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1、-学院代码*分 类 号本科学年论文设计交通灯设计学院、系专业名称年 级学生*指导教师2012年 月 日. z.- 学年论文指导教师评阅意见学 生姓 名专 业班 级学号论文题目交通灯设计指导教师教师职称学年论文评语 评定成绩： 指导教师签名： 年 月 日. z.-交通灯设计摘要交通信号灯常用与穿插路口，用来控制车的流量，提高穿插口车辆的通行能力，减少交通事故。有了交通灯人们的平安出行有了很大的保障。 本设计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平安通行,实现十字路口交通管理的自动化。主要由秒脉
2、冲发生器、定时器、控制器、译码显示电路及夜间黄灯闪烁模式组成。秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，计时器由74LS160实现，控制器由74LS153和74LS74组成，译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。本实验设计目的是培养数字电路的能力，掌握交通信号灯控制电路的设计方法。关键词：交通灯，秒脉冲发生器，主控器，计数器，译码电路The design of traffic-lightAuthor:qinwurina Tutor:BaodujiyaAbstractTraffic lights and intersection, used to control the flow of cars,
3、 improving the intersection vehicle traffic capacity, reduce the number of traffic accidents. With traffic lights safety travel has a great deal of security of people. This design through the use of traffic light control circuit design of digital circuits, make digital signal control intersection tr
4、affic light control circuit of two groups of red, yellow, and green traffic lights state transition method, manding various vehicles and pedestrians safe passage, implementation of traffic management automation. Mainly by the second pulse generator, timers, controllers, display decoding circuit and
5、night consisting of yellow lights flashing mode. Second pulse generator by NE555 pulse, timer is implemented by 74LS160, the controller is posed of 74LS153 and 74LS74, decoding circuit using 74LS48 and seven-segment digital tube display. This e*periment is designed to develop the capacity of digital
6、 circuits, design method of mastering traffic light control circuit.Keywords: traffic lights, pulse generator, master, counters, decoding circuit. z.-. z.-目录1绪论12电路设计22.1根本原理与设计方法22.2单元电路设计与分析42.2.1秒脉冲发生器42.2.2控制器52.2.3计数器72.2.4控制信号灯的译码电路82.2.5显示局部102.2.6夜间模式102.3总电路图113系统的仿真和总原理图123.1单元电路局部仿真和调试123
7、.1.1控电路和信号灯译码电路的仿真与调试123.1.2计数器电路的仿真和调试123.1.3时钟信号电路的仿真与调试123.2整体电路的仿真与调试13总结14致 谢15参考文献16附录17. z.-1绪论在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的平安问题也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。交通信号灯常用与穿插路口，其中红灯亮表示道路制止通行；黄灯亮具有警示交通灯将要转变颜色的警示作用；绿灯亮表示该道路允许通行。交通灯通过状态的转换，指示车辆以及路人的通行，保证车辆以及行人有秩序的通过路口，实现十字路口交通管理的自动化，对人们的平安出行有了很大的
8、保障。 自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开场多种多样，从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速开展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术根底。本次实训设计是根据对逻辑功能的要求及对所学的电子技术根本理论知识的综合运用进展电路的独立设计，仿真，实验，调试以及写出实训论文。根据这次实训设计的内容和要求，我们小组首先进展了整体方案的构思，通过查阅相关书籍和综合已学过的数字电路的知识进展分析和比较，定下了一个可行性高的方
9、案。然后通过各种途径的查阅资料，并已学过的数字电路的知识从所给的元件中选择出符合我们构思的电路原理的元件，最后考虑到电路的稳定性，可控性以及电路简单与否等因素，在交通灯根本功实现的根底上考虑实现其扩展功能，即夜间模式。接下来就是电路各个局部的设计，最终连成了整体的电路，通过仿真确定电路的可行性。之后就是紧*的电路连接以及在连接的过程中进展电路的调试，期间还进展了局部方案的改动及改进，实现了本次交通灯设计的主要任务和具体要求。这篇论文主要由电路的根本原理与设计方法，单元电路的设计与分析，电路的仿真以及电路当中所涉及到的各个芯片的原理所构成的。. z.-. z.-2电路设计2.1根本原理与设计方法
10、有一个主干道和支干道的十字路口如下列图，每边都设置了信号灯，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒，以便让停车线以外的车辆停顿运行，因为主干道车流量较多，所以主干道放行时间长。如图 2.1图 2.1 十字路口示意图在实际情况下，一个十字路有一个甲车道和一个乙车道。甲车道的车流量较大，即要求甲车道绿灯亮的时间长，乙车道正好相反。设A代表甲车道，B代表乙车道；R代表红灯亮，Y代表黄灯亮，G代表绿灯亮。且设甲、乙干道红、黄、绿灯亮的四种状态分别由Q1、Q0的四种数值组合表示，如下：1.Q1Q0为00时，甲车道绿灯与乙车道红灯亮，即：AG、BR，时间持续20s；2.Q1Q0为01时，甲车道黄灯与乙车道红灯亮，
11、即：AY、BR，时间持续5s；3.Q1Q0为10时，甲车道红灯与乙车道绿灯亮，即：AR、BG，时间持续20s；4.Q1Q0为11时，甲车道红灯与乙车道黄灯亮，即：AR、BY，时间持续5s；四个状态以00-01-10-11的顺序循环出现。其工作流程图如图2.2所示状态00持续40s支干道红灯亮甲车道绿灯亮状态01持续5s乙车道红灯亮甲车道黄灯亮状态10持续20s乙车道绿灯亮甲车道红灯亮状态11持续5s乙车道黄灯亮甲车道红灯亮图2.2工作流程图 述交通信号灯的自动控制，系统主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等局部组成。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
12、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局部，由它控制计数器和译码器的工作。整个电路的原理框图如图 2.3所示. z.-计时器A车道 信号灯控制器 秒脉冲 发生器译码器B车道 信号灯图2.3设计框图2.2单元电路设计与分析2.2.1秒脉冲发生器秒脉冲发生器由NE555电路及外围电路组成，其中电阻电容值决定了脉冲宽度。既T=(R1+2R2)C2.当T=1S，即可凑出R1、R2、C2其中C1=0.01uF是为了保持输出的波形的稳定。NE555引脚图如图 2.4所示图 2.4 NE555引脚图可以调整多谐振荡器的占空比，从而产生1HZ的矩形脉冲。电路参数如下： C1=0.01
13、uF，C2=10uF ，根据多谐振荡器振荡剧期计算公式 T=tpl+tp20.7(R1+2R2)C2，则R=T/ (2.1C2)=1/(2.11010-6) 47电路如图 2.5所示. z.-图 2.5秒脉冲发生器2.2.2控制器控制器是交通管理的核心，选用两个D触发器74LS74做为时序存放器产生 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，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*表示。其余情况依次类推，就可以列出了状态转换信号ST。如表2.1所示表2.1 控制器状态转换表根据上表可以推出状态方程和转换信号方程，其方法是：将Q1n+1、Q0n+1和 ST为1的项所对应的输人或状态转换条件变量相与，其中1用原变量表示，0用反变量表示，然后将各与项相或，即可得到下面的方程：用四选一数据选择器和D触发器实现，设A1A0 = Q1nQ0n ，其他变量通过数据输入端输入。数据选择器用74LS153，触发器用74LS74。设计中将触发器的输出看作逻辑变量，将TL
