简易交通灯控制电路的设计
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。
交通灯控制电路的设计（实验报告）
交通信号灯控制电路的设计一、设计任务与要求1、任务用红、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车辆交替运行，且通行时间都为25s的十字路口交通信号灯，并且由绿灯变为红灯时，黄灯先亮5s，黄灯亮时每秒钟闪亮一次。
2、要求画出电路的组成框图，用中、小规模集成电路进行设计与实现用EAD软件对设计的部分逻辑电路进行仿真，并打印出仿真波形图。
对设计的电路进行组装与调试，最后给出完整的电路图，并写出设计性实验报告。
二、设计原理和系统框图（一）设计原理1、分析系统的逻辑功能，画出其框图交通信号灯控制系统的原理框图如图2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。
秒脉冲信号发生器是该系统中定时器和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1 交通灯控制电路设计框图图中：Tl：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25s，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5s。
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。
它一方面控制定时器开始下一个工作状态的定时，另一方面控制着交通信号灯状态转换。
2、画出交通信号灯控制器ASM图（1）甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。
表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。
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）乙车道黄灯亮乙车道红灯亮。
表示甲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乙车道禁止通行。
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）甲车道红灯亮乙车道绿灯亮。
表示甲车道禁止通行乙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。
简易交通灯控制逻辑电路设计-数电课程设计
数字电子课程设计＿＿＿＿＿交通信号灯控制器学校：河南大学专业：自动化班级： 07自动化姓名：张利学号：目录一、设计任务书与要求 (3)二、方案设计与论证 (3)三、单元电路设计 (4)四、总原理图与单元清单 (8)五、结论与心得 (8)六、参考文献 (9)简易交通灯控制逻辑电路设计一、设计任务与要求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。
二、方案设计与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。
方案一：交通灯控制原理图:图11)正常运行时倒计数首先倒计时预置数,通过秒脉冲源给器发送秒脉冲,倒计时器开始倒计时,驱动时间显示器显示,并且交通灯也正常运行,当倒计时器计到5s时,我们当然同时可以在时间显示器上看到,这时倒计时器驱动黄灯控制器,使正在亮绿灯方向的黄灯闪烁,当倒计时器计到0时,驱动计数进制转换器,使倒计时器预置为另一个进制,并同时控制和改变交通灯的显示,其实就是计数进制转换器既可以完成进制转换,也同时充当了交通灯的转换功能.如此往复循环.2)紧急情况时当按下紧急开关时,倒计时器一直处于清零状态,车辆通行的交通灯四个方向的红灯同时亮起.