交通灯实训报告

XXX学院课程设计报告

课程名称：《数字电子技术》课程设计设计题目：（单双号题目不同）班级：09电子信息工程2班姓名：XXXXX

学号：XXXXX

指导老师：XXXXXXX

教师评语：

课程设计任务书

题目：交通灯控制电路

一、简述

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的交通信号灯来进行指挥。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、设计任务和要求

任务：设计制作一个十字路口交通灯控制电路。

设计要求：由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外，设计要求如下：

（1）用红、绿、蓝三色发光二极管作信号灯，用传感器或用逻辑开关代替传感器作检测车辆是否到来的信号，设计制作一个交通灯控制器

(2）由于主干道车辆较多而支干道车辆较少，所以主干道处于常允许通行的状态，而支干道有车来才允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯。而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯。

（3）当主、支干道，均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行24秒，支干道放行20秒，设立24秒和20秒即使显示电路。

（4）在每次由亮绿灯转变成亮红灯的转换过程中间，要亮4秒的黄灯作为过渡，以行驶中的车辆有时间停到禁止线以外，设置4秒计时显示电路。

交通灯态序表如下：

态序主干道支干道时间

1 绿灯亮循序通行红灯亮不允许通行24s

2 黄灯亮停车红灯亮不允许通行4s

3 红灯亮不允许通行绿灯亮允许通行20s

4 红灯亮黄灯亮停车 4s

三、可选用器材

1. 通用实验底板

2. 直流稳压电源

3. 交通信号灯及汽车模拟装置

4. 集成电路：74LS74、74LS164、74LS168、74LS248及门电路

目录

一、设计任务与要求---------------------------------------- 1

二、方案设计与论证---------------------------------------- 2

2.1 秒脉冲和分频器-------------------------------------- 2

2.2 交通灯控制器---------------------------------------- 3

2.3 显示控制部分---------------------------------------- 4

2.4 手动/自动控制，夜间控制------------------------------ 4

2.5 系统框图-------------------------------------------- 4

三、单元电路设计与参数计算------------------------ 5

3.1 秒脉冲和分频器电路的设计---------------------------- 5

3.2 扭环形12进制计数器及信号灯电路设计----------------- 5

3.3 数码管显示电路设计---------------------------------- 6

3.4 手动控制电路设计------------------------------------ 7

四、仿真过程与仿真结果---------------------------------- 7

4.1 秒脉冲与分频器的仿真-------------------------------- 7

4.2 扭环形12进制计数器及信号灯电路仿真----------------- 8

4.3 数码管显示电路仿真---------------------------------- 9

4.4 手动控制电路仿真------------------------------------ 9

五、总原理图及元器件清单-------------------------- 9

5.1 总原理图--------------------------------------------- 10

5.2 元件清单--------------------------------------------- 11

六、安装与调试---------------------------------------------- 11

七、性能测试与分析----------------------------------------- 12

八、结论与心得---------------------------------------------- 13

九、参考文献------------------------------------------------ 13

二、方案设计与论证

根据设计任务和要求，设计方案可以从以下几部分进行考虑。

1、秒脉冲和分频器

555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能方便的构成多谐振荡器，即我们要使用的秒脉冲。

因十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮时间比例分别为5:1:6，所以，若选21秒为一单位时间，则计数器每计21秒输出一个脉冲。这一电路可以用74LS161级联构成21进制对555出来的秒脉冲进行分频。

2、交通灯控制器

由波形图可知，计数器每次工作循环周期为12，所以可以选用12进制计数器。

计数器可以用单触发器组成，也可以用中规模集成计数器。这里我们选用中规模74LS164八位移位寄存器组成扭环形12进制计数器。扭环形计数器的状态表如表1.3所示。

表1.3 状态表