数字电子技术课程设计-交通信号灯控制电路的设计与仿真
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。
交通信号灯控制电路的设计与仿真
交通信号灯控制电路的设计与仿真交通信号灯是城市道路上的重要交通设施。
它不仅能够引导车辆行驶方向、保障行人安全出行，还能有效地控制交通流量，缓解车辆拥堵问题。
然而，要使交通信号灯发挥作用，就需要一个可靠的信号控制电路。
本文将介绍交通信号灯控制电路的设计与仿真。
1. 控制电路设计交通信号灯控制电路是一种可编程逻辑电路（FPGA）。
它可以根据不同的交通需要配置不同的控制方案。
基本的控制方案有三种：顺序控制、时间计划控制和循环控制。
1.1 顺序控制顺序控制是最简单的交通信号灯控制方案，它依次控制交通灯的颜色。
设计电路需要先设置一个时钟，并定义各信号灯的状态，例如，当橙色灯亮的时候，等待5秒钟后，绿色灯亮；当绿色灯亮时，等待10秒钟后，红色灯亮。
这样的交通信号灯控制方案简单、稳定，但是不适用于复杂的交通环境。
1.2 时间计划控制时间计划控制是根据交通流量和道路容量的不同，对交通信号灯的时间进行调整的控制方案。
具体做法是，通过交通流量传感器测量每个方向的车辆流量并累积，运用时序控制器进行计算，并对红绿灯时间进行动态调整。
这样可以保证交通信号灯实时地适应不同的流量情况，但是需要大量的传感器和计算器。
1.3 循环控制循环控制是一种随机的交通信号灯控制方案，通过交通数据和计算机模型确定路口交通灯每轮的时间长度，并以不同的顺序轮换信号灯，这样按照循环周期可能使交通流量更加均衡，并且可以排除一些失误。
但是需要进行大量的计算，并且不适用于复杂的交通环境。
2. 仿真设计完成后，需要对交通信号灯控制电路进行仿真，以检验控制电路的稳定性和有效性。
仿真软件通常有多种，本文介绍两种常用的仿真软件。
2.1 QucsQucs是一个免费的仿真软件，具有模拟、线性和非线性仿真电路的能力，可以模拟电路和系统的频段、噪声和传输等特性。
在Qucs中，可以很容易地设计复杂的控制电路，通过仿真分析不同方案的控制效果。
2.2 SPICESPICE是一种常用的模拟软件，主要用于电路和系统仿真。
数字电路课程设计——交通灯设计
学院：班级：姓名：学号：姓名：学号：姓名：学号：序言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。
为此，笔者从数字电子的方向对交通灯进行了深入的研究，以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。
内容摘要课程设计目的:数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践环节,是对学生学习数字电子技术的综合训练.学生根据某一课题技术指标或逻辑功能的要求,独立进行电路设计,工程估算,实验测试与调整,制作(在实验板上)电子产品和写出实验总结报告.通过这一电路综合性实践训练,要达到深化所学的理论知识,培养综合运用所学知识的能力,掌握一般电路的分析方法,增强独立分析问题与解决问题的能力.通过这一综合训练培养学生严肃认真的工作态度和科学作风,为今后从事电路设计和研制电子产品打下初步基础.1．满足所示的顺序工作流程图。
图中设大道方向的红、黄、绿灯分别为DR、DY、DG，小道方向的红、黄、绿灯分别为XR、XY、XG。
设计一个十字路口交通信号灯定时控制器，其要求如下：它们的工作方式，有些必须是并行进行的，即大道方向绿灯亮，小道方向红灯亮；大道方向黄灯亮，小道方向红灯亮；大道方向红灯亮，小道方向绿灯亮；大道方向红灯亮，小道方向黄灯亮2．应满足两个方向的工作时序。
即大道方向亮红灯时间应等于小道方向亮黄、绿灯时间之和，小道方向亮红灯时间应等于大道方向亮黄、绿灯时间之和。
时序工作流程图见图3所示。
图3所示，大道、小道方向绿、黄、红灯亮时间分别6秒、4秒、29秒，一次循环为39秒。
其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯间歇是静止，当检测到小道有车到来的时候，所有电路才开始工作，在小路没有车到之前一直要保持大路亮绿灯，小道一直保持红灯，在小道亮绿灯的时候，检测大道的来车数量，假如超过三辆车，则要立马执行下一个状态，保证车辆通行正常。
数字电子技术课程设计交通灯控制电路设计
目录一、设计任务及原理 ..........................................................................................................二、具体要求.....................................................................................................................三、输入输出资源说明…………………………………………………………………………….四、顶层设计结果………………………………………………………………………………….五、各子模块设计 ............................................................................................................5.1时钟分频模块................................................................................................................5.2倒计时模块 ........................................................................................................................5.3交通灯控制模块 ................................................................................................................5.4点阵显示模块 ....................................................................................................................六、仿真测试结果 ............................................................................................................七、实习总结与心得.........................................................................................................数字电子技术课程设计题目：交通灯控制电路设计一、设计任务及原理：交通灯的显示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而对于同一个路口又有很多不同的显示要求，比如十字路口，车辆如果只要东西和南北方向通行就很简单，而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂。
