1、 电子信息与控制工程系课程设计 交通信号灯系统设计交通信号灯系统设计 题目：题目： 交通信号灯控制系统交通信号灯控制系统 一、实验目的一、实验目的 1、掌握综合应用理论知识和中规模集成电路设计方法 2、熟练掌握万用电表、函数信号发生器、数字电路实验箱、示波器的正确使用方法。 3、能识别和正确使用各种所需的集成块、电阻、电位器等，熟悉集成块的管脚功能结构。 4、自行设计实验图、检查和排除故障。 5、掌握调试及电路主要技术指标的测试方法 二二、设计、设计内容及要求内容及要求 有一条主干道和一条支干道的汇合点形成十指交叉路口， 为确保车辆安全、 迅速地行驶， 在交叉路口的每个入口处设置了红、 绿、
2、黄三色信号灯。 红灯亮禁止通行； 绿灯亮允许通行； 黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。设计一个十字路口交通灯信号控制器， 要求如下： 1、主干道和支干道交替放行，主干道每次放行时间 30 秒，支干道每次放行时间 20 秒。 2、每次绿灯变红灯时，黄灯先亮 5 秒，此时原红灯不变。 3、用十进制数字显示放行及等待时间。 三、方案比较及总体方案方案比较及总体方案的确定的确定 方案一： 方案二： 四四、设计提示及参考电路、设计提示及参考电路 交通灯控制系统的组成框图如图 1 所示。 状态控制器主要用于记录十字路口交通灯的工 作状态， 通过状态译码器分别点亮相应状态的信号灯。 秒信号发生器
3、产生整个定时系统的时 基脉冲，通过减法计数器对秒脉冲减计数，达到控制每一种工作状态的持续时间。减法计数 器的回零脉冲使状态控制器完成状态转换， 同时状态译码器根据系统下一个工作状态决定计 数器下一次减计数的初始值。减法计数器的状态由 BCD 译码器译码、数码管显示。在黄灯 亮期间，状态译码器将秒脉冲引入红灯控制电路，使红灯闪烁。 译码、显示 主干道信号灯 支干道信号灯 减法计数器 状态译码器 红灯闪烁控制 置数控制 状态控制器 秒脉冲发生器 图图 1 交通灯控制系统的组成框图交通灯控制系统的组成框图 1、 状态控制器设计 根据设计要求， 各信号灯的工作顺序流程如图 3 所示。 信号灯四种不同的
4、状态分别用 S0（主 绿灯亮、支红灯亮） 、S1（主黄灯亮、支红灯闪烁） 、S2（主红灯亮、支绿灯亮） 、S3（主红 灯闪烁、支黄灯亮）表示，其状态编码及状态转换图如图 2 所示。 图图 2图图状态编码及状态转换状态编码及状态转换 图图 3 信号灯的工作顺序流程信号灯的工作顺序流程 显然，这是一个二位二进制计数器。可采用中规模集成计数器 74LS90 构成状态控制器，电 路如图 5。异步计数器 74LS90 引管脚图及功能表真值表如下表 1 所示；74LS90 为中规模 TTL 集成计数器，可实现二分频、五分频和十分频等功能，它由一个二进制计数器和一个 五进制计数器构成。其引脚排列图 4 和功能表如下所示： 主干道绿灯亮 支干道红灯亮 （30 进制计数器减 1） 主干道黄灯亮 支干道红灯闪烁 （5 进制计数器减 1） 主干道红灯亮 支干道绿灯亮 （20 进制计数器减 1） 主干道红灯闪烁 支干道黄灯亮 （5 进制计数器减 1） 表表1 1 74LS9074LS90的功能表的功能表 图图4 4 74LS9074LS90的引脚排列图的引脚排列图 图图 5
