简易交通灯控制逻辑电路设计word精品
数电课程设计简易交通灯控制逻辑电路
数电课程设计简易交通灯控制逻辑电路数电课程设计简易交通灯控制逻辑电路交通灯是在公路交通中起到非常重要作用的设施之一，控制着交通的流动，保证了交通的安全顺畅。
而现代交通灯的实现和控制依赖于计算机技术，而其中的控制逻辑电路就是数电课程设计中可以涉及到的内容。
在本篇文章中，我们将会详细地介绍设计简易交通灯控制逻辑电路。
一、设计思路首先，我们需要了解交通灯的基本控制逻辑：红灯亮时，车辆和行人要停止前进；黄灯亮时，表示灯将要变为绿灯，车辆和行人要注意；绿灯亮时，车辆和行人可以前进。
基于这样的控制逻辑，在数电课中我们可以使用基本的逻辑门电路以及时序电路来实现交通灯的控制。
具体而言，我们可以使用以下电路元件：1. 555 定时器2. 开关3. 七段数码管4. LED 灯5. 逻辑门我们使用555 定时器实现时序控制，通过开关控制电路的启动和停止。
当电路启动时，第一组LED 灯亮起，表示绿灯，车辆和行人可以通行；在绿灯亮起后一段时间后，第二组LED 灯亮起，表示黄灯，此时车辆和行人应注意并减速。
最后，当黄灯持续一段时间后，第三组LED 灯亮起，表示红灯，此时车辆和行人应停止前进。
在逻辑电路设计方面，我们使用74LS08 门电路，构建逻辑电路。
使用开关控制定时器和LED 灯的工作，通过逻辑电路控制LED 灯的亮灭，从而实现交通灯的控制。
二、电路设计1. 定时器电路我们使用555 定时器构建定时器电路，该电路的具体实现如下：其中，R1、R2、C1 分别控制定时器的电路，R3 控制LED 灯的电流，R4 是保护电路。
在此基础上，我们可以控制定时器的启动和停止，从而控制交通灯的控制。
2. 逻辑电路我们使用74LS08 门电路构建逻辑电路，其中包括了与门、非门、或门等基本电路。
我们可以使用这些基本电路组成复杂的逻辑运算。
3. LED 灯我们使用LED 灯作为交通灯的信号灯，对应着绿灯、黄灯和红灯。
对于LED 灯的电路连接，我们可以通过实验发现，使用三极管可以有效地控制LED 灯的亮灭。
(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。
(整理)交通灯控制的逻辑电路设计
交通灯控制的逻辑电路设计一．概述伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车的数量在不断的增加,交通的问题日益突出，单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以，设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。
以下就是运用数字电子设计出的交通灯：其中红灯亮,表示该条路禁止通行;黄灯亮表示停车;绿灯亮表示允许通行.交通灯控制器的系统框图如下:系统框图(a)二．交通灯的组成和原理一个用来指挥车辆顺利、畅通通过十字路口的装置——交通灯.它可以显示车辆通行和等待的时间,以便车辆更有秩序的通过.一个交通灯应包含以下几个基本的部分:1.秒脉冲和分频器因十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮的比例为5:1:6,所以,只要用4秒为单位时间,则计数器每四秒输出一个脉冲.这一电路的实现就要用到秒脉冲和分频器.2.控制器图(c)根据状态表我们不难列出东西方向和南北方向绿、黄、红灯的逻辑表达式:东西方向:绿: EWG=Q4*Q5; 黄: 红: 南北方向:绿:黄:红: NSR=Q5;3.显示部分显示控制部分,实际是一个时控电路.当红灯亮时,使减法计数器开始工作(用对方的红灯信号控制),每来一个秒脉冲,使计数器减1,直到计数器为”0”而停止.译码显示用74LS248BCD码七段译码器,显示器用LC5011—11共阴极LED显示器,计数器采用可预置加、减法计数器74LS168.4.手动/自动控制,夜间控制部分此部分用选择开关进行.置开关在手动位置,输入单次脉冲,可使交通灯处在某一位置上,开关在自动位置时,则交通信号灯安自动循环工作方式运行.夜间时,将夜间开关接通,黄灯亮.三．设计要求(1). 满足如图(d) 顺序工作流程.图（d）图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为ＮＳＲ、ＮＳＹ、ＮＳＧ东西方向的红、黄、绿灯分别为ＥＷＲ、ＥＷＹ、ＥＷＧ．它们的工作方式,有些必须是并行的,即南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮;南北方向黄灯亮东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮。
简易交通灯控制电路的设计
简易交通灯控制电路的设计交通灯控制电路是现代城市交通管理的重要组成部分，其设计方案的合理性和可靠性对保障人民出行的安全和畅通至关重要。