并且在出现紧急情况后恢复正常时通过紧急开关可以切换哪个方向先通行.1)正常运行时由555定时器计时,驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,当一个方向的计数完成之后会产生一个脉冲,给通道选择器, 然后通道选择器驱动计数进制转换器转换到另一个进制,由计数进制转换器预置555定时器的定时时间,然后再驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,如此往复,其中555定时器是由电阻和电容来控制定时时间,其中的计数进制转换器就可用一个数据分配器74138来选择所需电阻的大小来控制,通道择器就可用两个JK触发器构成一个四进制的计数器,其中两个输出端就可以来作为计数进制转换器74138的输入,并且这两个输出端还可作为交通灯选择器74138的输入2)紧急情况时当按下紧急开关时,使交通灯选择器的使能端为0,各个方向的红灯直接接到电源,这样可以使车辆通行的交通灯四个方向的红灯同时亮起.选择:通过这两个方案的对比,由第二个方案用的是555定时器来计时,所以无法显示倒计时的时间, 并且在出现紧急情况后恢复正常时也不能通过紧急开关切换哪个方向先通行.我觉得第一个方案更符合我们的实际要求,所以我选择了第一个方案. 三、单元电路设计1．倒计时计数器这里是采用两片74192两片芯片构成16和11进制计数器,控制个位数字的74192的减计数控制端接1HZ的脉冲输入,其中输入端A、C是接在一起并接在进制控制器的输出端。
简易交通灯控制电路.pptx
1）顶层模块： 此模块只做例化，即对底层的控制模块和译码模块 进行例化，而不做逻辑设计。
2）控制模块： 此模块是本程序的主体，主要是控制各个灯颜色（ 此模块并不控制黄灯的闪烁） 的转换，以及倒计时时间输出
系统时钟 sysclk_10Hz
分频
分频时钟 sub_clk_1Hz
时序说明：首先还是加上系统时钟之后，用 reset 清零，则计数器清零、所 有灯都不亮。但reset 为 1 之后模块开始工作，首先是计数器开始计数，随 之分频 时钟会根据计数器的变化而周期变化，绿
灯会先亮 40 秒，之后黄灯也会亮（闪烁 在译码模 块实现）5 秒，然后就是红灯亮20 秒，以后就是循 环以上步骤的过程， 同时在循环过程中，倒计数
1hz 时钟
系
统
程序时 总体设计
钟
信
号
分频
个位 各 个 十位 状 态 转 变
分频时钟
七段译码 七段译码
黄灯闪烁控制
绿红亮 65s 黄闪 5s
全局控制信号 reset
首先，输入的10Hz 的系统时钟和全局控制端 reset ，输出为个位数字的七段 译码，十位数字七 段译码以及各个灯最后状态。 然后由于系统时钟
25000000 之前，分频时钟都是低电位，到 25000000 的时候分频时钟 的第一个上升沿来临，
此时状态控制开始运转，先工作的是绿灯，它会经
过从 39 到0 的倒计时过程，同时译码模块也开始 工作，颜色控制colour 是100，表征绿灯的点亮， 经七段译码，这个倒计时数字也会同步显示出来
经过 40s（也就是经过 40*10 个系统时钟上升沿之
简易交通灯控制电路
12电信2班 刘超凡 李莹
简易交通灯控制的PLD设计
设计任务
某交叉路口南北方向有红灯（A1）、黄灯（B1）、绿 灯（C1），东西方向有红灯（A2）、黄灯（B2）、绿 灯（C2）。红灯亮是停车信号，绿灯亮是通车信号， 黄灯亮是右转弯信号。
N
W
E
S
2
交通规则
南北方向红灯亮及东西方向绿灯亮（3S） 南北方向黄灯亮及东西方向黄灯亮（1S） 南北方向绿灯亮及东西方向红灯亮（3S） 南北方向黄灯亮及东西方向黄灯亮（1S）
A1(C Q 3 2Q )1Q 2 B1(BQ 21)Q2
C1( A Q 32 Q )1Q2
Quartus II设计流程
创建工程项目
在硬盘新建一个你自己的文件夹， 把工程项目保存在此文件夹里。
选择器件：EPM240T100C5
完成工程项目创建
创建原理图文件
点击
输入器件操作
时钟分配矩阵
蜂呜器
电平开关
EPM240T100C5
单步脉冲开关
实验要求
用指示灯显示，验证计数和交通灯的功能（必做）； 增加计数的数码管显示功能；（选做） 增加黄灯的声音提醒功能； （选做）
1
0
1
1
1
南北方向信号灯
A1(红)
B1(黄)
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
A2(红) 0 0 0 0 1 1 1 0
东西方向信号灯
B2(黄)
C2(绿)
0
1
0
1
0
1
1
0
简易交通灯控制的PLD设计
设计的交通灯控制系统具有灵活性高、可靠性好、易于扩展等优点，能 够满足实际交通需求，具有一定的实用价值。
在设计过程中，我们采用了自顶向下的设计方法，将整个系统划分为多 个模块，便于代码编写和调试。同时，我们还采用了仿真测试的方法， 对设计的正确性进行了验证。