数电课程设计---交通信号灯控制器
数电课程设计---交通信号灯控制器机械与电⼦⼯程学院课程设计报告课程名称数字电⼦技术基础设计题⽬交通信号灯控制器所学专业名称⾃动化班级学号学⽣姓名指导教师2012年 5 ⽉25 ⽇任务书设计名称：交通信号灯控制器⼀、课程设计⽬的这次的课程设计主要是要综合了解与运⽤所学的知识，通过这次的课程设计来检测这⼀学期所学的知识。
通过制作来了解交通灯控制系统，了解译码器、计数器、寄存器芯⽚的作⽤。
交通灯控制系统主要是实现城市交叉路⼝红绿灯的控制。
在现代化的⼤城市中，⼗字交叉路⼝越来越多，在每个交叉路⼝都需要有⼀个准确的间间隔和转换顺序，这就需要有⼀个安全、⾃动的系统对红、黄、绿灯的转换进⾏管理。
本次的设计就是基于此⽬的⽽设计的。
⼆、课程设计任务和基本要求设计任务：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。
基本要求：1. 能够实现设计任务的基本功能；3.运⽤数字电⼦技术的理论设计、制定实验⽅案，并撰写课程设计论⽂要求符合模板的相关要求，字数要求3000字以上。
⼀、摘要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。
如何采⽤合适的控制⽅法，最⼤限度利⽤好耗费巨资修建的城市⾼速道路，缓解主⼲道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，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。
为此，通过我应⽤所学的知识设计了⼀套交通灯控制电路的⽅案。
交通灯的控制系统主要由计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发⽣器组成。
关键词：计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发⽣器⼆、⽅案选择及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。
数字电子技术课程设计实验报告-交通信号灯控制电路设计
数字电子技术课程设计实验报告题目：交通信号灯控制电路设计专业：班级：学号：姓名：指导老师：时间：一、设计任务及要求为了确保十字路口的车辆顺利通过，往往采用自动控制的交通灯信号灯来进行指挥。
（1）其中红灯（R）亮表示该条道路禁止通行；（2）黄灯（Y）亮表示停车，绿灯（G）亮表示允许通行；（3）黄灯亮时要求每秒钟闪亮一次；（4）东西、南北方向除了有红（R）、黄（Y）、绿（G）灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用倒计时的方法）；二、课程设计实验预习要求（1）复习数字系统设计基础。
（2）复习多路数据选择器、二进制同步计数器的工作原理。
（3）根据交通灯控制系统框图，画出完整电路图。
三、设计原理与电路1.分析系统逻辑功能，画出系统框图控制系统原理图交通灯原理控制如上图所示，它主要由秒脉冲发生器、定时器、译码器、控制器等部分组成。
秒脉冲发生器是本实验中控制器和定时器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯控制信号，经驱动电路驱动后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它接受来自定时器的信息后控制译码器工作。
2.单元电路的设计1）控制器控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作。
（1）交通灯的四种工作状态的转变是由控制器进行控制转换的，它们的工作方式满足如右图顺序工作流程，设东西向的红、黄、绿灯分别为EW(R)、EW(Y)、EW(G)，南北向的红、黄、绿灯分别为NS(R)、NS(Y)、NS(G）。
状态1：东西方向车道的绿灯亮，车道通行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行。
状态2：东西方向车道的黄灯亮，车道缓行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行；状态3：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行；南北方向车道的绿灯亮，车道通行；状态4：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行；南北方向车道的黄灯亮，车道缓行；四个状态用时所占比例分别为5:1:5:1,所以，计数器每次工作的循环周期为12，所以可以选择12进制计数器。
交通信号灯控制电路的设计与仿真
北
西
东
南
设计要求：
（1）要求根据设计要求实现交通灯的现实 功能； （2）用Multisim进行仿真 （3）设计说明书；
1秒脉冲产生电路: 由于黄灯点亮时按秒闪动以及时间显示按
秒倒计时，所以需要设计秒脉冲产生电路。秒 脉冲产生电路实际就是一个多谐振荡电路，它 可以是用门电路和电阻、电容组成的多谐振荡 电路，也可以是用定时器555和电阻、电容组 成的多谐振荡器。为了电路简单和调节振荡周 期方便，选择用555定时器组成多谐振荡器。
220V交流电
降压变压器 整流、滤波、稳压
+5V
秒
动
时
校表
自动
数字电子钟电原理图
日
时
分
秒
自动
校表
自动
校表
自动 校表
gf 10
ab 6
改动：可调电容换成固定 20p 电容。 校表开关 S4 去掉。
1 ed
5 ch
日
作为一个实际的应用系统直流稳压电源是必 不可少的。本次课设设计的交通信号灯控制 电路需要使用稳定的5V直流稳压电源来驱动 各芯片使电路其正常工作。因此需要设计输 出为5V的直流稳压电源。
直流稳压电源包括变压器降压、二极管（或 整流桥）整流、电容滤波、集成稳压芯片稳 压四部分。
RL
直流稳压电源原理图
由于黄灯点亮时按秒闪动以及时间显示按秒
倒计时，所以需要设计秒脉冲产生电路。秒脉 冲产生电路实际就是一个多谐振荡电路，它可 以是用门电路和电阻、电容组成的多谐振荡电 路，也可以是用定时器555和电阻、电容组成 的多谐振荡器。为了电路简单和调节振荡周期 方便，采用555定时器组成多谐振荡器。
数电课程设计交通信号灯
