十字路口交通灯课程设计

电子技术课程设计课题：十字路口交通管理器

系别：电气与电子工程系

专业：自动化

姓名：何帆

学号：092211219

河南城建学院

2012年6 月20 日

成绩评定·

一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。

二、评分

评分项目

设计报告评分答辩评分平时表现评分

合计

（100分）任务完成

情况

（20分）

课程设计

报告质量

（40分）

表达情况

（10分）

回答问题

情况

（10分）

工作态度与纪

律

（10分）

独立工作

能力

（10分）

得分

课程设计成绩评定

班级姓名学号

成绩：分（折合等级）

指导教师签字年月日

1

设计任务书

一设计目的

本课程设计是在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计的实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定的功能的电子电路。培养学生利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见的实际问题的能力，使学生积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。

二设计要求

1.主干道方向通行，支干道方向禁止通行，历时1min。

2.主干道方向禁止通行，支干道方向仍然禁止通行，历时3s。

3.主干道方向禁止通行，支干道方向通行，历时30s。

4.主干道方向仍然禁止通行，支干道方向禁止通行，历时3s之后又返回第一步循环。

2

目录

一交通灯设计原理 (1)

二单元电路的设计 (3)

1.脉冲产生电路： (3)

2.倒计时计数电路 (4)

3.状态控制电路 (5)

4.显示电路 (6)

三交通灯整体电路 (8)

四元件清单 (10)

五设计总结 (11)

六参考文献................................................................................ 错误！未定义书签。

3

1 一 交通灯设计原理

交通灯控制系统的原理框图如图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，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。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1交通灯控制系统原理框图

一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程如下：

（1）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）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）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）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车

道上位过县停车线的车辆停止通行，已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，系统又转换到第（1）种工作状态。

交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。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所示

表1 控制器工作状态及其功能

状态主干道支干道时间（s）

S0(00) 绿灯亮，允许通行红灯亮，禁止通行60

S1(01) 黄灯亮，停车红灯亮，禁止通行 3

S2(11) 红灯亮，禁止通行绿灯亮，允许通行30

S3(10) 红灯亮，禁止通行黄灯亮，停车 3

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：

AG=1：甲车道绿灯亮；

BG=1：乙车道绿灯亮；

AY=1：甲车道黄灯亮；

BY=1：乙车道黄灯亮；

AR=1：甲车道红灯亮；

BY=1：乙车道红灯亮；

2

3

二 单元电路的设计

1.脉冲产生电路：用555产生、电阻、电容

使用555定时器构成多谐振荡器，使得f=1HZ 。先将555定时器接成施密特触发器的结构，即将2，6端并联，再与RC 构成的充放电电路的串联点连接，将7端接到放电点。

C R R C R R f )2(43.12ln )2(121210+≈+=，要使得f=1HZ ，所以可令C=10uF , 1R =15K Ω, 2R =68K Ω,将数据代入到公式可得f 约等于1HZ 。

A1555_VIRTUAL

GND

DIS OUT

RST

VCC THR

CON

TRI

R1

1kΩ

R2

1kΩC110nF C2

10µF VCC

5V

XSC1

A

B Ext Trig ++__+_

图3：一秒脉冲发生器

1) 功能说明

秒脉冲发生电路是数字系统不可缺少的一个重要组成部分，因为数字电路只有在时钟电路的驱动下才可正常工作。根据应用场合的不同，不同数字电路选择使用不同类型的时钟发生器。因为交通灯控制系统的秒信号精度不高，故选用555定时器。

2) 所需器件

555芯片一个

R=15KΩ, 2R=68KΩ电阻各一个

1

C=10uF ,电容一个

2.倒计时计数电路

1) 功能说明

倒计时计数电路主要由计数器构成，它在整个系统设计中的作用是实现计时计数，在此我选用减法计数器，因为本设计说明计时时间可预设，所以需要可预置数的计数器，综合以上要求，采用74LS192。

当交通灯控制系统开始工作时，该部分电路将实现各种状态的转换功能。首先，将数码管显示一路绿灯的预值（63秒），预值：0110，0011；当其减到3时，计数器产生借位，此时绿灯灭。直到此绿灯再次亮时，重复上述转换功能，实现倒计时计数。

将绿灯的输出接到芯片的LD端，实现倒计时计数，CR端置0；CPD接1HZ 的脉冲信号。Q3、Q2、Q1、Q0端分别接显示74LS48的A3、A2、A1、A0端。

2）所需器件

4

74LS192-----计数器

3）芯片引脚图

3.状态控制电路

1）功能说明

74160为同步十进制计数器，由于一片计数器不能满足要求，故我们选择两

5

片74160串联，构成百进制计数器。当EP=1，ET=1 ，RD’=1,LD’=1,计数器随脉冲信号从0开始计数，将输出信号端通过一个与门相接，接到绿灯1，当计数器计到59时，送给黄灯一脉冲；当计数器为62时，送给红灯脉冲。然后，红黄绿灯获得脉冲信号后，倒计时器开始工作，分别计时相应的秒数。

2）所需器件

74160-----同步十进制计数器

4.显示电路

1）功能说明

74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器。它具有集电极开路输出结构，可以直接驱动共阴极数码管。因此，我选用74 …… 此处隐藏：2311字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……