在本文中，我将介绍一个简单的交通灯控制电路的设计方案，涉及到所需材料、电路设计、电路连接和电路测试等方面，旨在提供一种可行的设计思路及实现方法。
一、所需材料1. PCB板2. AT89C2051单片机3. LCD12864液晶显示屏4. DS1302时钟模块5. 7段LED数码管6. 红绿黄LED发光二极管7. 继电器8. 12V电源适配器9. 74HC595芯片10. 电容、电阻、连接线等二、电路设计本次交通灯控制电路采用单片机AT89C2051作为控制核心，通过LCD12864液晶显示屏展示交通灯状态，并且控制红绿黄三色LED灯。
还采用DS1302时钟模块来实现交通灯的定时控制，以确保交通灯的安全和准确性。
具体的电路设计如下：1.电源模块本电路采用12V电源适配器作为供电来源，将电源接入100uf电解电容并接入AT89C2051芯片VCC引脚，以确保芯片工作电压稳定。
2.时钟模块DS1302时钟模块通过连接到P1.0、P1.1和P1.2引脚来实现对交通灯的定时控制。
还需将时钟模块的CLK、DIO和RST引脚分别连接到AT89C2051芯片的P1.4、P1.5和P1.6引脚来实现数据传输和控制信号输出。
3.LCD显示模块将LCD显示屏的RS、RW和E引脚连接到AT89C2051芯片的P3.0、P3.2和P3.1引脚，将LCD数据引脚DB0-DB7连接到AT89C2051芯片的P2.0-P2.7引脚，以在交通灯控制过程中显示交通灯状态。
4.7段LED数码管模块将74HC595芯片、CD4511译码器和7段LED数码管连接在一起，将74HC595芯片的SER、SRCLK和RCLK引脚连接到AT89C2051芯片的P1.7、P1.5和P1.6，将CD4511译码器的A、B、C、D和O引脚分别连接到74HC595芯片的Q0-Q3和74HC595芯片的Q4引脚，将7段LED数码管的公阴极连接到CD4511译码器的O引脚，在交通灯控制过程中实现倒计时显示。
交通灯控制电路设计 (2)
交通灯控制电路设计简介交通灯是每个城市道路上必不可少的设备，用于管理和控制车辆和行人的通行。
交通灯控制电路是交通灯正常运行的关键组成部分，它负责将电力信号转换为特定的灯光组合，在不同的情况下精确控制交通流量。
本文档将介绍交通灯控制电路的设计原理、主要组成部分和操作逻辑。
设计原理交通灯控制电路的设计原理基于以下几个主要方面：1.电源供应：交通灯控制电路需要一个稳定可靠的电源供应，以确保交通灯可以持续运行。
通常使用交流电源或直流电源，具体根据实际情况来确定。
2.时序控制：交通灯按照预定的时间序列切换灯光状态。
通过精确的时间计时器和逻辑控制电路，控制不同方向的交通灯按照预设的时间间隔进行切换。
3.灯光控制：根据交通信号灯的功能需求，设计灯光控制电路。
典型的交通信号灯包括红色、黄色和绿色灯。
灯光控制电路需要能够根据时序控制信号切换相应的灯光状态。
4.状态检测：交通灯控制电路还需能够检测交通流量和故障情况。
例如，当检测到交通流量较大时，交通灯应能自动调整时间间隔以适应道路状况。
主要组成部分交通灯控制电路通常由以下主要组成部分构成：1.电源模块：电源模块负责提供稳定的电源供应，可以包括电源适配器、稳压电路和滤波电路等。
2.控制单元：控制单元是交通灯控制电路的核心部分，负责协调各个信号灯的状态变化。
它通常由计时器、逻辑门电路和触发器等元件组成。
3.灯光模块：灯光模块包括红色、黄色和绿色交通信号灯。
每个信号灯使用一个独立的LED或灯泡，通过控制电路切换不同的灯光状态。
4.传感器模块：传感器模块用于检测交通流量和故障情况。
常见的传感器包括车辆检测器和故障检测器。
操作逻辑交通灯控制电路的操作逻辑可以简单描述如下：1.初始化：交通灯控制电路在启动时进行初始化。
将所有信号灯设置为红色，并开始计时。
2.时间切换：按照预设的时间序列，在设定的时间间隔内，依次切换信号灯的状态。
例如，绿灯亮10秒、黄灯亮5秒、红灯亮20秒。
3.交通流量检测：控制单元通过连接的车辆检测器检测交通流量。
(完整word版)PLC课程设计——交通灯
交通信号灯PLC控制系统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、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。
为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。
用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。
分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。
可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。
随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。
PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。
专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。
由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现。
因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。
同时,PLC本身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理,可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理.由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便地实现。
因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。
同时有些还引入触摸屏模拟十字路口红绿灯闪亮及车辆通行，十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中的实际应用。
简易交通灯控制电路的设计
课程设计任务书课程名称电子线路课程设计课程设计题目简易交通灯控制电路的设计课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标1．东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间25秒。
2．东西方向与南北方向黄灯亮时间5秒。
3．南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮时间15秒。
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，特殊情况后能恢复正常。
二、设计要求1. 在选择器件时，应考虑成本。
2. 根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
3. 画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
三、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。
2．进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料1．童诗白，华成英主编，模拟电子技术基础。
[M]北京：高等教育出版社，2006年。
2．闫石，数字电路基础（第五版），[M]北京：高等教育出版社，2005.3．陈孝兵555集成电路使用电路集高等教育出版社，2002-84．王刚TTL集成电路应用机械工业出版社2000-10五、按照要求撰写课程设计实验报告成绩评定表：指导教师签字：2015 年1 月16 日一、概述随着我国汽车工业的发展，近年来交通事故高发，是一个普遍的问题，因此，交通红绿灯的设计，关乎所有人的生命安全。
本次课设要求完成红绿灯设计电路，且各个方向的时间不相同，但是东西方向可以共用一个红绿灯，南北方向也可以共用一个红绿灯，设计电路中，应该先选择触发器产生波形，计数器进行计数，这样计数时间一定后将进位端连上合适的门电路，产生符合要求的红绿灯设计电路。
二、方案设计设计方框图如图1所示图1. 方案设计方框图设计思路：（1）555芯片构造成多谐振荡器，产生时钟脉冲，时钟脉冲是总电路的控制，为计数器，各个数列提供时钟脉冲。
（2）用一个161的十六进制计数器组成的分频电路，把原来555所组成的时钟脉冲进行分频，555设计产生2HZ的时钟信号，161进行十倍分频，原信号变为0.2HZ这时候作为新的输入信号，用来做下一个161片子的时钟输入端。
交通信号灯控制逻辑电路设计
交通信号灯控制逻辑电路设计交通信号灯控制逻辑电路设计一、引言交通信号灯是交通管理系统中至关重要的一部分，它能够有效地控制车辆和行人的安全通行。
本文旨在设计一个具有高可靠性和可扩展性的交通信号灯控制逻辑电路，以实现以下目标：1.确保交通信号灯在正确的时间点亮和熄灭；2.实现多种交通模式的控制，如日常、高峰和紧急模式；3.具备故障检测和恢复功能，提高系统的可靠性。
二、系统设计1.硬件设计交通信号灯控制逻辑电路主要由以下几个部分组成：（1）微控制器：选择具有丰富I/O端口和强大处理能力的微控制器，如STM32。
它负责处理外部输入和控制信号灯的点亮和熄灭。
（2）交通信号灯：包括红、绿、黄三种颜色的LED灯，通过微控制器的GPIO 端口控制其点亮和熄灭。
（3）传感器：包括车辆检测传感器和行人检测传感器，用于检测车辆和行人的通行情况。
（4）存储器：存储交通信号灯的状态、故障信息和交通模式等。
（5）故障检测与恢复模块：实时监测交通信号灯的工作状态，一旦发现故障，立即进行恢复。
2.软件设计（1）操作系统：选择一个适用于微控制器的实时操作系统，如FreeRTOS。
