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1、 交通灯控制电路系 别：电气与信息工程专 业： 班 级：2005级2班姓 名： 学 号：0520010138指导老师：目 录 第一章：序言 （2）第二章：设计任务书 （2）第三章：电路组成和工作原理 （4）第四章：设计步骤及方法 （7）第五章：总结 （10）第七章：参考文献 （10）第一章 序 言随着社会的飞速发展，城市交通问题日益凸显严重，尤其在城市街道的十字叉路口，频繁发生交通问题，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。其中红灯亮，表示道路禁止通行；黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行，已经过停车线的的车辆继续通行；绿灯亮表示道路允许通行。交通灯控制
2、电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人的安全，实现十字路口交通管理自动化。第二章 设计任务书一、设计题目：交通灯控制电路二、技术要求：1设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒； 2要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道；3.时钟指示灯每秒亮一次；4.计出交通灯控制电路逻辑图。 三、给定条件及器件元件名型号数量集成电路74LS741个74LS002个74LS1632个74LS1532个74LS043个74LS1381个NE5551个电阻51k1个47k1个1个2007个1个电容1
3、0 uF2个01uF2个发光二极管红色3个黄色2个绿色2个三极管3DG1个导线若干四、设计内容1.电路各部分的组成和工作原理。逻辑图和功能。3.电路各部分的调试方法。4.在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问题，其原因及解决的办法。第三章 电路组成和工作原理1分析系统的逻辑功能，画出其框图 图1. 交通灯控制系统的原理框图 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： T
4、L: 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。（1）如图1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）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
5、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表12、1所示，控制
6、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： 表1 控制器工作状态及功能表控制状态信号灯状态车道运行状态S0（00）甲绿乙红 甲车道通行，乙车道禁止通行S1（01） 甲黄乙红 甲车道缓行，乙车道禁止通行S3（11）甲红、乙绿甲车道禁止通行，甲车道通行S2（10）甲红、乙黄甲车道禁止通行，甲车道缓行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乙车道红灯亮一、控制器控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。二、定时器定时器由与系统秒脉冲（由时钟
7、脉冲产生器提供）同步的计数器构成，要求计数器在状态信号ST作用下，首先清零，然后在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从零开始进行增1计数，向控制器提供模5的定时信号TY和模25的定时信号TL。三、译码器译码器的主要任务是将控制器的输出 Q1、 Q0的4种工作状态，翻译成甲、乙车道上6个信号灯的工作状态。控制器的状态编码与信号灯控制信号之间的关系。第四章 设计步骤及方法一、列出控制器与信号灯的关系表：表2、控制器状态编码与信号灯关系表状态AG AY ARBG BY BR001 0 0 0 0 1010 1 0001100 0 1100110 0 1010下图为交通灯控制电路的总逻辑图（图2）： 二、单
8、元电路的设计（1）秒脉冲发生器 秒脉冲发生器由NE555电路及外围电路组成，其中R6,C2的电阻电容值决定了脉冲宽度。图3 秒脉冲发生器原理图如图3所示，R6、C2组成一个串联RC充放电电路，在NE555的7脚上输出一个方波信号，C2上得到一个三角波。此三角波送到NE555的2脚输入端。由NE555内部的比较器和门电路共同作用，维持7脚上的方波信号和3脚上的输出方波。（2）控制器 控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。选用两个D触发器FF1、FFO做为时序寄存器产生 4种状态，控制器状态转换的条件为TL和TY，当控制器处于Q1n+1Q0n+1 00状态时，
9、如果TL 0，则控制器保持在00状态；如果，则控制器转换到Q1n+1Q0n+1 01状态。这两种情况与条件TY无关，所以用无关项X表示。其余情况依次类推，同时表中还列出了状态转换信号ST。图4 .定时器电路图表6.74LS163功能表 输 入 输 出CR LD CTP CPT CP D0 D1 D2 D3Q0 Q1 Q2 Q30 1 0 d0 d1 d2 d31 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0d0 d1 d2 d3计 数保 持保 持其工作原理为：由秒脉冲发生器产生的秒脉冲CP分别送给两个74LS163的清零端2处。如图所示：输入端.6分别接地.。U1的7和10与U2的15相
10、连。.即：只有当时15处产生一个高电平脉冲时才能触发U1中的14产生脉冲同时和U3A中的2下作用产生脉冲。74LS00在ST中共同作用下将信号11分别送给U1和U2的SR。可以得到TY和TY非是秒脉冲的4倍；TL和TL非的结果是秒脉冲的24倍。 第五章 总结经过两周的努力，我终于完成了电子课程设计交通灯控制电路系统。通过两周不断的查找资料的过程让我积累了很多实际操作经验，已初步掌握了数电的应用技术，以及数字电路的知识和有关器件的应用。我深刻地体会到数字电子技术对当代社会发展的重要作用。 经过这次课程设计，我学到很多东西。社会的不断发展电子产品 实践使我认识到我现在所学的知识还远远不够，在实际操作应用中有些问题还不能解决，所以我要在今后的学习中更加努力，学好自己的专业知识以充实自己，来适应日新月异的现代社会。在这次课程设计中，我学会了Protel的使用和操作,学会了如何利用网络资源,学会了怎么看电路图,读电路图,这些都使我受益匪浅，并为我以后的学习和工作积累了丰富的经验。参考文献电子技术基础（数字部分）康华光主编 华中理工大学电子学教研室电子技术基础（模拟部分）康华光主编 华中理工大学电子学教研室现代电子技术实践课程指导谢云 易波主编 机械工业出版社电子技术试验与课程设计 毕满清主编 机械工业出版社