数电课程设计交通信号灯一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，特别是组合逻辑电路的设计原理；2. 使学生了解交通信号灯的工作原理，并将其与数字电路设计相结合；3. 帮助学生理解交通信号灯时序控制的基本逻辑，并运用所学知识设计简单的时序电路。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力；2. 提高学生动手实践能力，学会使用数字电路设计软件进行电路设计和仿真；3. 培养学生团队合作精神，学会在团队中有效沟通和协作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发他们探索科学技术的热情；2. 增强学生的交通安全意识，让他们明白科技在生活中的重要作用；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到知识为社会进步和人类福祉所做的贡献。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生为高中年级学生，具备一定的数字电路基础知识，对实际操作有浓厚兴趣。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，引导学生主动参与课堂，提高课堂互动性，确保学生在实践中掌握知识。
同时，关注学生的个体差异，因材施教，使每位学生都能在课程中取得进步。
通过课程目标的实现，为学生后续学习奠定坚实基础。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 数字电路基础知识回顾：重点复习组合逻辑电路的设计原理，包括逻辑门、逻辑函数及其简化方法等。
教材章节：第一章 数字逻辑基础2. 交通信号灯工作原理介绍：分析交通信号灯的红、黄、绿三灯的控制逻辑，讲解时序控制的基本概念。
教材章节：第二章 时序逻辑电路3. 数字电路设计软件应用：教授学生使用数字电路设计软件（如Multisim、Proteus等）进行电路设计和仿真。
教材章节：第三章 数字电路设计软件及其应用4. 实践操作：指导学生运用所学知识，设计并实现一个简单的交通信号灯控制电路。
教材章节：第四章 实践操作教学进度安排：1. 第一周：回顾数字电路基础知识，介绍交通信号灯工作原理；2. 第二周：讲解数字电路设计软件的使用方法，进行电路设计；3. 第三周：分组进行实践操作，设计并实现交通信号灯控制电路；4. 第四周：验收成果，总结评价。
交通灯控制器数电课程设计
交通灯控制器数电课程设计一、引言交通灯控制器是城市交通管理中的重要设备，用于控制道路上的交通信号灯的亮灭状态。
本文将基于数电课程设计一个简单的交通灯控制器电路，并介绍其原理和实现过程。
二、设计原理交通灯控制器的设计需要考虑以下几个方面的因素：1. 灯的亮灭状态：交通灯通常包括红灯、黄灯和绿灯，每种灯的亮灭状态需要根据交通规则进行控制。
2. 灯的切换时间：交通灯的切换时间需要合理设置，以保证交通流畅和安全。
3. 输入信号的获取：交通灯控制器需要根据外部输入信号来控制灯的切换，如道路上的车辆、行人等。
三、电路设计1. 时钟电路：交通灯控制器需要一个时钟信号来控制灯的切换时间。
可以通过使用555定时器构建一个稳定的时钟电路。
2. 计数器电路：交通灯控制器需要一个计数器来计算时间，并根据时间来控制灯的切换。
可以使用74LS90或74LS93等计数器芯片实现。
3. 逻辑门电路：交通灯控制器需要逻辑门电路来实现交通灯状态的控制和切换。
可以使用与门、或门、非门等逻辑门芯片来实现。
四、实现过程1. 时钟电路的设计：根据555定时器的工作原理，选择合适的电阻和电容值，构建一个稳定的时钟电路。
2. 计数器电路的设计：根据交通灯的切换时间要求，设置计数器的计数值，并将计数器与时钟电路连接，实现计数器的工作。
3. 逻辑门电路的设计：根据交通灯的状态要求，使用逻辑门芯片构建一个交通灯控制电路，实现交通灯的切换和控制。
4. 输入信号的获取：可以使用传感器等设备来获取道路上的车辆、行人等输入信号，并将其与交通灯控制器连接，实现灯的切换。
五、功能扩展1. 灯的数量扩展：可以根据实际需要，扩展交通灯的数量，如添加左转灯、右转灯等。
2. 信号优先级控制：可以根据不同道路的交通状况，设置交通灯的信号优先级，以提高交通效率。
3. 线路保护功能：可以在交通灯控制器中添加线路保护装置，以防止线路过载或短路等故障。
六、总结本文基于数电课程设计了一个简单的交通灯控制器电路，并介绍了其原理和实现过程。
数字电子技术课程设计交通灯
目录一．方案分析与对比 (2)1.1方案分析 (2)1.2方案对比 (2)二．整体设计论述 (3)三．单元模块设计与仿真 (6)3.1时钟分频模块 (6)3.2交通灯控制及计时模块 (7)3.3扫描显示译码模块 (9)3.4顶层文件的编写 (10)四．硬件实验方案及实验结果 (13)4.1硬件实验方案 (13)4.2实验结果 (15)五．收获和体会 (15)六．参考文献 (13)附录（程序代码） (17)一．方案分析与对比§1.1方案分析通过分析可以知道，所要设计的交通信号灯控制电路要能够适用于由一条主干道和一条支干道的汇合点形成的十字交叉路口。
能够做到主、支干道的红绿灯闪亮的时间不完全相同，在绿灯跳变红灯的过程中能够用黄灯进行过渡，使得行驶过程中的车辆有足够的时间停下来。
还要求在主、支干道各设立一组计时显示器，能够显示相应的红、黄、绿倒计时。
可以利用VHDL语言合理设计系统功能，使红黄绿灯的转换有一个准确的时间间隔和转换顺序。
§1.2方案对比实现路口交通灯系统的控制方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程序控制器和单片机等方案来实现。
若用单片机方案来实现的话，模型可以由电源电路、单片机主控电路、无线收发控制电路和显示电路四部分组成。
在电源电路中，需要用到+5V的直流稳压电源，无线收发控制电路和显示电路应由编码芯片和数据发射模块两部分组成，主控电路的主要元件为AT89C51。
硬件设计完成后还要利用计算机软件经行软件部分的设计才能够实现相应的功能。
虽然利用单片机系统设计的交通灯控制器相对来说较稳定，能够完成较多功能的实现，但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系统设计与调试的困难。
相反，使用基于FPGA的设计方法具有周期短，设计灵活，易于修改等明显的的优点。
而且，随着FPGA器件、设计语言和电子设计自动化工具的发展和改进，越来越多的电子系统采用FPGA来设计。
数字电子技术课程设计——交通灯控制电路设计与仿真
