交通红绿灯控制电路

本科学生电子课程设计论文题目：交通红绿灯控制电路姓名杨军学号**********院（系）工学院专业、年级 06级电子信息工程指导教师兰浩彭士忠2008年９月２7 日说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90—100分记为优秀，80—89分记为良好，70—79分记为中等，60—69分记为及格，60分以下记为不及格。

目录绪论------------------------------------------------------------------------------4 硬件部分简---------------------------------------------8 交通灯控制原理-----------------------------------------10 结论---------------------------------------------------14 参考文献-----------------------------------------------15 元器件清单及成本核算-----------------------------------17 照片---------------------------------------------------20第1章绪论1.1 交通灯发展现状交通信号灯的出现，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。

随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。

俗话说“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通安全。

作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应国际化。

因此，本人选择交通灯作为课题加以研究。

1.2 交通灯控制技术的现状智能交通系统的研究和推进在我国还处于起步阶段，但ITS作为跨世纪经济增长点和交通系统建设必然选择的重要性已得到国家相关部门的高度重视。

1995年中国国家技术监督局ISO/IC204在中国的归口部门为交通部门正式批准成立ISO/TC204中国委员会，该委员会把推进中国ITS标准化为主要任务。

1997年在北京召开了智能交通系统发展趋势国际学术研讨会。

1998年1月交通部正式批复成立交通智能运输系统工程研究中心（ITSC）。

为加强该中心在交通智能交通系统的开发及试验能力，投资1 400万元建设交通智能运输系统中心试验室，将为今后国家制定道路交通运输的发展和政策提供科学依据，现已完成了“交通智能运输系统发展战略研究”。

1998年2月，在国家科委的领导下，交通智能交通系统工程研究中心还与欧盟合作成立了中欧ITS信息服务中心（STICNISC/ITS），并于同年7月正式向国际社会提供基于Internet的信息咨询和技术服务。

由国家发展计划委员会及对外经贸部批准，并由交通部等四个部委支持的“99中国国际智能运输技术与设备博览会”将于今年8月在北京召开。

5.2 发展对策针对我国ITS发展现状，今后应在机构建设、资金筹集、开发试点、借鉴创新四方面下工夫。

5.2.1 尽快完善ITS领导和协调机构ITS的综合性、宏观系统性及开发、建设造价高等特性决定了其发展必须得到国家的专职领导、协调和扶持。

所以，我国必须尽快成立ITS的领导、协调机构，负责ITS开发建设的组织、协调、集资等具体事宜，以国家权威机关的名义尽快制定出我国ITS发展的总体规划和保障法规，并积极组织资金、人力、物力、财力，有力推进ITS 的协调、有序发展。

5.2.2 加大研究、开发和局部试点力度各级政府要积极配合国家总体规划的部署，组织产、学、研、政等部门有关科技人员推进ITS的研究开发力度。

结合我国国情，选择适当的区域或项目为突破口和示范点，组织联合攻关、深入研究各项技术与管理方法在我国的可行性，大胆探索我国ITS开发、建设的成功模式，在取得成功经验的基础上，以点带面，逐步推进我国ITS技术的全面建设和发展。

5.2.3 采取“自上而下”和“自下而上”相结合的方式，多方筹集资金ITS建设费用高昂是各国遇到的普遍问题，综观ITS发达国家多采取了“自上而下”（如美国、日本）和“自下而上”（如欧盟）的集资方法，结合国情，我国宜采取政府投资、民间集资、吸引外资相结合的方式来积极筹集资金，国家在政策制定、资金调配和项目审批上尽量采取相对灵活的方式予以扶持。

将加大政府投资、实施股份制运作、采取BOT等多种模式有机结合，努力将ITS建设成为我国跨世纪新的经济增长点。

5.2.4 加强与国际的交流、合作，发展具有我国特色的ITSITS在我国还刚刚起步，加强与国际的交流、合作有利于我们及时了解、掌握世界上在ITS研制、开发、建设方面的成功经验和技术发展动态，利用后发优势，缩短我国在ITS领域与国际先进水平的差距。

如同其他领域一样，在学习、引进的过程中，要密切联系我国的国情，毕竟我国现有的交通基础设施容量、交通管理模式、交通问题根由、经济发展水平与国外明显不同，相应地在研究、开发、建设时要结合我国实际，发展具有中国特色的ITS，这样才有利于带动我国区域经济和民族产业的快速发展。

1.3 选题意义考虑到数字电路组成的集成电路近年来发展神速，交通灯的设计又是数字电路设计的基础，掌握交通灯的设计，基本上可以数字电路和的设计过程，因此，选择本题。

1.4 本设计的工作１、电路的设计；２、仿真确定其实用性；３、元器件的配置；４、电路板的焊接；５、整体电路的调试；６、论文第2章硬件部分简介2.1 具体方案论证与设计方案１：当支干道没车时，主干道一直亮绿灯，不支干道有车时，通过重量传器使整个电路系路正常工作，主干道亮绿灯45ｓ（支干道亮红灯），５ｓ过后，主干道亮红灯25ｓ（支干道亮绿灯）依此循环。

１、脉冲发生/计数控制电路：脉冲发生电路由555时器构成多谐振荡器，设计脉冲周期为１s，以此信号作为74ls161的cp，计数控制电路由两片74ls161以及几个门电路组成，产生45s,25s,5s两种计数方式。

