电子技术课程设计说明书-交通信号灯

目录

引言 ............................................................... 1

一、 设计目的和要求 ................................................ 2

1.1设计任务 ........................................................ 2

1.2具体要求 ........................................................ 3

1.3 应满足的工作时序................................................ 3

二、 设计方案 ...................................................... 3

2.1 设计思路........................................................ 3

2.2 设计流程........................................................ 5

2.3 器件清单 ....................................................... 6

三、 仿真 ......................................................... 16

3.1 EWB软件介绍 ................................................... 16

3.2仿真 ........................................................... 17

四、 电路焊接、调试 ............................................... 20

4.1焊接 ........................................................... 20

4.2 调试 .......................................................... 23

4.3 调试中出现的问题，调试及解决方法 .............................. 24

五、 实物图 ....................................................... 25

六、 存在的不足 ................................................... 26

总结 .............................................................. 27

致谢 .............................................................. 28

参考文献 .......................................................... 29

交通信号灯设计

摘 要：此次设计分析交通信号灯控制系统应用要求及设计原理，利用74ls00，

74ls48,74ls90,74ls20,555等元件设计出能够满足实际应用要求的交通信号灯

控制器。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，在这次课程设计

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。由交通信号灯控制

器课程设计的内容和要求，分析系统的逻辑功能，可以利用EWB软件将仿真图仿

真出来。要实现设计要求中交通信号灯的自动控制，由仿真图可以看出此方案的

控制电路主要由时钟信号发生器、计数器、主控制器、信号灯译码驱动电路和数

字显示译码驱动电路几部分组成。主控制器和定时计数器必须使用同一脉冲信号，

译码电路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。主控电路

是系统的主要部分，由它控制定时计数电路和译码驱动电路的工作。

关键词：控制 计数 译码 显示 时钟信号

引言

当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的

手段。但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械

扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，

英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界

上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，

绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。

电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，

1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表

示“通行”。

1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种

是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启

动红绿灯，司机遇红灯时按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人

踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的

红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。

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。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协

定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，

左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法

地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对

红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆

不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

一、 设计目的和要求

通过一个学期的电子技术的学习，对一些电气原件有了初步的认识，这次课

程设计的目的主要是通过设计交通灯控制电路，了解数字电子技术，了解交通灯

控制系统，了解译码器、计数器、寄存器芯片的作用。巩固和综合运用所学知识，

提高分析、解决数字电子技术实际问题的能力，增长自己的知识。

如何采用合适的控制方法，最大限度地利用好耗费巨资修建的城市高速道路，

缓解主干道与匝道、街区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理

和城市规划部门解决的主要问题。为此，本次设计的是交通信号灯的设计、仿真

和调试。就成乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试进行具体分析

讨论。

1.1设计任务

（1）用红、绿、黄发光二极管做信号灯。

（2）设计一个交通设计灯控制电路，满足以下要求：

a、主干道和支干道交替放行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒。

b每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒，此时原红灯不变。

c、用十进制数字显示放行及等待时间。

（3）本设计主要在EWB的工作环境下设计交通信号灯，测试电路是否正确，无

误再制作实际电路。

1.2具体要求

（1）交通信号灯控制电路应具备时间显示、主干道和支干道交替放行动能。

（2）整体电路布局合理，线路清晰。

（3）课程设计说明书条理清晰，结构合理，格式规范。

1.3 应满足的工作时序

（1）设开始时主干道通行，支干道不通行，这种情况下主绿灯和支红灯亮，持

续时间为30秒；

（2）30秒后主干道停车，支干道人不通行，这种情况下主黄灯和支红灯，持续

时间为5秒；

（3）5秒后，主干道不同行，支干道通行，着这种情况下主红灯和支绿灯亮，

持续时间为20秒；

（4）20秒后主干道人不同行，支干道停车，这种情况下主黄灯和支黄灯，持续

时间为5秒，。5秒后又回到第一种情况，如此循环反复。因此，要求主控制器

也有四种状态，设这四种状态依次为S1,S2,S3,S4

二、 设计方案

2.1 设计思路

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