电子技术课程设计---交通信号灯系统设计

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1、1 电子电子技术技术课程设计报告课程设计报告 交通信号灯交通信号灯系统设计系统设计 姓 名： 学 号： 专业班级： 指导老师： 所在学院： 电 气 学 院 2011 年 6 月 29 日 2 目目 录录 摘摘 要要.3 一一 交通灯基本工作原理交通灯基本工作原理 4 1.11.1 工作流程图工作流程图.4 1.21.2 工作时序工作时序 5 二二 交通灯基本组成交通灯基本组成 .7 2.1 2.1 单次手动电路及秒脉冲发生器单次手动电路及秒脉冲发生器 7 2.2 控制器控制器 .7 2.3 显示控制部分显示控制部分 .7 三三 设计步骤及方法设计步骤及方法 .8 3.1 单次手动及脉冲电路单次

2、手动及脉冲电路 8 3.2 控制器部分控制器部分 9 3.3 数字显示部分数字显示部分 . 10 3.4 汽车模拟控制电路汽车模拟控制电路 10 四四 电路总体说明电路总体说明 . 12 五五 设计所用器材设计所用器材 . 13 参考文献参考文献 . 13 3 摘摘 要要 本文介绍交通信号灯的基本工作原理，基本组成，设计步骤及方法，电路说 明等。着重强调了设计的原理和方法，并附以电路说明，从更深层次的把交通灯 的设计原理展现给大家。它结合模拟电子技术和数字电子技术的基本研究方法并 根据实际情况进行设计电路，并最终实现指挥交通。本文的思路基于智能交通灯 设计方案，并进行简单改进。着重从数字电子的

3、方向研究问题，把与非门和RS密 码锁等方面的知识运用到实际的设计中，并发挥实际作用，最终实现红黄绿的三 个灯的交替自动变换。 关键词关键词 电子技术 课程设计 交通信号灯 计数器号灯计数器 4 一一 交通灯基本工作原理交通灯基本工作原理 交通灯系统原理图：其中红灯 R 亮，表示该条道路禁止通行；黄灯 Y 亮表示 停车；绿灯 G 亮表示允许通行。见下图 图 1 交通灯控制器系统框图 设计中十字路口交通信号灯控制，要求如下： 1.11.1 工作流程图工作流程图 东西方向 G Y R 时 间 显 示 时 间 显 示 东西方向 G Y R 系统控制电路 1 手动、 单步 分频 时标 5 图 2 交通灯

4、顺序工作流程图 图中设南北方向的红，黄，绿灯分别为 NSR,NSY,NSG 东西方向的红，黄，绿 灯分别为 EWR,EWY,EWG。 工作方式：南北方向绿灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮时，东西 方向红灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮时，东西方 向黄灯亮。 1.1.2 2 工作时序工作时序 东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和；南北方向亮红灯 时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序工作图如下： 假设每个单位时间为 3 秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为 15 秒、3 秒、18，一次循环为 36 秒。其中红灯亮的时间为绿、黄灯亮的时间之和，

5、 黄灯是间歇闪耀。 南北向绿灯亮，东西向红灯亮占 5t 南北向黄灯亮，东西向红灯亮占 5t 南北向红灯亮，东西向绿灯亮占 5t 南北向红灯亮，东西向黄灯亮占 1t 6 01234 5678910 11 0123456 t NSG EWY t5t NSY NSR EWR EWG 6t 图 3 交通灯时序工作流程图 为了方便人们玩直观地把握时间，十字路口要有数字显示，作为提示，具体 为：当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减 1 计数方式工作，直至 减到数为“0” ，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，而进入下一步某方 向的人作循环。 例如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字

6、显示为 18，并使数 显计数器开始减“1”计数，当减到绿灯灭而黄灯亮时，数显的值应为 3，当减到 “0”时，此时黄灯灭，而南北方向的红灯亮； ，同时，使得东西方向绿灯亮，并 置东西方向的数显为 18。 7 二二 交通灯基本组成交通灯基本组成 它主要由控制器、显示控制部分和秒脉冲信号发生器等部分组成。 2.1 2.1 单次手动电路及秒脉冲发生器单次手动电路及秒脉冲发生器 单次脉冲是由两个与非门组成的 RS 触发器产生的； 秒脉冲发生器是该系统中 显示控制部分和控制器的标准时钟信号源，可用晶体振荡或 RC 振荡电路构成。 2.2 控制器控制器 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。它由 74LS164 组成扭环形计数器，然后经译码后，输出十字路口南北、 东西二个方向的控制信号。 2.3 显示控制部分显示控制部分 显示控制部分，实际是一个定时控制电路。当绿灯亮时，使减法计数器开始 工作（用对方的