电子技术课程设计报告——交通灯控制电路设计与仿真上海大学机自学院自动化系电气工程及其自动化专业姓名:楼雨学号:13122553指导老师:徐昱琳2015年6月26日目录一、课程设计名称 (3)二、课程设计目的 (3)三、课程设计用途 (3)四、主要技术指标 (3)五、电路设计步骤 (4)5.1 交通灯逻辑功能分析 (4)5.2 交通灯系统框图及方案特点 (5)5.3 交通灯电路设计 (6)5.3.1秒脉冲信号发生单元 (6)5.3.2 计时电路 (9)5.3.3 控制电路 (11)5.3.4 显示电路 (14)六、总电路图 (15)七、仿真结果 (15)八、课程小结 (17)电子技术课程设计报告（数字部分）一、课程设计名称交通灯控制电路设计与仿真二、课程设计目的1.巩固和加深对本课程基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。
2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册和文献资料的能力。
3.学会对实际电路方案进行分析比较、计算，选取元件、软件调试等环节的实施方法。
4.学会运用仪器设备，寻找故障，从中分析解决办法，以使测试电路装置达到技术指标。
5.学会按设计任务书的要求，编写设计说明书三、课程设计用途在十字路口，四面都悬挂着红、黄、绿三色交通信号灯，它是不出声的“交通警察”。
红绿灯是国际统一的交通信号灯。
红灯是停止信号，绿灯是通行信号。
交叉路口，几个方向来的车都汇集在这儿，有的要直行，有的要拐弯，到底让谁先走，这就是要听从红绿灯指挥。
红灯亮，禁止直行或左转弯，在不碍行人和车辆情况下，允许车辆右转弯；绿灯亮，准许车辆直行或转弯；黄灯亮，停在路口停止线或人行横道线以内，已经继续通行；黄灯闪烁时，警告车辆注意安全。
本次设计任务就是基于Multisim软件仿真平台的交通灯控制电路设计与仿真。
四、主要技术指标①一般情况下，保持主干道畅通，主干道路灯亮、支干道红灯亮，并且主干道灯亮的时间不少于60 S；②当主干道绿灯亮超过60 S，且支干道有车时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，但支干道绿灯亮的时间不得超过30S；③每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时，黄灯先亮5S。
数电课程设计交通信灯控制系统的设计仿真与制作精修订
数电课程设计交通信灯控制系统的设计仿真与制作GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-课程设计交通信号灯控制系统的设计仿题目真与制作学院信息工程学院专业电子信息工程班级电信1301姓名周鸣一指导教师孟哲2015年7月11日课程设计任务书学生姓名：周鸣一专业班级：电信1301 指导教师：孟哲工作单位：信息工程学院题目: 交通信号灯控制系统的设计仿真与制作初始条件：集成译码器、计数器、555 定时器、数码管、红黄绿 LED 和必要的门电路、其他必须的器件等。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1 周内完成对数字频率计的设计、仿真、装配与调试。
2、技术要求：①设计一个具备东西、南北 4 个路口基本交通灯控制系统电路。
②利用 555 定时器构成秒脉冲产生电路。
③扩充功能用数码管显示灯控倒计时时间。
④确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。
3、查阅至少 5 篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用 A4 纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：1）第 1-2天，查阅相关资料，学习设计原理。
2）第 3-4天，方案选择和电路设计仿真。
3）第 4-5天，电路调试和设计说明书撰写。
4）第 6 天，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要.............................................................. 1设计任务 ........................................................1.1基本部分....................................................... 2设计方案 ........................................................2.1方案一：.......................................................2.2方案二：.......................................................2.3最终确定的方案.................................................3.具体电路的设计.................................................. 3.1系统概述.......................................................3.2单元电路的设计...............................................................................................................3.3控制电路的设计.................................................3.4 74LS192构成的计数器...........................................3.4.1 74LS192的介绍...........................................3.4.2 74LS153的介绍...........................................3.5译码显示电路...................................................3.6倒计时显示电路................................................. 4电路的测试与仿真 ................................................5设计电路图 ......................................................6总设计思路 ...................................................... 7个人体会 ........................................................ 8元件清单 ........................................................9实物图及其调试分析 .............................................. 10参考文献 .......................................................摘要交通灯控制系统在城市交通控制中发挥着重要的作用，本次课程设计就是以城市交通灯控制系统为背景的，主要通过运用学过的数字电路设计的知识完成基础的交通灯基本功能，包括时间的定时和交通灯各种状态之间的转换，并且要实现通行和禁行的时间的设置，本次设计采用数字电路仿真软件Proteus对所设计的电路进行仿真和测试，并通过观察仿真结果看设计是否符合要求。
