大学生科技创新活动

大学生科技创新活动

报告

项目名称：数字式交通灯

项目成员：

所在院系：自动控制与机械工程学院

专业班级：电气工程及其自动化2班

摘要

科技创新是原创性科学研究和技术创新的总称，是指创造和应用新知识和新技术、新工艺，采用新的生产方式和，开发新产品，提高，提供新服务的过程。科技创新可以被分成三种类型：、和现代科技引领的。

原创性的科学研究或知识创新是提出新观点（包括新概念、新思想、新理论、新方法、新发现和新假设）的科学研究活动，并涵盖开辟新的研究领域、以新的视角来重新认识已知事物等。原创性的知识创新与技术创新结合在一起，使人类知识系统不断丰富和完善，认识能力不断提高，产品不断更新。知识社会环境下的科技创新包括：知识创新、技术创新和现代科技引领的管理创新。知识创新的核心是科学研究，其直接结果是新的概念范畴和理论学说的产生，为人类认识世界和改造世界提供新的世界观和方法论；技术创新的核心内容是的发明和创造和，其直接结果是推动与应用创新的良性互动，提高社会生产力的发展水平，进而促进社会的增长；管理创新既包括宏观管理层面上的创新——社会政治、经济和管理等方面的制度创新，也包括微观管理层面上的创新，其核心内容是科技引领的管理变革，其直接结果是激发人们的创造性和积极性，促使所有社会资源的合理配置，最终推动社会的进步。

知识创新、技术创新与管理创新是相辅相成的。知识创新是技术创新和管理创新的文化基础，没有新的理论学说和公理体系，不可能有技术创新和制度创新，技术创新反过来又为知识创新和管理创新奠定了必要的物质基础；管理创新则为知识创新和技术创新提供必要的微观与宏观环境。技术创新是社会发展的“硬件”，而知识创新和管理创新则是社会进步的“”，它们对国家的发展和社会进步起着关键性的作用，是社会进步的动力源。创新是一个民族的灵魂，当今高校的大学生科技创新工作仍处于相对滞后的状况。我们大学生应该培养科技创新精神，为我们的国家多做贡献。??人类的今天有赖于创新，创新是一个民族发展的灵魂，更是一个国家持久发展的动力。处于知识大爆炸的年代，高校有责任担起创新的担子。大学生科技创新的开展有利于创新人才的培养，有利于国家创新体系的完善。

随着我国社会经济快速发展，人们衣食住行得到长远发展的同时城市交通问题也越来越引起人们的关注。尤其是在经历了今年九月份的京藏大堵车后，交通对我们生活的影响更加明朗，人们发现人、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。现代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，缓解主干道与侧道、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，在此次课程设计期间，我应用所学的知识设计了一套简易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、显示电路、信号灯转换器、脉冲信号发生器。

目录

一、引言 (4)

二、设计要求 (4)

三、方案设计 (5)

四、单元电路设计与分析 (6)

1．多谐振荡器 (6)

2. 100分频电路 (7)

3．30秒倒计时电路 (8)

4．数码管显示电路 (9)

5．主控制电路及指示灯电路 (10)

五、总电路图及元器件及清单 (11)

1．总电路图 (11)

2．主要元器件介绍 (11)

3．元器件清单 (15)

六、交通灯课程设计仿真设计 (16)

七、心得体会 (18)

八、参考文献 (19)

一、引言

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。

在此次课程设计期间，我应用所学的知识设计了一套简易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。其中时基电路是通过555定时器构成一个多谐振荡器，即信号产生器，为计数器提供信号，再经过74LS160（10进制计数器）分频而产生得到1Hz的方波。得到秒脉冲后通过74LS192减计数逻辑设计30秒倒计时电路。再利用与非门、非门和D型锁存器（S、R分别为置1和置0强迫端的特性）构成控制电路来控制红绿灯之间的转换，同时引555定时器产生信号为黄灯提供闪烁信号，最终实现电路功能。

二、设计要求

（1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒。

（2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。

（3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。

选做扩展功能：

（4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数；

（5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。

三、方案设计

图1 交通控制灯电路设计

如图1所示为交通控制电路设计方案图，根据概述中的设计思想及方法来实现下图的交通指示灯状态转换图中描述的指示灯的转换及每种状态维持的时间（用数码显示管来显

示）。

图

2 交通指示灯状态转换图

四、单元电路设计与分析

1．555定时器构成的多谐振荡器

图3 555定时器构成的多谐振荡器

如图3所示为555定时器构成的多谐振荡器，C f为10nF，若C取100nF，依据公式周期T=（R1+2R2）Cln2 可计算出R1+2R2≈150kΩ时可得到周期为的振荡信号;若C取10uF，依据公式周期T=（R1+2R2）Cln2 可计算出R1+2R2≈150kΩ时可得到周期为1s的振荡信号。

2．用74LS160计数器构成分频电路

图4 74LS160构成的分频电路