作也比较稳定，所以被广泛用于各种领域。
本文着重介绍运用数字集成电路进行控制的交通灯的设计
思路。
1 交通灯的设计要求及总体方案
1.1 设计要求
主干道和支干道十字路口设置交通灯，控制两条交叉道路上的车辆通行。
①每条道路设1组由黄、红、绿灯组成的信号灯，绿灯表示允许通行，红灯表示禁止通行，黄灯表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，而未过停车线的车辆停止。
②当主干道绿灯亮时，支干道红灯亮，且主干道绿灯亮的时间不少于60s。
③当主干道红灯亮时，支干道绿灯亮，且支干道绿灯亮的时间不超过30s。
④每次变换通行车道前，要求黄灯先亮5s。
1.2 总体方案
根据设计要求，交通灯控制系统的组成框图如图1所示：十字路口交通灯工作状态数据由状态控制器进行监测记录，通过状态译码器分别点亮相应状态的信号灯，秒脉冲发生器产生整个定时系统时基脉冲，通过减数计数器对脉冲减计数，达到控制每一种工作状态的持续时间，减数计数器的回零脉冲使状态控制器完成状态转换，同时译码器根据系统的下一个工作状态决定计数器下一次减计数的初始值，减计数器的状态由BCD译码器、数码管显示。
2 设计的主体内容
2.1 状态控制器的设计
①S0状态表示主干道绿灯亮，支干道红灯亮，60s定时开始计时，且通车时间未超过60s。
②S1状态表示主干道通车时间已达到30s，此时主干道黄灯亮，支干道红灯亮，5s定时器开始计时。
③S2状态表示主干道黄灯时间已超过5s，此时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，30s定时器开始计时。
④S3状态表示支干道通车时间已超过30s，此时，主干道红灯亮，支干道黄灯亮，5s定时器开始计时，以后当支干道黄灯计时超过5s时，接S0状态。
这四个状态可以用二进制编码表示，S0用00表示，S1用01表示，S2用10表示，S3用11表示，其状态转换图2所示。
这是一个二位二进制计数器，可采用中规模集成计数器CD4029构成状态控制器。
CD4029是一种CMOS电路二进制/十进制可异步置数的可逆计数器，若要实现多级级联，只需将前级计数器的进/借位信号CO连到下级计数器控制端C1即可，CD4029可实现二进制/十进制的可进位，可预置的加/减数。
状态器的脉冲可以用来自减法计数器的借位输出，根据译码显示器的借位变化来改变状态器的输入，控制状态器的
输出。
由CD4029所组成的状态控制器如图3所示。
2.2 译码电路的设计主干道上红、绿、黄信号灯的状态主要取决于状态控制器的输出状态，它们之间的关系见真值表，如表1。
对于信号灯状态，“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，两个方向的信号灯有4种输出状态。
由真值表分析可以求出各信号灯的逻辑关系。
选用半导体发光二极管来模拟交通灯，由于门电路的带灌电流的能力比一般带拉电流的能力强，要求门电路输出低电平时，点亮相应的发光二极管，所以在状态输出端设置了与非门和非门，以满足低电平的要求。
状态译码电路如图4所示。
2.3 定时电路的设计
定时要求主干道绿灯显示60s，支干道绿灯显示30s，黄灯显示5s，故需要一个能实现自动调节不同时间的定时器74LS245，通过使能端和控制端可以控制不同数字的输出。
预置到减数计数器的时间可以通过3片74LS245来实现，3片74LS245的输入数据分别接入60、30、5这3个不同的数字，74LS245的输出数据和减法计数器相连，实现设计要求的计时时间。
三片74LS245的输出与否由状态控制器来实现，当状态控制器在S0（Q2Q1=01）状态S4（Q2Q1=11）状态时要求黄灯亮，要求减法计数器从初始值5开始计时，可以
看出黄灯亮时Q1必须为1，所以可以用Q1来控制接数字5的74LS245。
当主干道绿灯亮时，60s计数器开始计时，由于74LS245的EN端接入低电平有效，而信号灯也是接人低电平有效，所以可以把74LS245的EN端与主干道的绿灯连接，同理，输入数据20的74LS245可以与支干道的绿灯信号相连，74LS245的管脚图如图5所示。
它主要实现的是三态门的功能，输出端除了有高电平和低电平两种状态外，还有第三种状态高阻状态。
其逻辑功能是：当使能控制信号EN=0时，若DIR=1，则数据传输通路为A到B，若DIR=0，则数据传输通路为B到A；而EN=1时，无论DIR为何值，A、B之间均呈高阻状态。
定时器的减数器主要是由异步可逆二/十进制计数器来实现，译码和显示电路主要是由74LS47和数码管来产生，74LS47管脚图如图6所示。
2.4 脉冲产生电路的设计
脉冲的产生电路主要是由555定时器产生的。
555定时器是一种中规模集成电路，只要在外部配上适当的几个元件，就可以构成施密特触发器，单稳态触发器及多谐振荡器等脉冲与变换电路，该器件的电源电压为4.5～16V，驱动电流可达到200mA左右，并且可以与TTL、CMOS逻辑电平相兼容。
多谐振荡器是一种无稳态电路。
对该电路通电后，电路
状态可以自动变换并且产生矩形波的输出。
555定时器组成的的脉冲发生器如图7所示。
将以上各模块进行逻辑连接，得到系统的电路原理图，如图8所示。
将各单元部分按照电路图连接后，进行各单元电路调试及整体调试，并通过软件仿真验证，完全达到设计要求。
数字集成电路具有体积小、重量轻、寿命长、可靠性高、性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产，由数字集成电路控制的交通信号灯也会越来越广泛地使用。
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