它能够实现多任务管理和优先级调度。
（2）控制算法：根据车辆和行人的通行需求，设计控制算法来确定交通信号灯的点亮和熄灭时间。
（3）通信协议：实现与上位机或其他交通管理设备的通信，传输交通信号灯的状态、故障信息和交通模式等信息。
（4）故障检测与恢复程序：在软件层面实现故障检测与恢复功能，确保系统的可靠性。
三、逻辑电路设计1.日常模式：根据预设的时间表控制交通信号灯的点亮和熄灭，同时考虑车辆和行人的通行需求。
2.高峰模式：在高峰时段，延长绿灯时间，缩短红灯时间，提高车辆通行效率。
同时确保行人安全通过。
3.紧急模式：在紧急情况下，如交通事故或火灾，开启应急闪烁模式，以提醒车辆和行人注意安全。
同时，将相关信息传输给上位机和其他交通管理设备。
4.故障检测与恢复：实时监测交通信号灯的工作状态，一旦发现故障，立即进行恢复。
简易交通灯控制电路的设计
xxxxxx大学课程设计简易交通灯控制电路的设计班级学号学生姓名指导教师xxxxxx大学课程设计任务书课程名称电子线路课程设计课程设计题目简易交通灯控制电路的设计课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标1．东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间25s。
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15s。
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。
二、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。
2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。
3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
三、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用multisim软件仿真。
2．进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年2. 阎石，数字电子技术（第五版）．[M]北京：高等教育出版社，2005.3. 陈孝彬《555集成电路实用电路集》高等教育出版社2002-84. 王刚《TTL集成电路应用》机械工业出版社 2000-10五、按照要求撰写课程设计报告成绩评定表：指导教师签字：年月日一、概述本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路进行设计,使用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。
因此，在本次课程设计里，将以传统的设计方法为基础来设计交通控制信号灯。
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。
设A代表东西方向即主干道，B代表南北即支干道；R代表红灯亮，Y代表黄灯亮，G代表绿灯亮。
且设主、支干道红、黄、绿灯亮的四种状态分别由Q2、Q1的四种数值组合表示，时间设置如下（1代表灯亮，0代表灯灭）。
(完整版)交通信号灯控制电路设计
目录1．综述 (2)1.1设计任务 (3)1.2 基本要求 (3)2．工作原理 (4)2.1 整体方框图 (4)2.2 整机工作原理 (5)3．分机电路设计与计算 (5)3.1 秒信号产生器 (5)3.2 状态控制器设计 (6)3.3 状态译码器 (7)3.4 定时系统 (8)3.5 元件功能介绍 (10)4．整机电原理图 (14)5 . 调试要点 (15)6．元器件清单 (16)7．总结 (16)8．参考资料 (17)摘要随着现代城市交通的日益拥挤，一个有效的交通指挥系统对人们的安全出行、交通流量的提升和出行效率的提高日见重要，交通灯指挥系统是这一指挥系统最基层、分布面最广的重要组成部分之一。
本课程设计就交通灯控制电路的一个实用方案作了详细的分析与设计，它结合我们在校所学的模拟电子、数字电子、计算机等有关学科的知识，并参考了许多实用的参考方案，在此基础上，综合利用了数字逻辑功能这一强大工具，引入了电子设计自动化技术，还运用了protel软件等手段来完成电路方案及PCB印制板的设计。
本设计方案比较新颖，巧妙地采用了8总线收发器和可预制可逆计数器，使设计更灵活，而且还设置了完整的倒计时功能设计，因而控制和显示方案具备，更主要的优点是功能已接近软件设计，可按需要较容易地变化通行时间或扩展功能，本文所设计的方案完善，具有较好的实用价值。
关键词状态控制器定时系统秒脉冲发生器译码器计时器前言随着我国城市化建设的发展，人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进入了寻常老百姓的家庭，再加上政府大力发展公交车、出租车，使得道路上车辆越来越多，许多大城市如北京、上海、南京等均出现了道路交通超负荷运行的情况。