数电课程设计交通信号灯控制系统的设计-仿真与制作
课程设计题目交通信号灯控制系统的设计仿真与制作学院信息工程学院专业电子信息工程班级电信1301 姓名周鸣一指导教师孟哲2015年7月11日课程设计任务书学生姓名：周鸣一专业班级：电信1301指导教师：孟哲工作单位：信息工程学院题目: 交通信号灯控制系统的设计仿真与制作初始条件：集成译码器、计数器、555 定时器、数码管、红黄绿LED 和必要的门电路、其他必须的器件等。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1 周内完成对数字频率计的设计、仿真、装配与调试。
2、技术要求：①设计一个具备东西、南北 4 个路口基本交通灯控制系统电路。
②利用555 定时器构成秒脉冲产生电路。
③扩充功能用数码管显示灯控倒计时时间。
④确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。
3、查阅至少5 篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4 纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：1）第1-2天，查阅相关资料，学习设计原理。
2）第3-4天，方案选择和电路设计仿真。
3）第4-5天，电路调试和设计说明书撰写。
4）第6 天，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (4)1设计任务 (6)1.1基本部分 (6)2设计方案 (7)2.1方案一： (7)2.2方案二： (7)2.3最终确定的方案 (8)3.具体电路的设计 (9)3.1系统概述 (9)3.2单元电路的设计 (10)3.2.1振荡电路 (10)3.3控制电路的设计 (12)3.4 74LS192构成的计数器 (13)3.4.1 74LS192的介绍 (14)3.4.2 74LS153的介绍 (15)3.5译码显示电路 (17)3.6倒计时显示电路 (18)4电路的测试与仿真 (19)5设计电路图 (20)6总设计思路 (20)7个人体会 (21)8元件清单 (22)9实物图及其调试分析 (23)10参考文献 (25)摘要交通灯控制系统在城市交通控制中发挥着重要的作用，本次课程设计就是以城市交通灯控制系统为背景的，主要通过运用学过的数字电路设计的知识完成基础的交通灯基本功能，包括时间的定时和交通灯各种状态之间的转换，并且要实现通行和禁行的时间的设置，本次设计采用数字电路仿真软件Proteus对所设计的电路进行仿真和测试，并通过观察仿真结果看设计是否符合要求。
数字电子技术课程设计—交通信号灯
数字电子技术课程设计—交通信号灯1、课程设计目的⑴培养学生的数字电路的设计能力。
⑵掌握交通信号灯控制电路的设计、组装和调试方法。
2、课程设计内容和要求⑴设计一个交通信号灯的控制电路，要求：①主干道和支干道交替放行，主干道车流量大，每次放行30S，支车道流量小，每次放行20S。
②每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5S，此时原红灯不变。
③用十进制数字显示放行及等待时间。
⑵用SSI和MSI器件组成交通信号灯控制电路，并在DICE-3实验箱上进行组装和调试。
⑶画出各单元电路图，整机逻辑框图和逻辑电路，写出设计实验总结报告。
3、交通信号灯的基本原理十字路口的红绿灯灯指挥着行人和各种车辆的安全通行，示意图如下，有一个主干道和一个支干道，每边都设置了红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮可以通行，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟，各方向车辆都停止通行。
要实现上述交通信号灯的自动控制，电路中应有主控制器、计数器、时钟信号发生器、计时器、8421BCD译码器和数码显示器、信号灯译码驱动器几部分电路组成，整机电路原理框图如实训图2⑴时钟信号发生器（秒信号发生器）数字系统是靠时钟信号来工作的，是主控制器和计时器的工作信号，获得脉冲的方法有两种，一是用多谐振荡器直接产生，另外是利用整形电路将其它周期性波形转换成矩形脉冲，多谐振荡器的电路有多种形式，RC环形多谐振荡器，555定时器构成的多谐振荡器，CMOS多谐振荡器，秒信号发生器等。
在此我们提供了555定时器构成的多谐振荡器的参考电路。
要获得周期为1秒的矩形波，运用公式T=0.7（R1+2R2）C1合理电阻和电容的值取C1=0.01μF，则R1+2R2=？⑵主控制器十字路口车辆通行有如下时序图：①开始设主干道通行（主绿亮）支干道不通行（支红亮）持续时间30S；②30S后，主干道停车，支干道仍不通行，这种情况下主黄与支红亮，持续时间5S；③5S后，主干道不通行，支干道通行，这种情况下主红与支绿亮，持续时间20S；④20S后，主干道仍不通行，支干道停车，这种情况下主红与支黄灯亮，持续时间5S，5S后又回到第一种情况，如此循环反复。
数电课程设计---交通信号灯控制电路
数电课程设计---交通信号灯控制电路西北工业大学课程设计报告题目: 交通信号灯控制电路学院：航海学院班级：03051001班学生（学号）：学生（学号）：日期：2013 年 1 月摘要Verilog HDL 作为一种规范的硬件描述语言，被广泛应用于数字电子系统设计。
它允许设计者进行各种级别的逻辑设计，也可以进行数字逻辑系统的仿真验证、时序分析、逻辑综合操作。
本文介绍了应用Verilog HDL语言自顶向下的设计方法设计交通灯控制系统，使其实现道路交通的正常运转，突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点。
通过Quartus Ⅱ完成了程序的编写、编译与仿真，生成顶层文件后下载到芯片CycloneⅢ EP3C16F484C6芯片上，在DE0开发板上进行验证。
验证结果表明，该设计可以完成交通灯控制的相关要求。
