简易交通信号灯控制器(可交)

《电工与电子技术基础》课程设计报告

题目简易交通信号灯控制器

学院（部）汽车学院

专业物流工程

班级22071002

学生姓名乔睿

学号**********

5 月21 日至

6 月 1 日共2 周

指导教师（签字）

前言

社会在飞速发展，交通也越来越便利，各式各样的马路，立交桥纵横交错，其中必不可少的就是交通信号灯。在繁忙的十字路口，红绿灯指示着各种车辆和行人的安全，使交通井然有序，无需交警，交通信号灯的自动控制是通过计算机来实现的。现在，我国的一些城市已经运用计算机自动控制了，市交警管理工作逐步自动化智能化。为了更了解信号灯自动控制的基本原理，学习利用数字电子技术设计并制作自动控制装置的方法。可编程逻辑器件的大量应用，传统74LS系列标准逻辑器件在应用系统的设计中应用越来越少，但是数字电子技术作为理论基础原理并没有改变。因此，基本单元电路，基本功能模块及基本的分析方法仍然是本次设计的基本内容，本次设计主要是简易交通灯控制。这将有利于我们更好的掌握数字电路的设计方法，将数字电路和模拟电路融会贯通，提高解决实际问题的能力，同时也为更好的熟悉计算机和运用各程序打下良好基础。

目录

摘要 (1)

一、方案论证与选择 (1)

二、系统概述 (2)

1、原理框图 (2)

2、简要分析 (2)

三、单元电路设计及功能说明 (3)

1、秒脉冲产生模块 (3)

2、分频模块 (4)

3、控制模块 (5)

4、计数和显示模块 (7)

四、系统仿真 (9)

五、系统综述 (11)

简易交通指示灯总电路图 (12)

编后语 (12)

元器件明细表 (13)

参考文献 (14)

简易交通信号灯控制器

摘要

在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。

通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计，提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法，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。因此，在本次课程设计里，将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。

关键字：交通信号灯控制器课程设计数字电路技术计数器寄存器

任务设计与要求:

1.定周控制：主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒；

2.每次由绿灯变为红灯时，应有5秒黄灯亮作为过渡；

3.分别用红、黄、绿发光二极管表示信号灯；

4.设计计时显示电路。

一、方案论证与选择

提出方案

方案一：

采用555多谐振荡器来产生T=1s的CP脉冲，然后分主干道和支干道两路，每一路的原理都相同；

控制电路：由一个双向移位寄存器74LS194的输出来实现状态控制电路。通过它的移位来实现红、黄、绿灯的转换以及计数电路的工作状态；

计数电路：采用十进制可逆计数器74LS190的级联来实现灯的倒计时计数；

显示电路：采用七段数码显示译码器74LS47芯片和数码管来实现数字显示。

方案二：

采用555多谐振荡器来产生T=1s的CP脉冲，用异步二-五-十进制计数器实现5分频的功能，从而减少控制状态；

控制电路：采用移位寄存器74LS164芯片的输出与计数电路的逻辑关系来实现红、黄、绿灯的状态转换；

计数电路：采用十进制可逆计数器74LS190级联来实现灯的倒计时计数；

显示电路：采用七段数码显示数码管DCD _HEX来实现数字显示。

方案选择

本次设计我们采用方案二。对于方案一中的74LS194，要想实现红、黄、绿灯的转换；需要通过控制74LS194的S1、S0的状态来实现置数、保持、右移，而这三种状态的转换不易实现，相较而言，方案二比较合理。

二、系统概述

1、通过分析系统的逻辑功能，画出其原理框图如图1

交通灯控制系统的原理框图如图1所示。它主要有秒脉冲发生器，分频器，控制器，计数器及倒计时显示电路组成。秒脉冲发生器是该系统中控制器的标准时钟信号源。控制器是系统的主要部分。有它来控制计数电路工作。

图1

2、分析

(1)、主干道绿灯亮，支干道红灯亮。支干道禁止通行，绿灯亮足规定的时间间隔45s 时，转到下一个工作状态。

（2）、主干道黄灯亮，支干道红灯亮。支干道禁止通行，黄灯亮足规定的时间间隔5s 时，转到下一个工作状态。

（3）、主干道红灯亮，支干道绿灯亮。主干道禁止通行，支干道上的车辆允许通过绿灯亮足规定的时间间隔25s时，电路转到下一个工作状态。

（4）、主干道红灯亮，支干道黄灯亮。主干道禁止通行，黄灯亮足规定的时间间隔5s 时，电路又转到第一种工作状态。

交通灯的以上四种状态是由控制器的移位寄存器74LS164芯片和一些门电路来进行控制的，具体介绍见后续控制器功能说明。

三、单元电路设计及功能说明

1、秒脉冲产生模块

秒脉冲发生电路是由555定时器构成的多谐振荡器。因为控制系统是以秒作为单位，所以用秒脉冲发生器，又因为对信号的精度要求不高，故选用555定时器构成。如图2所示。

555定时器周期计算：

T 1＝（R

1

＋R

2

）Cln2=0.7(R

1

＋R

2

）C

T 2=R

2

Cln2=0.7R

2

C

T=T

1+T

2

=(R

1

+2R

2

)Cln2=0.7(R

1

+2R

2

)C

555定时器组成的秒脉冲Cp的周期为1s，即T=1s，设置占空比为51%，所以可设置参数

R

1=2.886kΩ R

2

=70.71kΩ C=10uF Cf=10uF

图2

2、分频模块

通过芯片74LS290实现其功能。74LS290介绍下：