课程设计--交通信号灯的控制电路

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1、 1 数字电子技术数字电子技术 课程设计课程设计 课课 题：题：交通信号灯的控制电路交通信号灯的控制电路 班班 级：级： 学学 号号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 2 目目 录录 前言前言33 课程设计的要求和主要内容课程设计的要求和主要内容.4.4 主控制器电路的设计主控制器电路的设计.6.6 计时器的设计计时器的设计.12.12 译码驱动电路的设计译码驱动电路的设计.14.14 采用的原件采用的原件.15.15 附录附录 3 前前 言言 红绿灯（交通信号灯）系以规定之时间上交互更迭之光色讯号，设置 于交岔路口或其他特殊地点，用以将道路通行权指定给车辆驾驶人与 行人，管制其行

2、止及转向之交通管制设施。为一由电力运转之交通管 制设施，以红、黄、绿三色灯号或辅以音响，指示车辆及行人停止、 注意与行进，设于交岔路口或其他必要地点。 诞生 19 世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。其中，着 红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦威斯敏斯会 议大楼前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868 年 12 月 10 日， 信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了， 由当时英国铁路信号工 程师德 哈特设计、制造的灯柱高 7 米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯-煤气交通 信号灯，这是第一盏信号灯。在灯的脚下，一

3、名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带 转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交 替遮挡。不幸的是只面世 23 天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因 此断送了性命。 从此，城市的交通信号灯被取缔了。直到 1914 年，在美国的克利夫兰市才率先 恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继 重新出现了交通信号灯。 随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、 绿三种标志)于 1918 年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一 座高塔上，它的诞生，使城市交通大为改善。 4 电子技术

4、课程设计电子技术课程设计 一、设计指标及要求一、设计指标及要求 题目：交通信号灯控制电路的设计 要求：1.主干道经常通行; 2.支干道有车才通行： 3.主、支干道均有车时，两者交替通行，并要求主干道每次至少放行 30 秒，支干道每次至多放行 20 秒； 4.每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮 5 秒钟（此时原红灯不变） 。 电路方框原理图 本设计重点要求是设计出主控制器、计时器。传感器信号可以用逻辑开关代 替，信号灯可以采用发光二级管， “秒”信号脉冲可以用 1H z脉冲信号代替。 二、课程设计说明书的主要内容课程设计说明书的主要内容（字数；40005000 字） ： 1、设计任务及主要技术指标和

5、要求； 2、个单元电路的详细设计计算，元器件选择，电路图等； 3、整体电路的工作原理说明； 4、用 EWB 或 Multisim绘制原理图，仿真。 5 主控制器的设计主控制器的设计 从所给的题目可知，本实验电路的设计师关于交通信号灯电路的控制，其中 要求中提到支道有才通行，主道是要经常通行，则此时主道应该为绿灯，支道应 该为红灯。当支道和主道都有车要通行时，则主道和支道交替通行，且当绿灯变 红灯需经过黄灯，二红灯变绿灯则不需要。 根据题目要求可分为 4 种情况： 1.主道为绿灯时，支道为红灯； 2.主道为黄灯时，支道为红灯； 3.主道为红灯时，支道为绿灯； 4.主道继续为红灯时，支道转为黄灯；

6、按照这 4 个状态循环 一、状态分析一、状态分析 由于有四种状态 2n=4,则 n=2 。我们可以确定主控制器中必须有两个触发 器。本实验中选择的是 74109 的 JK 触发器。 接下来设计具体的电路，按以下几个步骤： 把主道为红，支道为绿,记为状态 S0； 把主道为黄，支道为红,记为状态 S1； 把主道为红，支道为绿,记为状态 S2； 把主道为红，支道为黄,记为状态 S3； 二、状态表二、状态表 S0用“00”表示，S1用“01” ，S2用“10” ，S3用“11” ，则可列出下表 主 支 状态 记为 绿 红 S0 00 黄 红 S1 01 红 绿 S2 10 红 黄 S3 11 表 1 结合题目分析上表可知， 1.当电路处于 S0有两种可能： 主干道有车支干道无车； 主干道和支干道都有 车但是没过 30。 2.当电路处于 S1时，没过 5。 3.当电路处于 S2时也有两种可能：支干道有车，主干道无车；主、支干道都 有车但是没过 20。