所以，如何采用合适的控制方法，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。
交通控制器的设计有采用软硬件两种方案。
(完整word版)交通灯控制电路设计-方案
交通灯控制电路设计一、设计任务与要求设计一个十字路口交通信号灯控制器，其中红灯〔R〕亮，表示该条路禁止通行；黄灯〔Y〕亮表示停车；绿灯〔G〕亮表示允许通行。
其要求如下：1.设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR，NSY，NSG；东西方向的红、黄绿灯分别为EWR，EWY，EWG。
2.满足两个方向的工作时序：东西方向红灯亮的时间应等于南北方向黄、绿灯亮的时间之和；南北方向红灯亮的时间应等于东西方向黄、绿灯亮的时间之和。
一个周期为60秒，其中，绿灯亮25秒，黄灯亮5秒，红灯亮30秒。
其中NSG （EWR）→NSR（EWG），黄灯用于闪烁提示绿灯变为红灯。
交通灯顺序工作流程图如图1所示：3.十字路口要有数字显示装置，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。
具体要求为：当某方向绿灯亮时，置计数器为某一数值，然后以每秒减1的计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，进入另一个方向的工作循环。
例如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为29，并使数显计数器开始减“1”计数，当减法计数到绿灯灭而黄灯亮（闪耀）时，数码管显示的数值应为4，当减法计数到“0”时，黄灯灭，而南北方向的红灯亮；同时，使得东西方向的绿灯亮，并置东西方向的数码管的显示为29。
4.可以通过开关将交通灯手动调整为夜间状态，夜间状态为只有黄灯闪耀。
黄灯一直闪耀，提醒过往行人注意。
二、总体框图：根据设计任务和设计要求，我们可以从三个部分考虑。
1．交通灯的灯显部分由于交通灯显示的时间分别为绿灯亮25秒，黄灯亮5秒，红灯亮30秒，所以灯显时间周期为60秒。
由于绿、黄、红灯亮的时间比例为5：1：6，所以计数器每工作循环周期为12，可以选用12进制的计数器。
我选用了中规模74LS164八位移位寄存器组成扭环形12进制计数器。
由74LS164来控制各路口灯的亮灭。
另外，由于设计要求电路可以通过开关将交通灯手动调整为夜间状态，夜间状态为只有黄灯闪耀。
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推南呼紅爭院电子技术课程设计报告题目：简易交通灯控制逻辑电路设计学生姓名：学生学号：年级：2014 级专业：自动化班级：(1)班指导教师：机械与电气工程学院制2017年5月简易交通灯控制逻辑电路设计机械与电气工程学院自动化专业1设计的任务与要求1.1 课程设计的任务本系统由单片机系统、数码管显示、交通灯显示系统组成。
系统除基本的交通功能外，还具有倒计时。
东西、南北两个干道交于一个十字路口，各干道有一组红、绿、黄三色的指示灯。
红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。
黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换。
1.2 课程设计的要求本次课程设计实现的交通灯是带有额外的功能，预期实现的主要功能如下。
（1）具有时间显示功能，就是数码管倒计时功能；（2）红绿灯具有两种状态，南北直行，东西直行；（3）具有模式转换功能，切换到不同状态，交通灯通行时间不一样；程序开始运行先南北段通行、东西段禁止60s,后东西段通行、南北段禁止60s,依此循环。
系统分三种工作模式：正常模式、繁忙模式、特殊模式，并且通过三个按钮“正常”、“繁忙”、“特殊”可相互转化。
正常模式：直行时间显示数码管显示60。
此时南北段直行通行（绿灯）、东西段禁止（红灯）60s,倒计时到3s时，黄灯亮，提醒人们注意了。
然后是东西段通行（绿灯），南北段禁行（红灯）,一直循环下去。
繁忙模式：南北段、东西段的通行时间改为30s，其它与正常模式类似。
特殊模式：特殊模式红灯全亮，倒计时20s，到最后3秒黄灯闪3次后并转入正常模式。
2 简易交通灯控制逻辑电路设计方案制定2.1 简易交通灯控制逻辑电路设计的原理系统上电或手动复位之后，系统先显示状态灯及LED 数码管，将状态码值送显P1 口，将要显示的时间值的个位和十位分别送显P0 口，在此同时用软件方法计时1秒，到达1s就要将时间值减1,刷新LED数码管。
时间到达一个状态所要全部时间，则要进行下一状态判断及衔接，并装入次状态的相应状态码值以及时间值，当然，还要开启两个外部中断，其一为紧急情况处理中断，一旦信号有效，即K键为低电平时进入中断服务子程序，东西南北路口的保持现有通行状态，再按一下K键，中断结束返回。