２、时间控制电路时间控制电路主要是由两片74ls153组成。

通过输入端的不同，产生不同的信号改变计数电路计数方式。

控制主支干道上的开与关。

３、传感器采用重量传感器，当支干道上有车上时，通过重量传感器发出的信号使交交通灯按规律变化。

方案２：1、控制电路控制电路主要由单稳态触发器、RC电路和反相器构成、电路如图3所示。

该电路有两个输入端和三个输出端。

当QAQBQCQD=0000时，输入端IO为低电平，此时信号将直接经O1输出给LD以进行异步置数，因此74191的0000状态持续时间很短暂。

输入端I1由光电检测电路的输出信号提供，当有车辆时，输出低电平；无车辆时输出高电平。

输出信号O1=I1，而输出信号O2而由I1经反相器、RC电路和一单稳态电路得来。

O1的作用是当乡间道无车辆时，保持主干道绿灯亮，乡间道红灯亮。

当主干道绿灯变亮并检测到乡间道有车辆（即I1=0）时，O2触发单稳态电路并维持主干道绿灯亮66s,即T2 = RCln3=1.1×6MΩ×10μf=66(s)。

（由于仿真没有成功，同时考虑到电路的稳定问题，所以舍之）……第3章交通灯控制原理3.1计数器主要由两片可预置四位二进制计数器(并清除异步)的74ls161以及三片74ls30有几个门电路组成。

低位计数器（图3-1中下方Ｕ２）74ls161的ＣＰ由555构成的时间发生器提供，而高位计数器（图3-1中上方Ｕ１）74ls161的ＣＰ由低位进位提供。

两片计数器的ＥＮＰ、ＥＮＴ都由60S输出信号提供，两片计数器的ＣＬＲ由选择器74ls153提供。

当低位计数器的ＣＰ到来时，Ｕ２开始计数，只要产生进位，高位计数器Ｕ１开始计数，当Ｕ２的ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、ＱＤ分别人１１００，当Ｕ１的ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、ＱＤ分别为００１１，计数器计数60S，将74ls30（60S）的八个输入端分别接Ｕ２的ＱＡ(经非门)、ＱＢ（经非门）、ＱＣ、ＱＤ四个输出的，以及Ｕ１的ＱＡ、ＱＢ端两个输入端，另外两个输入端置１，根据与非门有０出１的特点，配和Ｄ触发器达到计数60s的功能，当Ｕ２的ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、ＱＤ分别人１１１０，当Ｕ１的ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、ＱＤ分别为０００１，计数器计数25S，将74ls30（25S）的八个输入端分别接Ｕ２的ＱＡ（经非门）、ＱＢ、ＱＣ、ＱＤ四个输出的，以及Ｕ１的ＱＡ、ＱＢ（经非门）端两个输入端，另外两个输入端置１，根据与非门有０出１的特点，配和Ｄ触发器达到计数25s的功能，当Ｕ２的ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、ＱＤ分别人０１０１，当Ｕ１的ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、ＱＤ分别为００００，计数器计数5S，将74ls30（５S）的八个输入端分别接Ｕ２的ＱＡ、ＱＢ（经非门）、ＱＣ、ＱＤ（经非门）四个输出的，以及Ｕ１的ＱＡ（经非门）、ＱＢ（经非门）端两个输入端，另外两个输入端置１，根据与非门有０出１的特点，配和Ｄ触发器达到计数５s的功能，而两片芯片的Ｌｏａｄ端都置１，即当产生45S、25S、5S计数时，通过74ls30和74ls74（Ｄ触发器）进行信号的锁存。

（图如下）：3.2、时间选择控制部分（图如下）本部分由两片74ls153，Ｄ触发器，一片74ls139以及门电路组成，各引脚情况：Ｕ１９：1c1——锁存５ｓ计数信号的Ｄ触发器的Ｑ端；1c1——1c0经非门接入；2c0——锁存45ｓ计数信号的Ｄ触发器的Ｑ端与传感器信号相与2c3——锁存25ｓ计数信号的Ｄ触发器和传感器信号相或非；1c0、2c2、-1Q、-2Q接地，1c3、2c1接高电平，Ｕ２０：1c0——2c0(Ｕ１９)；1c1、1c2——1c1(Ｕ１９)；1c3——锁存25ｓ计数信号的Ｄ触发器和传感器信号相或；Ａ——74ls139的Ａ端；Ｂ——74ls139的Ｂ端；－1Q——接地。

当相应的信号到来时，多数选择器74ls153会自动地输出相应的信号经7 4ls139来驱动发光二极管。

达到当支干道没车时，主干道一直亮绿灯，不支干道有车时，通过重量传器使整个电路系路正常工作，主干道亮绿灯45ｓ（支干道亮红灯），５ｓ过后，主干道亮红灯25ｓ（支干道亮绿灯）依此循环。

3.3传感器。

本设计采用的是模拟重量传感器，当传感器上有重量时，电路系统正常工作，当没重量时，主干道一直亮绿灯。

第4章结论由于元件选取的、对数电的了触以及老师的精心指导，所以在本设计中整体调试没有带来多大的困难，而且非常实用，其最大的优点有实用、成本低等。

本设计中的不足与改进建议：（1）本设计存在的缺点是同步性不是很好。

因此再估计延时方面还有待加强。

（2）我做出来的板子存在的缺点是不能倒计时的数码显示，有待改进。