电源电路
用于提供稳定的电源，确保交 通灯的正常工作。
交通灯控制系统的基本工作原理
信号采集
通过传感器或其他设备检测道 路上的车辆和行人流量，并将
信号输入控制电路。
信号处理
控制电路根据输入的信号和时 钟电路的定时信号，计算出各 个方向上通行或等待的时间。
输出控制
控制电路根据计算结果，控制 红、绿、黄三色灯的亮灭，指 示车辆和行人通行或等待。
展望
在未来的工作中，我们可以进一步优化交通灯控制逻辑，提高系统的效率和可靠性。例如， 可以通过增加传感器和检测器，实现交通灯的自动调节和智能控制。
此外，我们还可以将该设计应用于其他领域，如智能家居、工业自动化等，实现更广泛的用 途。同时，我们也可以将该设计与其他技术相结合，如人工智能、物联网等，实现更加智能 化的控制和管理。
最后，我们希望本次设计能够为其他相关领域的研究提供一定的参考和借鉴，推动相关领域 的发展和进步。
感谢观看
THANKS
交通灯控制系统需要处理复杂的逻辑 关系，如红、绿、黄灯的顺序切换和 时间间隔，以满足道路交通的需求。
PLD简介
PLD，即可编程逻辑器件，是一种集成 电路，其逻辑功能可以根据用户的需求
进行编程和配置。
PLD包括多种类型，如可编程逻辑阵列 （PLA）、可编程阵列逻辑（PAL）、 通用可编程逻辑（GAL）和复杂可编程
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。
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。
实验八交通灯控制电路的设计
特殊灯光信号
在某些情况下，交通灯还具 有特殊的灯光信号，如左转 箭头、行人过街等，以满足 不同交通需求。
控制电路设计思路
微控制器核心
采用微控制器作为控制核心，通过编程 实现交通灯灯光信号的时序控制。
输出驱动电路
设计合适的输出驱动电路，以驱动交 通灯的LED或灯泡，确保灯光信号的
稳定性和亮度。
输入信号处理
经验教训分享
电路设计需严谨
在电路设计时，应充分考虑元器件的选型、布局 和连接方式，确保电路的稳定性和可靠性。
调试过程需耐心
在电路调试过程中，遇到问题时需保持冷静，耐 心分析并逐一排查故障，确保电路的正常运行。
团队协作很重要
在实验过程中，团队成员之间应充分沟通、协作 配合，共同解决问题，提高工作效率。
问题诊断及优化措施
问题诊断
针对仿真结果中不符合设计要求的部分，进行问题诊断，找出 可能的原因，如元器件参数不合适、电路连接错误等。
优化措施
根据问题诊断的结果，采取相应的优化措施，如调整元器件参数、修 改电路连接方式等，以提高交通灯控制电路的性能和稳定性。
再次仿真测试
对优化后的交通灯控制电路进行再次仿真测试，验证优化 措施的有效性，并记录优化后的仿真结果。
06
实验总结与展望
实验成果总结
交通灯控制电路的成功设计
通过合理的电路设计和元器件选择，成功实现了交通灯的红黄绿 灯光控制，且运行稳定可靠。
实Hale Waihona Puke 了定时控制功能通过内置的定时器模块，实现了交通灯的定时控制，使得灯光能够 按照设定的时间间隔进行切换。
完成了实验报告与演示
详细记录了实验过程、数据分析、电路图及实验结果，并进行了实 验演示，验证了交通灯控制电路设计的可行性。
交通灯控制电路设计与制作
目录摘要I1 方案设计与选择11.1方案一原理设计11.2方案二原理设计22 单元电路设计42.1 秒脉冲信号发生器42.2 五进制计数器52.3 移位寄存器72.3 信号灯控制132.3.1 红灯信号控制132.3.2 绿灯信号控制132.3.3 黄灯信号控制133 元器件清单144 制作及调试154.1 制作154.2 调试154.3 调试过程中发现的问题及解决16结束语17参考文献18交通灯控制电路设计与制作1 方案设计与选择要求设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒，黄灯先亮5秒，才能变换运行车道，黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。
根据要求要用到1Hz时钟脉冲源，可用555定时器来实现，还要用到计数器，逻辑门等器件来实现。
