十字路口的交通灯控制电路设计

十字路口的交通灯控制电路设计

摘要

本论文主要阐述了交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。俗话说“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通安全。作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应国际化。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。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。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。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，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，缓解主干道与匝道、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。以下就交通灯控制系统的电

路原理、设计和实验调试等问题来进行具体分析讨论。

关键词：交通灯自动控制定时准确报警高速

目录

一、对交通信号灯的控制 (3)

1．1题目要求 (3)

二、交通灯的组成 (3)

2．1交通灯控制系统的原理框图 (3)

2．2交通灯运行状态 (4)

2．2．1一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程..5三、单元电路的设计 (8)

3．1秒脉冲发生器 (8)

3．2定时器 (9)

3．3控制器 (11)

3．4译码器 (13)

3．5交通信号灯 (15)

3．6整个交通灯控制系统的布局 (15)

四、PCB的制作 (15)

4．1原理图的绘制 (16)

4．2 PCB的排线 (16)

五、焊接技术 (16)

5.1导线的焊接 (16)

5．1．1焊接操作姿势与卫生 (17)

5．1．2焊接的基本操作 (17)

5．2印制电路板的焊接 (20)

5．3 焊后处理 (21)

六、仿真过程与效果分析 (21)

6．1电路试调 (21)

6．1．1调试前的检查 (22)

6．2调试中注意的事项 (23)

6．3通电后的测试 (24)

6．4操作说明 (24)

七、元器件清单 (25)

八、结束语 (26)

九、谢词 (27)

十、参考文献 (27)

一、对交通信号灯的控制

1．1题目要求

1.信号灯收一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号系统开始

工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。

2.南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应该关闭信号灯

系统，并报警。

3.南北红灯亮维持25s，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮并维持

20s，到20s时东西绿灯闪烁，闪烁3s后熄灭。在东西绿灯熄时，东西黄灯亮，并维持2s，到2s时，东西黄灯灭，东西红灯亮，同时南北红灯熄灭，南北绿灯亮。

4.东西红灯亮维持30s，南北绿灯维持25s，然后闪烁3s熄灭，同时

南北黄灯亮，维持2s后熄灭。这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

5.周而复始。

二、交通灯的组成

2．1交通灯控制系统的原理框图

如图2、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: 表示甲车道或乙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2、1 交通灯控制系统的原理框图

2．2交通灯运行状态

两方向车道的交通灯的运行状态共有4种(因人行道的交通灯和

车道的交通灯是同步的,所以不考虑)，如图2、2所示

图2、2两方向车道的交通灯的运行状态

2．2．1一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程

（1）如图2、2状态0所示，甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行，乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔TL时，控制器发出状态信号ST，转到下一工作状态。

（2）如图2、2状态1所示，甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道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，乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。

（3）如图2、2状态2所示，甲车道红灯亮，乙车道绿灯亮。表

示甲车道禁止通行，乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。

（4）如图2、2状态3所示，甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道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。黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到工作状态1。

交通灯以上4种工作状态的转换由控制器进行控制。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如下表2.2.1所示。

表2.2.1 控制器工作状态及其功能

控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定：