交通红绿灯课程设计

南华大学电气工程学院

《电子技术课程设计》任务书

设计题目：交通红绿灯

专业：电气工程及其自动化

学生姓名: 学号:

起迄日期: 2013 年9月30日——2014年1月3日指导教师:

《电子技术课程设计》任务书

2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：

设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。

3．主要参考文献：

[1] 康华光. 电子技术基础（模拟部分）第五版[M]. 北京：高等教育出版社，2006

[2] 康华光. 电子技术基础（数字部分）第五版[M]. 北京：高等教育出版社，2006

[3] 中国集成电路大全编写委员会. 中国集成电路大全集成运算放大器[M]. 北京：国防工业出版社，1985

[4] 孙梅生，李梅莺，徐搌英. 电子技术基础课程设计[M]. 北京：高等教育出版社，1989

[5] 彭介华. 电子技术基础课程设计[M]. 北京：高等教育出版社，1997

4．课程设计工作进度计划：

序号起迄日期工作内容

12013.09.20~2013.09.25

明确设计任务，根据任务进行方案选择，画出系统框图。

22013.10.8~2013.10.22

对方案中的各部分进行单元电路的设计，参数计算和器

件选择。完成单元电路的仿真。

32013.10.23~2013.11.08

将各部分连接，画出完整的系统原理电路图。完成仿真。42013.11.11~2013.11.30

绘制电路原理图、PCB板、元器件装配图。调试电路5013.12.05~2014.1.4

撰写、修改设计说明书。设计说明书定稿

主指导教师日期：2013年9 月30 日

目录

1 概述 (1)

1.1 设计任务及指标 (1)

1.2 总体设计 (1)

1.3 仿真 (3)

2 电路设计

2.1 单元电路设计 (3)

2.1.1 秒脉冲电路设计·····································`3

2.1.2定时器 (3)

2.1.3 控制电路 (5)

2.1.4 译码及显示电路 (7)

2.2 总电路图及实物图 (8)

2.3 材料清单 (8)

3 结论 (10)

4 心得与体会 (10)

5 参考文献 (11)

6 附录 (12)

1 概述

1.1 设计任务及指标：

设计十字路口的交通灯控制管理器

要求如下：

（1）主干道方向通行和支干道方向禁止通行，历时1min。

（2）主干道方向禁止通行和支干道方向仍然禁止通行，历时10s。

（3）主干道方向禁止通行和支干道方向通行，历时1min。

（4）主干道方向仍然禁止通行和支干道方向停车，历时10s 之后又返回到第一步循环。

1.2 总体设计

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: 表示主道或支路车道绿灯亮的时间间隔为60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10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 系统原理框图

（1）主车道绿灯亮，支路车道红灯亮。表示主车道上的车辆允许通行，支路车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔TL时，控制器发出状态信号ST，转到下一工作状态。

（2）支路车道黄灯亮，支路车道红灯亮。表示主车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，支路车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。

（3）主车道红灯亮，支路车道绿灯亮。表示主车道禁止通行，支路车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。

（4）主车道红灯亮，支路车道黄灯亮。表示主车道禁止通行，支路车道上位过县停车线的车辆停止通行，已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TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第（1）种工作状态。

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表1、2所示，控制器应送出甲、支路车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下表1-2规定：

表1-2 系统状态表

图1-2画出了控制器上述4种状态转换图：

图1-2 交通灯状态转换图

1.3 仿真

采用的是Multisim 10 File软件进行电路仿真，仿真电路图见附录图3-1

2．电路设计

2.1 单元电路设计

2.1.1 秒脉冲电路设计

秒脉冲发生器由NE555电路及外围电路组成，因为该电路的输出脉冲的周期

T≈0.7(R1+2R2)·C,若T=1s，令C=10μf，R1=39KΩ,那么R2≈51KΩ。取一固定电阻47KΩ与一个5KΩ的电位器想串联代替电阻R2。在调试电路时，调节电位器R P ,使输出脉冲周期为1s。

图2-1 秒脉冲信号发生器电路图

2.1.2定时器

定时器由与系统秒脉冲（由时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成，要求计数器