电子技术课程设计 交通灯控制器

电子技术课程设计――交通灯控制器

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一．设计任务与要求―――――――――――――――(3) 二．总体框图――――――――――――――――――(4) 三．选择器件――――――――――――――――――(5) 四．功能模块――――――――――――――――――(9) 五．总体设计电路――――――――――――――――(12) 六．心得体会――――――――――――――――――(13)

交通灯控制器

在一个交通繁忙的十字路口，没有交通灯来控制来往车辆和行人的通行，假设也没有交警，那会发生什么事情呢？后果是难以想象的，可能会陷入一片混乱，甚至瘫痪。当然我们每个人都不希望这样。我们作为社会的一员，每人都有责任为它的更加先进和快捷做出力所能及的事情。我们设计了这个交通灯信号控制系统通过本课程设计，使我们加强对电子技术课程内容的理解和掌握，学会使用数字电子技术设计和制做自动控制装置的方法，掌握电子电路的基本分析方法和设计方法，进一步提高分析解决实际问题的综合能力，也为将来的就业或继续深造做好准备。

一．设计任务与要求

1．设计任务与要求

设计一个十字路口的交通信号灯控制器，控制A、B两条交叉道上的车辆通行，具体要求如下：

（1）每条道路设一组信号灯控制器，每组信号灯由红、黄、绿3个灯组成，绿灯表示允许通行，黄灯表示该车道上已过停车线的车辆继续

通行，未过停车线的车辆停止通行。

（2）每条道路上每次通行的时间为25s。

（3）每次变换通行车道之前，要求黄灯先亮5 s，才能变换通行车道。

2.设计目的

（1）了解并掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。

（2）进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。

（3）提高综合运用所学的理论知识。独立分析和解决问题的能力。

（4）进一步熟悉电子仪器的正确使用方法。

（5）初步掌握对电子线路安装与调试使用方法。

二．总体框图

有一个A车道和B车道的交叉路口如图1所示。每边都设置红、绿、黄色信号灯。红灯亮表示禁止通行；绿灯亮表示可以通而在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟，以便在停车线以外的车辆停止运行。当A、B车道都有车时，两边按规定的时间交替通行。

分析系统的逻辑功能，画出其框图：

交通灯控制系统的原理框图如图1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。秒脉冲发生器是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。图中：

TL: 表示Ａ车道或Ｂ车道绿灯亮的时间间隔为25秒，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5秒。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。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。

图１交通灯控制系统的原理框图

1．定时器：

以秒脉冲作为计数器的计数脉冲。计数器用两块74LS163构成，TY和TY 为计数器的输出信号。ST为状态转换控制信号，每当ST输出一个正脉冲，计数器进行一轮计数。

按设计要求记“秒”脉冲的数目，完成计时任务，向控制器发出相应的定

时信号，控制A、B车道通车时间和绿灯变红灯的切换时间。

2．控制器：

控制起有四个状态，因此可由两个触发器构成，本设计中选用两个D触发器产生四个状态。控制器的输入为触发器的现态以及TL和TY ，控制器的输出为触发器的次态和控制器状态转换信号ST。

根据秒脉冲信号发生器和定时器送来的信号，保持或改变电路的状态，以实现对A、B车道车辆运行状态的控制。

3．译码驱动电路：

译码器的作用是将控制器输出Q1，Q0构成的四种状态转换成为A，

B车道上六个信号灯的控制信号。

按照控制器所处的状态进行译码，再驱动相应的信号灯，指挥A、B

车道的行人。

扩展功能：

1、能实现的功能

交通灯的状态转换和倒计时时间的显示，基本能实现东西、南北直行和转弯灯的显示功能。

2、不足之处

（1）我所用的是一个大的计数器来实现交通灯的控制电路的设计，若能使用双进程状态机描述会使程序更加简练，而且状态之间的转化关系更加明朗。

（2）另外，在现实中晚上没有行人，可以不用交通灯控制，只需要黄灯亮着提醒人们前方有路口即可。那就需要一个始终显示模块，指定的时间内回到初始状态也就是我用的EN=0是的状态。只是人为控制，若有24小时的计时会使交通灯的控制智能化。

（3）有些城市的交通灯中也有右转灯，这个程序中有很多地方仍然需要改进。

三．选择器件

主要元器件：74LS163 74LS153 74LS74 74LS04 74LS08 NE555 发光二极管电阻电容

（1）。74LS74

74LS74是双D触发器，

（2）。74LS163

74LS163是4位二进制同步计数器，它具有同步清零、同步置数的功能。74LS163的外引线排列图如图所示，其功能表如表1 ，2所示。

逻辑符号

表1是74ls163的功能表：

表2是控制器状态转换表：

（3）．74LS153

74LS153是双四选一数据选择器，通过选择不同的地址代码（即A1、A0的状态），即可从四个输入数据中选出所要的一个，并送至输出端Y。

逻辑符号

数据选择器又称多路选择器、多路开关。它是一个多输入、单输出电路。数据选择器在地址码（或叫选择控制）电平的控制下，从几个数据输入中选择一个，并将其送到输出端。常见的数据选择器有2选1、4选1、8选1和16选1等数据选择

器。