其二为通行时间调整中断，若按键有效，进入相应的中断子程序，对时间进行调整，可延长或减少某一路段的通行时间，此后再按键则中断结束返回。
2.2简易交通灯控制逻辑电路设计的技术方案图2总程序流程图3简易交通灯控制逻辑电路设计方案实施3.1复位电路单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚 RST 上外接电阻和电容，实现上电复位。
当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。
复位电平的持续时间必须大于单片 机的两个机器周期。
具体数值可以由 RC 电路计算出时间常数。
复位电路由手动复位和 上电复位两部分组成。
上电复位电路要求接通电源后，通过外部电容充电来实现单片机自动复位操作。
上 电瞬间RESET 引脚获得高电平，随着电容的充电，RERST 引脚的高电平将逐渐下降。
RERST 引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位 操作。
手动复位：手动复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、 RST 也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。
单片机复位期间不产生 ALE 和PSEN 信号，即ALE=1和PSEN=1。
这表明单片机复位 期间不会有任何取指操作。
图3定时器中断的流程图图4外部中断0的中断流程图3.2振荡电路单片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用非常大，全称叫晶体振荡器，它结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片机的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。
单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。
单片机的时钟电路设计有两种方式，一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方式。
在内部时钟方式下单片机内部的高增益、反相放大器通过XTAL1、XTAL2夕卜接作为反馈元件的外部晶体管振荡器与电容组成的并联谐振回路构成一个稳定的自激振荡器,向内部时钟电路提供振荡时钟。
震荡器的频率主要取决于晶体的振荡频率。
MCS-51单片机的晶体振荡频率可以在1-12MHZ范围内选择，电容C1、C2的选择范围是15-45pF, 电容的大小会影响振荡器的稳定性和起振速度。
外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内。
此方式常用于多片单片机同时工作，以便于各单片机的同步。
一般要求外部信号高电平的持续时间大于20卩s,且为频率低于12MHz的方波。
本设计采用内部时钟方式，采用12MHz的晶振和两个22pF的电容。
图7最小系统3.3 LED显示器LED显示器由七个发光二极管组成，因此也称之为七段LED显示器，此外，显示器中还有一个圆点型发光二极管（在图中以dp表示），用于显示小数点。
通过七段发光二极管的不同组合，可以显示多种数字、字母或者其他符号。
LED显示器中的发光二极管共有两种连接方法。
如图3-3所示。
（1）共阳极接法把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。
使用时公共阳极接+5V。
这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不点亮。
（2）共阴极接法把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。
使用时公共阴极接地，这样阳极端输入高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的则不点亮。
此设计用共阴级的2位数码管图8 LED 引脚图及两种接法 LED 显示分为动态显示和静态显示：（1） 静态显示，是指显示器显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地导通或 截止。
这种显示方法每一位都需要有一个 8位输出控口控制，占用硬件资源多，一般用 于显示位数较少场合。
静态显示时，较小的驱动电流就可以得到较高的显示亮度，所以 可由接口芯片直接驱动。
（2） 动态显示，是一位一位地轮流点亮各位数码管。
对于多位 LED 显示器的接口电路来说，需要有两个输出口：各位数码管的段控线相应并联在一起，由一个8位的I/O 口控制，还学要一个输出口输出位控制信号，“位控”实际上就是对LED 显示器的公 共端进行控制，位控信号的数目与显示器个数相同。