1.1方案一原理设计交通灯控制原理图1如下图1-1所示：图1-1 交通灯控制原理图1首先用NE555定时器产生1Hz脉冲作为时钟脉冲信号源，用74LS161构成五进制计数器，每五秒自动清零，同时给74LS164移位寄存器一个脉冲信号，使寄存器移位，然后通过74LS164移位寄存器分别实现5秒，20秒，25秒的循环控制，分别使对应的黄灯，绿灯，红灯亮。
最后用黄灯信号和秒冲信号源进行与逻辑运算，使得黄灯能够每秒闪烁一次。
交通灯控制电路图1如下图1-2所示：图1-2 交通灯控制电路图11.2方案二原理设计交通灯控制原理图2如下图1-3所示：图1-3 交通灯控制原理图2 秒脉冲发生 器 控制器 译码器 信号灯0.2Hz 1Hz用两片NE555定时器分别产生0.2Hz和1Hz的脉冲信号，0.2Hz的信号给74LS161计数器，实现5秒触发一次，74LS161构成十进制循环计数，然后接7442 四线-十线译码器对计数器的信号进行译码，信号通过非门，与非门的组合后接到适当的交通灯上。
1Hz的脉冲信号与黄灯信号逻辑与，实现每秒闪烁一次。
十字路口的交通灯控制电路设计
设计任务书设计要求和技术指标1、技术指标：设计一个十字路口的交通灯控制电路,每条道路上各配有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该道路禁止通行；黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯表示该道路允许通行。
该电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，实现十字路口自动化。
2、设计要求（1）要求甲车道和乙车道上的车辆交替运行，每秒通行时间为25秒种；（2）要求黄灯先亮5秒种，才能变换车道；（3）黄灯亮时要求每秒闪亮一次；（4）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图；（5）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；（6）拟定测试方案和设计步骤；（7）写出设计性报告。
目录一、引言 (3)二、交通灯的组成 (4)三、单元电路的设计 (8)1、秒脉冲发生器 (8)2、定时器 (8)3、控制器 (10)4、译码器 (12)5.交通信号灯 (14)6.整个交通灯控制系统的布局 (14)四、PCB板的制作 (15)1、原理图绘制 (15)2、PCB图排线 (15)五、焊接技术 (16)六、仿真过程与效果分析 (20)七、元器件清单 (23)八、体会总结 (24)九、鸣谢 (25)十、参考文献 (26)附录交通灯原理图（整体布局）引言数字电子技术基础是高等学校弱电类各专业的一门重要的技术基础课程。
这门课程发展迅速、实用性和应用性强，侧重于逻辑行为的认知和验证。
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。
同时也随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。
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沈阳航空航天大学程设计（说明书）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2002-8.4. 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、 概述简易交通灯电路是脉冲数字电路的简单应用，设计了交通信号灯不同方向在不同 的时间倒计时内，亮不同的的信号灯的功能，同时应用了七段数码管来显示时间。
此 交通灯可以在实现东西、南北方向红黄绿灯的颜色转换，接下来就是按照4个阶段循环 发光，并且如果发生紧急事件看，可以手动控制四个方向红灯全亮，禁止该道路的车 辆通行，特殊情况过后才能恢复正常。
这在当今社会交通中具有广泛的应用价值，有 效的减少交通拥堵和交通事故。
本电路主要有四个模块构成：555脉冲发生器、5倍分频器、倒计数器、主控制电 路和手动控制电路。
整个电路是有秒脉冲提供脉冲，有计数器进行计数功能向译码显 示电路显示倒计时，而且也控制三种灯泡的发光。
二、 方案论证2.1设计思路根据设计要求，十字路口车辆运行情况只有4种可能：1)设开始时东西方向绿灯 通行，南北红灯不通行，持续时间为 25s 。
2)25s 后，东西方向绿灯变黄灯，南北方 向红灯保持不变，持续时间为 5s 。
