交通灯设计报告

设计要求

（1）在十字路口的两个方向上各设一组红灯、绿灯、黄灯，显示顺序为：其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯，另一个方向是红灯、黄灯、绿灯。

（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的时间，其中绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别为20s、5s、25s。

（3）当各条路中任意一条上出现特殊情况，例如有消防车、救护车或其他需要优先放行的车辆时，各方向上均是红灯亮，倒计时停止，且显示数字在闪烁。当特殊运行状态结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行。

设计原理及框图

交通灯控制系统的原理框图如图1所示，它主要由秒脉冲发生器，时间显示器，倒计时计数器，计数控制器，交通灯控制器，交通显示灯，紧急开关构成。秒脉冲发生器是该系统中定时器的标准时钟信号源，同时控制着正常工作时黄灯与特殊情况下数码管数字的闪烁，倒计时计数器控制器控制倒计时计数器，倒计时计数器输出的数字经过时间显示器显示在数码管上。交通控制器控制交通显示灯的亮灭，交通控制灯的输入信号由紧急开关和倒计时计数器共同提供。

图一：交通灯控制系统的原理框图

状态1 甲车道黄灯亮 乙车道红灯亮

OO O

两方向车道的交通灯的运行状态共有 4种，如图2所示，它们转换到数子状 态如下图。

TF:表示甲车道或乙车道红灯亮的时间间隔为 25秒，当TF=0时，甲车道为 红灯，25

秒倒计时；当TF=1时，乙车道为红灯，25秒倒计时。

TS:表示倒计时到5秒和20秒。TY=0倒计时20秒，否则，TY=1倒计时5秒

一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程如下：

（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。此时TF=O,TS=0绿灯亮足规定的时间隔20s ，倒计时计数器发出状态转 换信号使TS=1,使计数控制器使TS=1转到下一工作状态。

（2） 甲车道黄灯亮，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 5s 时，倒计时计数器发出状态转换信号使 TF=1, TS=O,使控制器控制译码器 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 20s 时，倒计时计数器发出状态转换信 号使TS=1,使控制器控制译码器转到下一工作状态。

（4）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上位过县停 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5s 时，倒计时计数器发出状态转换信号使 TF=0,TS=0,使计数控制器转到下一工作状态，即系统又转换到第（1）种工作 状态。

因为在上述转换过程中灯的转换只在计数器为零的时候发生且不存在竞争 冒险的问题，所以可设计为当计数器为 00时即发生信号灯的转换，当信号灯

甲车道绿灯亮 乙车道红灯亮

000

以态2

甲车道红灯亮

乙车道碌灯亮

2-

图

•

00 r

状态3

甲车直红*1亮 乙车道就侯

TS=O TS=1

TF=0

T

状态0

状态1 状态2

状态3

1为00时，交通灯控制器向交通显示灯发出转换信号，交通显示灯由红灯变为绿灯；当信号灯1再次为00时，交通灯控制器向交通显示灯发出转换信号，交通显示灯由绿灯变为黄灯；当信号灯1再次为00时，交通灯控制器向交通显示灯发出转换信号，交通显示灯由黄灯变为红灯。信号灯2与信号灯1 转换过程相同，只不过信号灯2是由绿灯到黄灯再到红灯的。

三. 器件说明

1.元件清单：

⑴集成元件74LS161四片N555 —片

74LS192四片7447N两片

74LS21四片（与门）74LS04 （非门）三片74LS32五片（或

门）74IS27 四片（或非门）

（2）数码管共阳极七段数码管四个

红色LED两个，黄色LED两个，绿色LED两个

（3）电阻51K ? 一只，39K? —只

⑷电容10 卩F 一只，10nF —只

（5）开关三刀双掷开关一只

2.主要器件的引脚排列图和功能表

（1）N555引脚图：

GND 1

a

J

TRIG 2 i

DISCH OUT[ 3 6 THRES RESET 4

5

CONT

CONNECTION DIAGRAM DIP (TOP VIEW)

功能表:

FI^VCTION TABLE

Inputs

Outputs

FmctioQ

Reset

[.Oild

Enable P Enable T

Clock

QO QI Q2

Q3 L

X

X

X

X

L

L

L

L

Res^t to “0” H

L

X

X

一厂 PO

Pl

P2

P3

Presei D^La

H li

X L

_厂 No change

No couut

H H L

X

_厂 INo change No count

H

H H H

_厂

Count up C nnnt

H

X

X

X

L

No cliange

N D count

X dou' t care

P0.P1QH = bgic level of Data inputs

Ripple Carry Out = Enable T* QO* Ql • Q2 • Q3

(3) 74ls192 引脚图：

(2) 74IS161 引脚图：

V CC TC Q 0

Q2 Q3 CET PE

NOTE:

The Flatpak version has the same pinouts (Connection Diagram) as the Dual In-Lne Package.

^MRforLSIGOAand LS161A *SR for LSl62AandLS163A