简易十字路口交通灯实验报告

题目：十字路口交通管理控制器

院系：控制与计算机工程学院

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日期：年月日

一、目的与要求

设计一个十字路口的交通灯控制电路，主、支道各配有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该道路禁止通行；黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯表示该道路允许通行。该电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，实现十字路口自动化。

二、设计原理 1． 交通灯组成

主、支车道交通灯的运行状态有3种，如下表所示。

主车道 支车道 交通灯显示

绿灯60s 红灯70s

黄灯10s 红灯30s

绿灯20s 黄灯10s

2． 单元电路设计 1.1秒脉冲发生器

脉冲发生器用555定时器构成多谐振荡器，震荡频率为： f0=1/(0.7(R1+2R2)C)

根据计算公式，可取R1=72.14k ，R2=30.54k ，C1=10uF ，C2=10nF

电路路如右图：

主车道选择置数

支车道定时器

主车道显示电路

支车道交通灯

主车道交通灯 主车道定时器

支车道选择置数

这车道显示电路

时钟信号

1.2计数模块

交通灯计时模块是一个减计数器，因此采用74LS192可逆计数器，用两块芯片级联的方式构成所需要的计数器，并且采用异步置数的方式，根据主、支车道的不同状态，对计数器置不同的数据。定时器输出端接数码显示管即可构成显示电路。具体电路如下图：

1.3选择置数模块

首先考虑到主、支车道交通灯状态有三种，因此需要一个编码器将三种状态编码（这里

采用了74LS138芯片，虽然是3输入，其实只用到了A、B输入端）；又因为每种状态需要

给定时器置不同的数，因此需要一个译码器将三种状态翻译成需要的数据，并连接到定时器，

进行置数（考虑到要求的时间数字不超过7，采用74LS148优先编码器，虽然是3输出，与

定时器的置数端不匹配，但是定时器D置数端没有用到，可悬空）。又考虑到交通灯要循环

工作，因此需要一个能自启动功能的模3计数器给编码器编码，并且该计数器的翻转脉冲来

自定时器到0结束时的置数脉冲。具体电路如下：

1.4交通灯模块

每一种状态都由编码器编码，且输出低电平。因此用一个非门再接上不同颜色的信号灯即可显示不同通行状态了。

三、总结或结论

通过这次设计，不仅加深了我对数字逻辑电路的理解，而且加强了我独立思考和合作交流及动手能力。通过对设计中的每个模块的设计巩固了对理论知识的掌握，而且感觉实践和理论并非同一回事，比如在设计555脉冲电路时，对电路的连接和电阻电容完全正确的情况下，产生却非想要的1HZ的矩形波，后来查到要将电阻电容的引脚接的尽量短才得到较为理想的脉冲，但是无论怎么接还是跟理论有一定差距的，深深的认识的多动手的重要性。此外我还认识到多跟同学交流的重要性，这样不仅可以是自己设计出更好更简洁的电路，而且能使自己少走弯路，分享彼此在实践中的遇到的问题，还可以使自己学到更多，对问题理解的更加透彻。

四、参考文献

[1] 李月娇.数字电子技术基础.中国电力出版社，2008

附录（设计电路图、数据表格等）

电路全图，上半部分为主车道电路，下半部分是支车道电路：