3)5s 后，东西方向黄灯变红灯禁止通行，南北方 向红灯变绿灯通行，持续时间为15s 。
4)15s 后，东西方向红灯不变禁止通行，南北 方向绿灯变黄灯，5s 后又回到第一种情况，如此循环反复。
因此，要求主控制电路也 有4种状态。
其控制原理框图如图1所示。
图1简易交通灯电路的原理框图方案一：用555构成的多谐振荡器产生秒脉冲，分别给两个不同的电路循环提供刺激脉冲信号，然后用分别对东西干道和南北干道建立电路循环圈。
原理是当前一计数器倒计时结束时，产生进位脉冲来控制后一计数器开始工作，而此计数器自身停止工作。
以此进行循环，就可以实现不同时刻电路的显示。
方案二：用555构成的多谐振荡器产生秒脉冲，根据简单移位寄存器只有四个状态，与此时的正好完全相同，因此用移位寄存器构成系统的主控模块，驱动信号灯的显示和计数器的预置数，同时在东西干道和南北干道上各只需要一个计数器。
根据不同时刻移位寄存器给计数器进行预置数，可以显示不同的倒计时。
方案三用555构成的多谐振荡器产生秒脉冲，分别设计25位计数器，两个5位计数器, 15位计数器。
作用是实现对四个不同进制计数器的芯片选择，而其余四个计数器作为数码管的显示控制计数器，分别显示不同时刻的计数。
方案三虽然电路复杂，但逻辑关系清晰，单路一但启动可自动循环，不需要任何开关控制但是在后一计数器开始计数的时候并不能保证前一计数器停止工作。
因此我们选择方案三来完成设计。
三、电路设计3.1 555脉冲发生器电路由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器或由集成电路定时器555与RC组成的多VGC图2 555脉冲发生器谐振荡器作为时间标准信号源，其单脉冲电路如图vcsy>R2r=iohF ic=ov辛伽F■ Cf2555 VIRTUAL> ■* »] (39)--coy • ■本实验选取多谐振荡器来产生秒脉冲。
多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时毋须外加发脉冲，就能输出一定频率的矩形脉冲（自激振荡）。
用555实现多谐振需要外接电阻R1, R2和电容C,并外接+5V的直流电源。
只需在+VCC端接上+5V 的电源，就能在4脚产生周期性的方波。
用555组成的脉冲产生电路：R仁R2=470*100Q C=10 nF3.2倒计时电路数字显示电路十字路口车辆运行情况只有4种可能，实现这4个状态的电路，可用两个触发器构成，也可用一个二-十进制计数器构成。
所以我用二-十进制计数器74LS192实现。
如图3所示.两个数码管是有两个74LS192共同控制的，然后有74LS48实现对数码管的显示编码。
刚开始的时候是对数码管的高电位一个初始值，对低电位为0.当高电位初始值减数到0且开始借位时，对低电位一个初始值，此时高电位初始值为0.74LS192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，利用74LS192进行25s、5s、15s的计数倒计时。
数码管显示电路：主要是有数码管和两个74LS48转码芯片实现显示数字的.如图4所示。
图3倒计数器电路及引脚图设计要求将各个倒计时时间用数码管显示出来。
数码管有两种，七段数码管和集成七段数码管。
七段数码管显示的有七个输入端，分别对应数码管发光的七段而集成七段显示数码管是将7447集成到数码管内部。
输入端只有四个，分别于计数器的四个输出端相对应，所以实验中采用集成七段显示数码管。
Ab■■rr11 O--974LS192NPO Q0Fl Q1P2 Q2巴Q3CPu TCu CP DTC D PLMR3 2-6-712图4数码显示电路3.3分频器电路设计分频的方法可以用74LS194 74LS160 74LS161等很多集成原件组成实现，为了减少元件类型我选用74LS161做分频器。
74LS161是同步四位二进制计数器，它有异步清零、同步预置数等功能。
74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器. 这里的4位2进制计数器的4位Qd Qc, Qb Qa是按二进制方式计数的。
计数的数值为0到9, a到f。
74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器，可设计电路，因为能预置数，所以能组成16进制内的任意分频。
