交通信号灯电子技术设计报告

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目 录

1 选题背景 .............................................................................................................................. 2

1．1 指导思想 ............................................................................................................... 2 1．2 方案论证 ............................................................................................................... 2 1．3 基本设计任务 ....................................................................................................... 2 1．5电路特点 ................................................................................................................ 2 2 电路设计 .............................................................................................................................. 3

2.1 总体方框图 ............................................................................................................. 3 2.2 工作原理 ................................................................................................................. 3 3 各主要电路及部件工作原理 .............................................................................................. 4

3.1 555多谐振荡器电路 .............................................................................................. 4 3.2 74HC160十分频电路 .............................................................................................. 5 3.3 74HC161计数电路 .................................................................................................. 6 3.4 74HC138 译码器电路 ............................................................................................. 8 3.5 LED 驱动电路 ......................................................................................................... 9 3.6 LED显示电路 .......................................................................................................... 9 4 原理总图 ............................................................................................................................ 11 5 元器件清单 ........................................................................................................................ 12 6 调试过程及测试数据（或者仿真结果） ........................................................................ 12

6.1 通电前检查 ........................................................................................................... 12 6.2 通电检查 ............................................................................................................... 12 6.2.1 NE555单元电路的调试 ................................................................................ 13

6.2.2 74HC160作10分频的电路单元调试 .................................................... 13 6.2.3 74HC161作的状态生成器的调试 .......................................................... 13 6.2.4 74HC138构成的译码器的调试 .............................................................. 13 6.2.5 LED驱动、显示电路 .............................................................................. 13 6.3 结果分析 ............................................................................................................... 13 7 小结 .................................................................................................................................... 14 8 设计体会及今后的改进意见 ............................................................................................ 14

8.1 体会 ....................................................................................................................... 14 8.2 本方案特点及存在的问题 ................................................................................... 14 8.3 改进意见 ............................................................................................................... 14 参考文献 ................................................................................................................................ 15

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正 文

1 选题背景

城市道路交通自动控制系统的发展是以城市交通信号控制技术为前导。交通灯的发展，旨在解决人类交通因需求的日益增多而日益繁重带来的问题，这就要求在车辆日益增多的今天，对道路资源进行有效的管理，避免因无序和抢行而带来的交通阻塞和交通事故。我们基于课设与实际相结合的考虑决定完成这项课程设计题目。 1．1 指导思想

经交通灯工作状态的一个循环为80秒，可以分成16个5秒，而这16个状态可以用4-16线译码器（由两片74HC138构成）对74HC161十六进制计数器输出端的16个状态进行分配来一一表示出来，而这十六个状态之间的变化可以用5秒方波脉冲来进行驱动，再对这十六个状态用门电路进行逻辑组合，输出至六组LED的阴极，对LED进行低电平驱动，以达到预期的效果。 1．2 方案论证

讲电路状态分为16个状态，状态之间的转换用16进制计数器对方波脉冲进行计数来实现，再用译码器对16个状态进行译码，驱动电路则是对译码后的16个状态经过逻辑电路进行组合来实现。

通过分析可以看出这样的设计思路清晰，电路简单，只需少数元件便可以实现。准确性高，不易出故障，而且对以后可能进行的后续电路的增加或调整也比较方便。综合各方面的考虑，该方案完全可行。 1．3 基本设计任务

要求设计一个交通灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每

个入口处设置红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则停止行驶（给行驶中的车辆有时间停在禁行线以外）。具体要求如下：

（１）用红、绿、黄发光二极管作信号指示灯。

（２）主支干道交替允许通行。主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒。 （３）在每次由绿灯亮转换到红灯亮的过程中，要亮5秒钟的黄灯作为过渡。 1．5电路特点

本电路由于当初在设计的时候利用数电中学到的知识进行了简化，并且将80个状态简化为了16个状态，对于LED驱动电路只有四个输入端，使得电路元件大大减少，降低成本，减小电路的复杂程度，也就减小了电路出故障的概率。

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2 电路设计

2.1 总体方框图

图2-1 总体方框图

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