数电交通灯课程设计
交通信号灯数电课程设计
交通信号灯数电课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数字电子技术的基本原理，特别是组合逻辑电路的设计与应用。
2. 使学生掌握交通信号灯工作原理，并能运用数字电路知识分析信号灯的控制逻辑。
3. 引导学生了解并掌握常用逻辑门电路的功能及其在交通信号灯控制系统中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单组合逻辑电路的能力。
2. 提高学生动手实践能力，能够利用实验器材搭建并测试交通信号灯控制电路。
3. 培养学生的问题分析能力，学会运用数电知识解决实际生活中的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识，提高学习积极性。
2. 培养学生的团队合作精神，学会在小组合作中共同解决问题。
3. 增强学生的社会责任感，认识到学习数电知识在实际生活中的应用，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论联系实际，通过设计交通信号灯数字电路，使学生将所学知识应用于实际情境中。
学生特点：考虑到学生所在年级，已具备一定的数电基础知识，具有较强的求知欲和动手能力，但可能缺乏将理论知识应用于实际问题的经验。
教学要求：教师应充分调动学生的积极性，引导学生主动探究，注重培养学生的实践能力和创新能力，使学生在实践中掌握知识，提高技能。
同时，关注学生的情感态度价值观的培养，全面提升学生的综合素质。
通过分解课程目标为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字逻辑基础知识回顾：逻辑门电路原理，真值表，逻辑表达式，组合逻辑电路设计方法。
教材章节：第二章“数字逻辑基础”2. 交通信号灯工作原理：信号灯的运行规则，时序控制，交通灯控制系统的作用和意义。
教材章节：第五章“时序逻辑电路及其应用”3. 交通信号灯控制电路设计：a. 设计要求与分析：明确交通信号灯控制系统的功能需求，进行电路设计分析。
b. 逻辑电路设计：运用逻辑门电路设计交通信号灯控制逻辑。
c. 电路仿真与测试：利用软件进行电路仿真，搭建实际电路进行测试。
交通灯数电课程设计
交通灯数电课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握数字电路基础知识，特别是组合逻辑电路的原理和应用。
2. 学生能够通过分析和设计，解释交通灯工作原理中涉及的数字电路。
3. 学生能够运用所学知识，识别并描述交通灯控制系统中使用的常见电子元件及其功能。
技能目标：1. 学生能够运用逻辑门和触发器设计简单的交通灯控制电路。
2. 学生通过实际操作，学会使用相关的测试设备，检测并调试交通灯数字电路。
3. 学生能够小组合作，通过讨论与探究，解决交通灯数字电路设计中的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对电子技术和数字电路的兴趣，增强对科学探究的积极态度。
2. 学生通过课程学习，认识到科技在生活中的应用，提高社会责任感和工程伦理意识。
3. 学生在小组合作中学会相互尊重、沟通协作，培养团队精神和集体荣誉感。
本课程设计针对高中年级学生，在已有电子技术知识基础上，结合实际交通灯控制系统，旨在通过理论与实践相结合的方式，提高学生对数字电路知识的理解和应用能力。
课程注重培养学生的动手实践能力、问题解决能力和创新思维，同时引导学生形成正确的科学态度和价值观。
通过具体的学习成果的分解，为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本课程教学内容围绕以下三个方面进行组织：1. 数字电路基础：- 理解数字逻辑电路的基本概念，包括逻辑门、触发器、计数器等。
- 掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计方法。
- 学习交通灯控制系统中常用的数字电路元件及其功能。
2. 交通灯控制系统：- 分析交通灯工作原理，理解数字电路在交通灯控制系统中的应用。
- 学习交通灯控制电路的设计方法，包括电路图的绘制、元件的选择和连接。
- 探讨如何通过数字电路实现交通灯的定时、切换和异常处理功能。
3. 实践操作与探究：- 进行交通灯控制电路的搭建和调试，学会使用测试设备检测电路性能。
- 以小组为单位，进行项目实践，解决实际交通灯控制问题。
- 鼓励学生自主探究，提出创新性交通灯控制方案。
数电课程设计 交通灯设计
交通灯控制电路设计一、目的掌握、训练数字系统的综合设计方法；以及对各基本电路的功能运用和测试方法。
学习掌握各个基本电路之间级连和应当注意的事项；熟悉各基本电路的输入与输出应满足的条件。
正确阐述电路中各参数的意义。
学会在数字系统中正确使用数字集成电路。
学会查阅、读懂数字集成电路手册。
二、设计任务与要求设计一个十字交叉路口交通灯自动控制电路，其形式如右图，要求主干道和支干道两条交叉道路上的车辆交替行驶通过，每次通行时间可任意设定，现规定设为25秒。