关键词：交通信号灯控制 Verilog HDL Quartus Ⅱ DE0目录一、课程设计目的二、设计任务与要求三、方案设计四、模块设计五、程序代码六、开发板验证七、遇到问题与解决办法八、总结九、参考文献十、附录（管脚对应关系）一、课程设计目的设计目的：初步了解掌握硬件描述语言，体会自顶向下的设计思想，锻炼查阅资料与知识应用的能力。
二、设计任务与要求设计任务：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设计要求：1、南北和东西方向各有一组绿、黄、红灯用于指挥交通，绿灯、黄灯和红灯的持续时间分别为20秒、5秒和25秒；2、当有特殊情况（如消防车、救护车等）时，两个方向均为红灯亮，计时停止，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行；3、用两组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行的时间。
三、方案设计任务分析：东西（A车道）和南北（B车道）方向各有一组绿、黄、红灯用于指挥交通（如图1、2），绿灯、黄灯和红灯的持续时间分别为 25秒、5 秒和 30 秒。
交通灯逻辑控制电路设计-数字电子技术课程设计
数字电子技术课程设计——交通灯逻辑控制电路设计一、内容摘要：本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。
系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。
系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
实现对交通灯控制。
交通灯是交通安全的关键，已广泛应用于城乡的十字路口，它的有无作为交通安全检查的重要依据，是交通秩序正常进行的有力保障。
为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过，往往都采用自动控制信号灯来进行指挥。
其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。
二、实验目的1．了解交通灯管理的基本工作原理。
2．熟悉8253计数器/定时器、8259A中断控制器和8255A并行接口的工作方式及应用编程。
3．掌握多位LED显示的方法。
三、设计任务和要求实验内容：设计一个用于十字路口的交通灯控制器。
基本要求如下：1、满足图2顺序工作流程。
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进行的，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，东西方向黄红灯亮。
图2 交通灯顺序工作流程图2、应满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。
时序工作流程图3所示。
图3中，假设每个单位时间为3秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别15秒、3秒、18秒，一次循环为36秒。
其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和。
图3 交通灯时序工作流程图3、 十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。
具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减1计数方式方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，进入下一步某方向地工作循环。
数字电路课程设计交通灯
结合光感传感器和交通 流量监测器，实现交通 灯的自动控制和亮度调 节，进一步提高节能效 果。
06
系统测试与性能评估
测试方案制定
测试目标
确保交通灯控制系统在各种场景下正常工作，满足设计需 求。
测试环境
搭建与实际交通环境相似的模拟测试环境，包括道路布局 、车辆和行人流量等。
测试工具
使用专业的测试设备和软件，如逻辑分析仪、示波器等， 对电路信号进行测试和分析。
随着环保意识的提高，可以考 虑在交通灯设计中采用更环保 的电子元器件和材料，以及更 节能的控制策略，以降低交通 灯的能耗和对环境的影响。
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硬件电路搭建
根据设计需求，合理选用了逻辑 门电路、计数器、译码器等电子 元器件，成功搭建了交通灯的硬 件电路。
软件编程与仿真
使用VHDL或Verilog等硬件描述 语言对交通灯控制器进行了编程 ，并通过仿真验证了设计的正确 性和可行性。
经验教训分享
团队协作的重要性
时间管理的关键性
理论与实践的结合
在课程设计过程中，我们深刻体会到 了团队协作的重要性。只有团队成员 之间充分沟通、分工明确、相互支持 ，才能高效地完成设计任务。
具备手动控制功能
在特殊情况下，如交通拥堵、道路维修等，可以通过手动控制改变 交通灯的状态。
状态机设计
状态定义
根据交通灯的亮灭状态，定义不同的状态，如红 灯亮、绿灯亮、黄灯亮等。
状态转换条件
根据交通灯的时序和特殊情况，设定状态转换的 条件，如时间到、紧急车辆通过等。
状态转换实现
通过硬件描述语言（如VHDL或Verilog）实现状 态机，根据转换条件实现不同状态之间的转换。
交通信号灯控制电路的设计与仿真
交通信号灯控制电路的设计与仿真交通信号灯是城市道路交通中重要的控制设备之一，既能够保障道路交通的顺畅、安全，也能够有效地减少交通事故的发生。
而交通信号灯的控制电路的设计和仿真是交通信号灯制造商和道路交通管理部门必备的技术性内容，在日常的城市交通管理中具有不可替代的作用。
本文将着重介绍交通信号灯控制电路的设计和仿真方法，以及电路中各个元器件的选型和使用注意事项。
首先，交通信号灯的控制电路的设计需要明确基本的控制原理。
一般而言，交通信号灯采用的是红色、黄色、绿色三种颜色的LED灯组成，其控制原理可以简化为以下几点：1. 每种颜色LED灯都需要一个独立的控制器，控制器间通过总线通信协同工作；2. 控制器采用状态机的逻辑设计，根据不同的交通信号控制模式，切换不同的状态；3. 控制电路需要支持手动控制和自动控制，手动控制由按钮触发，自动控制则根据交通信号灯的规则切换控制模式。
接下来，我们将根据以上控制原理，构建交通信号灯的控制电路。
第一步，选用LED灯。
因为交通信号灯要在室外长时间使用，所以我们需要选用耐用、高亮度的LED灯。
常用的LED灯通常有两种颜色，一种是红色，另一种是黄色、绿色互换的双色。
对于前者，我们需要选用红色光波长为630~635nm的LED 灯，而对于后者，则需要选用黄色光波长为590~595nm，绿色光波长为520~525nm的LED灯。
第二步，选用控制器。
控制器主要负责控制LED灯的亮灭、闪烁等操作。
同时，控制器还需要支持状态机的逻辑设计，以切换不同的交通信号控制模式。