这种电路的特点是节省I/O 口线， 硬件电路相对静态显示方式简单。
动态显示方式的硬件电路简单，动态显示采用多路复用技术的动态扫描显示方式， 利用人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短，发光的亮度等因素。
静态显示程序简单，且CPU 占用率低，但每个LED 数码管需要一个锁存器来锁存 每一个显示位的代码，硬件开销大，仅适合显示位数较少的场合。
本设计采用两个二位一体共阴数码管，不管将几位数码管连在一起，数码管的显示 原理都是一样的，用P0 口来控制LED 数码管的段控线和和利用 P2 口控制位控线，动 态显示采用动态扫描的方法进行显示及循环点亮每一个数码管， 虽然任何时刻都只有一 位数码管被点亮，但由于人眼存在暂留效应，只要每位数码管间隔时间足够短，就可以 给人以同时显示的感觉。
共阴极db -40-HO-k> * *共阳极+ 5V引脚图图9二位数码管3.4发光二极管模拟红绿灯它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能，常简写为 LED 。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN 结组成，也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电 压后，从P 区注入到N 区的空穴和由N 区注入到P 区的电子，在PN 结附近数微米内 分别与N 区的电子和P 区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子 和空穴所处的能量状态不同。
当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能 量越多，则发出的光的波长越短。
常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
发光二极管的反向击穿电压约 5伏。
它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联 限流电阻以控制通过管子的电流。
3.5按键模块程序开始运行先南北段通行、东西段禁止 60s ，后东西段通行、南北段禁止60s ，依 此循环T H 寸H1ABCDEFG DP 12图10启动与停止电路系统分三种工作模式：正常模式、繁忙模式、特殊模式，并且通过三个按钮“正常”、“繁忙”、“特殊”可相互转化这里用到了二极管做开关，是为了防止有一按键被按下3根线同时低，中断无效二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。
禾U用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。
D1 2..DIODED2 §DIODE ,■■ ■ . ■ o ■gD3 -DIODE--正常I*图11按键电路3.7电子秒表系统电路图图12简易交通灯控制逻辑电路总电路图3.8元器件清单4简易交通灯控制逻辑电路的仿真实现4.1仿真软件介绍4.1.1 STC89C52 简介STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。
使用咼密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
功能:STC89C52具有以下标准功能：8K字节Flash, 256字节RAM , 32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节点模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，指导下一个中断或硬件复位为止。
4.1.2 C 语言介绍C 语言是一种通用的计算机程序设计语言，它既可以用来编写计算机的系统程序也可以用来编写一般的应用程序。
以前计算机的系统软件主要用汇编语言编写，单片机应用系统更是如此。
由于汇编语言程序的可读性和可移植性都较差，采用汇编语言编写单片机应用程序不但周期长，而且调试和排错也比较困难，为了提高单片机应用程序的开发效率，改善程序的可读性和可移植性，采用高级语言无疑是一种最好的选择。
C 语言既具有一般高级语言的特点，又能直接对计算机的硬件进行操作，表达和运算能力也较强，许多以前只能采用汇编语言来解决的问题现在都可以用C 语言来解决。
综上所述，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，故本课题采用C 语言实现软件功能。
4.1.3 Keil uVision4 介绍本课题采用Keil uVision4 软件开发系统，Keil uVision4 是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单片机C 语言软件开发系统。