数字电子技术红绿灯课程设计报告

XXXX大学

电路设计实验报告

实验课题交通红绿灯控制器姓名XXX

学号XXXXXXXXX

班级x x计算机x x班

完成日期20x x年x x月x x日

一、概述

在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路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；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，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。

交通灯控制器的系统框图如图所示：

图1交通灯控制器系统框图

二、设计任务和要求

设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下：

1、满足如图3.2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，东西方向黄灯亮。

南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为27秒、3秒、30秒，其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。

2、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计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿等交换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。

三、单元电路设计与分析

1、用74LS192加减计数器减法计数实现30秒倒计时。

图2 74LS192构成的30减法计数器

如图2所示首先对计数器U1，U2设置初值30，将秒信号输入U1减计数时钟输入端，进而产生个位减信号，然后将个位计数器U1错位输出端连接至十位计数器减计数时钟输入端，从而产生十位退位。当计数结果为0时，给计数器置数信号，使得192再次从30开始倒计时。

2、数码管显示电路。

图3数码管显示电路

如图3所示通过4511译码芯片将倒计时电路产生信号译码，从而使得数码管显示，实现结果显示功能。

3、用三态门、非门和D型锁存器构成控制电路及指示灯电路

图4控制电路及指示电路

主控电路主要是通过D 型锁存器产生翻转信号来控制指示灯亮灭。 一般十字路口的交通灯控制系统的工作状态及其功能如下表：

由于黄灯亮时还必须伴有闪烁，所以在黄灯指示灯控制信号加入秒时钟信号，通过调节秒时钟信号占空比改变闪烁情况。

控制器状态 信号灯状态 车道运行状态

S 0(00) S 1(01) S 3(11) S 2(10) 甲绿，乙红 甲黄，乙红 甲红，乙绿 甲红，乙黄 甲车道通行，乙车道禁止通行 甲车道缓行，乙车道禁止通行 甲车道禁止通行，乙车道通行 甲车道禁止通行，乙车道缓行

四、总电路图及元器件清单

图5 总电路图

2、主元件介绍

74LS192引脚图及引脚介绍

图中：PL为置数端，CPU加计数端，CPD为减计数端，TCU非同步进位输出端， TC D为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，MR为清除端，Q0、Q1、Q2、

Q3为数据输出端。74LS74引脚图及引脚介绍：

74LS20引脚图及引脚介绍：

3、元器件清单

五、心得体会

听完老师的讲解，我跟胡昊还有黄林鹏三个人一起，找资料一起设计了这个电路，使用Multisim连接电路，由于对电子元件的特性不熟悉，中间遇到了很多很多的难题，但是团队的力量总是无穷大的，我们找资料，问同学，最终都一一得到了解决，也顺利完成了实验，感觉挺开心。希望以后我们能够继续合作，有更多动手的机会，加强我们的实践能力。