常用的控制器有51单片机、PIC单片机、ARM芯片等，其中51单片机的最大优势是其学习资料和技术资源非常丰富，可以实现丰富的控制功能。
第三步，选用按钮。
按钮一般用于手动控制，可参考电梯的钮扣设计。
对于按钮，我们需要选用大面积的按钮，以便行人和司机能够一目了然。
第四步，电路的仿真。
此时，我们可以使用Protues或Multisim等仿真软件，检验控制电路设计的正确性。
数电交通信号灯课程设计
数电交通信号灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数字电路基础知识，掌握交通信号灯的基本工作原理；2. 使学生学会使用数字电路设计工具，设计简单的交通信号灯控制系统；3. 帮助学生掌握交通信号灯时序控制的方法，了解不同信号灯状态之间的转换关系。
技能目标：1. 培养学生运用数字电路知识解决实际问题的能力，具备基本的交通信号灯设计技能；2. 提高学生的动手实践能力，能够独立完成交通信号灯控制系统的搭建和调试；3. 培养学生的团队协作能力，学会在小组合作中共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对数字电路的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生关注交通安全，树立遵守交通规则的意识；3. 引导学生认识到科技在生活中的应用，增强其社会责任感和使命感。
课程性质分析：本课程为电子信息类课程，以实践操作为主，理论知识与实践相结合。
课程内容与实际生活紧密相关，有助于提高学生的实际应用能力。
学生特点分析：学生为高中生，具有一定的数字电路基础和动手实践能力。
他们对新鲜事物充满好奇，喜欢动手操作，但可能缺乏系统性的设计思维。
教学要求：1. 结合实际案例，引导学生掌握交通信号灯设计的基本原理和方法；2. 注重培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极参与课堂讨论和小组合作；3. 关注学生的情感态度，引导他们树立正确的价值观。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾：逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路；2. 交通信号灯原理：信号灯的基本组成、工作原理、信号灯状态的转换关系；3. 交通信号灯控制系统设计：使用数字电路设计工具，设计交通信号灯控制电路；a. 信号灯控制逻辑设计b. 时序控制电路设计c. 电路仿真与调试4. 交通信号灯控制系统实践操作：搭建交通信号灯控制系统，进行实际操作与调试；a. 选用合适的元器件b. 电路焊接与组装c. 系统测试与优化5. 小组项目展示与评价：分组进行项目展示，交流设计心得，互相评价，总结经验。
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《数字电子技术》课程设计题目交通信号灯控制电路的设计与仿真系 (部) 机电工程系班级电子信息工程1202姓名杨博文学号 9312120120 指导教师王枫王宽2014年12月15日至 12月26日共2周2014年 12月 25 日数字电子技术课程设计课程设计任务书课程设计成绩评定表目录1 引言 (4)2 Multisim的简介 (6)3 设计过程 (7)3.1 总体设计要求 (4)3.2 控制电路的特点 (8)4 单元模块 (9)4.1 电源模块 (9)4.2 秒脉冲发生模块 (6)4.3 计数模块 (12)4.4 分频模块 (9)4.5 控制电路模块 (11)5 交通信号灯的仿真与调试 (18)5.1 电路的仿真 (18)5.2 交通灯完整功能的实现 (16)5.3 调试方法 (17)5.4 调试中出现的问题、原因分析及解决方法 (17)6 心得体会 (21)参考文献 (22)附录Ⅰ器件明细表 (23)附录Ⅱ仿真原理图 (24)1 引言随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯（红黄绿三种标志）于1918年诞生。
它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生使城市交通大为改善。
黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一声冷汗。
他反复琢磨，终于想到了在红绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。
他的建议立即得到有关方面的肯定。
于是红黄绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。
从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化，自动化上不断地更新，发展和完善。
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。
这门课程发展电子迅速、实用性和应用性强，侧重于逻辑行为的认知和验证。
随数字着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。
人、车、路三者关系的协调车行车道，人行人道，有条不紊。
那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。
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，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
十字路口车辆穿梭，行人熙攘，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。
然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。
而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。
所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，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。
为此，本次设计完成的就是交通灯设计。
以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。
本系统由控制器、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，555定时器输出脉冲信号，译码器输出两组信号灯的控制信号，控制电路控制定时器和译码器的工作，驱动电路驱动六只三色LED工作。
最后用电路仿真软件绘制出红绿灯的完整电路图。
对电子技术的学习起到了良好的辅助作用。