当74LS161清零端CR“O”，计数器输出Q3 Q2 Q1、Q0立即为全“ 0”，这个时候为异步复位功能。
当CR=“ 1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161 输出端Q3 Q2 Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3, D2, D1, D0的状态一样，为同步置数功能。
而只有当CR=LD=EP=ET=1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。
74LS161还有一个进位输出端CO其逻辑关系是CO=QO・Q1 • Q2- Q3- CET因此一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器,所以我选用74LS161作为实验需要的分频器.因为灯亮的最小时间为黄灯5秒，而时钟信号为1秒，所以选择74LS161作为5 分频器，灯亮的转换由主控制器控制，由于一个周期为50秒，且经分频后的脉冲为5 秒一个脉冲，所以主控制器控要有十进制，这样就能实现电路的分频作用。
3.4主控制电路主控制器控制着电路中的灯亮与对应的时间，在不同的时间段内，东西、南北方向分别指示不同的颜色的灯光，通过增加手动控制电路实现紧急情况的发生及恢复.根据设计要求可以得知，每一次转换的周期为50s,最小的周期为5s，因此采用74LS161 的四位二进制加法功能实现控制器，分别控制4个状态的转换。
同时如果发生紧急情况可以手动控制，让四个方向全部变为红灯，禁止通行，如图5所示。
图5主控制及译码显示电路图秒脉冲信号通过74LS161同步四位二进制计数器，传递到下一芯片，在74LS139处延迟输出，控制东西，南北方向灯光的变化，74LS139芯片可以延迟信号的传递，在某个信号输出后，延迟下一信号的输出，同时根据实验要求，在如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮，禁止该道路的车辆通行，特殊情况过后才能恢复正常。
所以在74LS139的输入端接入2个74LS04非门和2个74LS08与门实现手动状态下，四个方向的红灯全亮的结果，然后断开开关，可以正常通行。
四、性能测试4.1东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间25s.4.2东西方向绿灯变黄灯，南北方向红灯不变，时间5s.U4 ：：：：74LS4BN EM .................................................................................................... : ...........4 ................ .... ... .......................... ............................................... —・•・・・U4 ：：：：：：74LS4BNBBBS>«8-4res"-"S:1'|:.1'-31'4.3南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间15s.4.4南北方向绿灯变黄灯，东西方向红灯不变，时间5s為ED如3^-WV1Rl：OQ ：U6jum74LS48N点二CD皿曲㉛Q 7! 0 'D Q Q QOJF I国口(!• <1 *1111' 999< i爼口U4 ：：：：：74LS48NIlli VVV|| J*■■*"■ * *■•"■ *如.....74LS48N:;:6000606U4 ::::74LS48N亡二（J心±门广’心：I l 0 1! ◎・-・0J 工-R ML耳卄> I U. □+:寺U6:R1：OQ•2%■ /「irJL-，黄rvw五、结论通过此次简易交通控制信号灯的分析和设计，我深深感到学好数字电子电路的重要性。
通过两周不断的查资料让我积累了许多实际操作经验，已初步掌握了数电的应用技术，以及数字电路的知识和有关器件的应用，我深刻体会到了数子电路技术对当今现代社会的重要作用。
这一次设计对我来说，感触最深的就是要想做好一个设计课题首先要对每一部分所涉及的知识点掌握好，在课程设计的过程中，我想了很多种方案，对同一个问题（像计数器的接法）都想了很多种不同的接法，运用不同的芯片进行了比较。