2 Multisim的简介EDA（电子设计自动化）技术是一门以计算机为工作平台进行电子产品自动化设计的技术，利用EDA工具，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出PCB版图的整个过程在计算机上自动完成。
EDA的软件很多，其中Multisim是目前最为流行的电路仿真软件，是广大专业及业余电路设计人员及在校大学生设计电路的得力工具。
Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
Multisim 10通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路;通过交互式SPICE仿真，迅速了解电路行为；借助高级电路分析, 理解基本设计特征；通过一个工具链，无缝地集成电路设计和虚拟测试；通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间。
NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
凭借NI Multisim ，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE 模拟器模仿电路行为。
借助专业的高级SPICE 分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。
与NI LabVIEW 和SignalExpress 软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。
3 设计过程交通信号灯是交通信号中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。
为了加强道路交通安全，减少事故的发生，提高道路的使用效率，交通信号灯的设计尤为必要，同时，设计交通信号灯所应用的知识涉及范围广，通过设计可以牢固掌握所学理论知识，有利于电子技术的学习，将理论与实际有机联系起来，有利于对电子器件的功能和作用有更深入，更形象的理解。
交通信号灯控制系统是典型的数字电路控制系统，通过该系统的设计和仿真，我们可以得到数字及系统的综合训练。
3.1 总体设计要求1 信号灯白天工作要求某方向绿灯点亮20秒，然后黄灯点亮4秒，最后红灯点亮24秒。
在该方向为绿灯和黄灯点亮期间，另一方向红灯点亮。
如果以4秒)2(7.02ln )2(2121R R C R R T +=⨯+=作为时间计量单位，则某一方向绿、黄、红三种指示灯点亮的时间比例为5：1：6。
从点亮要求可以看出，有些输出是并行的：如南北方向绿灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向黄灯亮。
信号灯采用LED 红、绿、黄发光二极管模拟（白天点亮时的工作换灯流程图如图3-1所示）。
2 夜间工作方式南北东西各方向黄灯亮，且每秒闪动一次，其它灯不亮。
要求设置一个手动开3.2 控制电路的特点图3-1 交通灯工作换灯流程从点亮要求可以看出，有些输出是并行的：如南北方向绿灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向黄灯亮。
因此采用组合逻辑设计。
组合逻辑电路：将十二进制计数器作为组合逻辑电路的输入，而组合逻辑电路的输出去驱动东西和南北两个方向的信号灯的点亮。
其整体电路框图如3-2图所示：图3-2 整体电路框图4 单元模块根据交通信号灯的工作方式，设计电路分为电源模块、秒脉冲发生模块、计数模块、分频模块和控制电路模块五部分，这五个模块的详细设计如下。
4.1 电源模块信号灯采用三极管9031驱动，其额定电流与额定电压应满足三级管的驱动能力，电源电压采用直流5V，通过变压器将市电降压到交流9V，在通过整流桥整流滤波和稳压块7805得到直流5V电压。
直流稳压电源的任务是为整体电路提供直流电源。
故稳压电源电路的输出电压值和输出电流值应满足整体电路的需要作为一个实际的应用系统直流稳压电源是必不可少的。
本次课设设计的交通信号灯控制电路需要使用稳定的5V直流稳压电源来驱动各芯片使电路其正常工作。
因此需要设计输出为5V的直流稳压电源。
直流稳压电源包括变压器降压、二极管（或整流桥）整流、电容滤波、集成稳压芯片稳压四部分。
直流稳压电源原理图如图4-1所示：图4-1 直流稳压电源原理图4.2 秒脉冲发生模块由于黄灯点亮时按秒闪动以及时间显示按秒倒计时，所以需要设计秒脉冲产生电路。
秒脉冲产生电路实际就是一个多谐振荡电路，它可以是用门电路和电阻、电容组成的多谐振荡电路，也可以是用定时器555(图4-2是555定时器的原理图，图4-3是555定时器的引脚图)和电阻、电容组成的多谐振荡器。
为了电路简单和调节振荡周期方便，选择用555定时器组成多谐振荡器（如图4-4所示）：图4-2 555定时器的原理图220VGND 1DIS 7OUT3RST 4VCC8THR 6CON5TRI 2图4-3 555定时器的引脚图图4-4 用555定时器组成多谐振荡器根据周期与频率的计算公式：7.0)2(2ln )2(2121⨯⨯⨯+=⨯⨯⨯+=C R R C R R T电源电压q ，其中电路图中C 3的作用是防止电磁干扰对振荡电路的影响，一般选用0.01uf 的瓷片电容。
再次课程设计中要求输出T=1S ，选取电容C 2=1uf ，R 2=560k 欧姆，根据震荡周期计算，选择电阻R 1=434K 欧姆。
当元件选取完成后，根据电路原理图连接电路即可。
4.3 计数模块由信号灯白天点亮流程图可以得知，任何方向的信号灯的一个工作循环为十二进制（绿、黄、红的时间比例为5：1：6），因此需要设计十二进制计数器，循环工作控制白天信号灯的点亮。
因此，用移位寄存器组成十二进制计数器，拟选用8位串入并出移位寄存器74LS164（其引脚图如图4-5所示，功能表如表4-1所示）：&Q A3Q B4Q C5Q D6A 1B 2C L K8Q E10Q F11Q G12Q H13~C L R 9图4-5 74LS164引脚图表4-1 74LS164功能表器原理表输入 输出清零时钟串入R D CP AB Q A Q B Q C Q D Q E Q F Q G Q H L ×××L L L L L L L L H L ××Q AO Q BO Q CO Q DO Q EO Q FO Q GO Q HO H ↑HH H Q AN Q BN Q CN Q DN Q EN Q FN Q GN H ↑L×L Q AN Q BN Q CN Q DN Q EN Q FN Q GN H ↑×L L Q AN Q BN Q CN Q DN Q EN Q FN Q GN应用电路：用74LS164组成的12进制扭环型计数器电路，其电路图如下图4-6所示：图4-6 12进制扭环型计数器4.4 分频模块十二进制计数器的时间单位为4秒，即它的CP脉冲为4秒。