在黄灯亮过5秒钟后，才能变换车辆通行道路方向及行人允许通过道路的方向。
在黄灯亮时，每秒钟闪亮一次，同时人行通道（斑马线）旁的报警喇叭也每秒钟响鸣一声。
三、设计原理与分析交通灯控制系统的原理框图如下图所示分析系统的逻辑功能及其框图，交通灯控制系统原理框图，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。
秒脉冲信号发生器是系统中定时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。
图中的：T L：表示主干道或支干道绿灯亮时的时间为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。
在设定的时间内，T L = 1，设定的时间到，T L = 0。
T Y：表示黄灯亮的时间为5秒，在设定的时间内，T Y = 1，设定的时间到，T Y = 0。
S T：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出的状态转换信号。
由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。
四、交通灯控制器的工作流程十字路口的交通灯控制器分为定时控制和计数控制。
定时控制就是定时器按要求设置，并发出的时间起始和终了信号来进行控制；计数控制既是在十字路口安装有摄像头及分析计数或红外探测计数设备；当这类计数设备，累计到在十字路口某条路上有一定的车辆数后，便立即发出状态转换信号控制控制器，使该条路上的交通灯改变成通行信号灯亮。
下面我们对定时控制十字路口的交通灯控制器进行分析。
数字电路交通灯课程设计
数字电路交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握数字电路的基本原理，包括逻辑门、触发器等组成部分。
2. 使学生能够运用交通灯控制电路的原理，分析并设计简单的数字电路系统。
3. 帮助学生了解交通灯控制电路在实际生活中的应用，理解其工作原理和功能。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建简单的数字电路交通灯控制系统的能力。
2. 培养学生通过小组合作，进行问题分析、方案设计、实验操作和结果分析的综合技能。
3. 提高学生运用现代工具和设备进行电路设计和测试的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术领域的兴趣，培养其主动探索科学问题的精神。
2. 培养学生的团队合作意识，使其学会在团队中发挥个人优势，共同解决问题。
3. 培养学生具备安全意识，了解并遵循实验室安全操作规程，养成良好的实验习惯。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，侧重于学生动手能力和实际操作能力的培养。
学生特点：初三学生具备一定的物理基础和电子技术知识，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的实践操作能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，培养其创新精神和动手能力。
在此基础上，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 逻辑门电路：介绍与门、或门、非门等基本逻辑门的工作原理和应用。
- 触发器：重点讲解RS触发器、D触发器等常用触发器的工作原理和使用方法。
- 交通灯控制电路原理：分析交通灯控制电路的基本组成、工作原理及其应用。
2. 实践操作：- 设计并搭建数字电路交通灯控制系统：学生分组进行电路设计，包括选择合适的逻辑门、触发器等组件，搭建交通灯控制电路。
- 电路测试与调试：学生进行电路测试，观察交通灯控制效果，针对问题进行调试。
3. 教学大纲：- 第一阶段：回顾已学过的逻辑门电路和触发器知识，为后续学习打下基础。
交通灯控制器数电课程设计
交通灯控制器数电课程设计交通灯控制器是现代城市交通管理的重要设备之一，它通过控制红绿灯的变化来引导车辆和行人的交通行为。
在这个数电课程设计中，我将介绍一个基于数字电路的交通灯控制器的设计方案。
我们需要明确交通灯控制器的工作原理。
交通灯控制器需要根据交通流量和道路情况来合理地控制红绿灯的变化。
一般来说，交通灯控制器包括计时器、传感器、状态切换逻辑和信号输出等部分。
在这个设计中，我们将使用数字电路来实现交通灯控制器。
数字电路是一种由逻辑门构成的电子电路，它能够对输入信号进行逻辑运算，并输出相应的结果。
我们可以使用逻辑门来实现交通灯控制器的各个部分。
我们需要设计一个计时器来控制红绿灯的变化。
计时器可以根据设定的时间间隔来输出不同的信号。
我们可以使用时钟信号来驱动计时器，每个时钟周期结束时，计时器的值加1。
当计时器的值达到设定的时间间隔时，就会触发一个输出信号，用于控制红绿灯的切换。
我们需要使用传感器来检测交通流量和道路情况。
传感器可以将交通流量和道路情况转化为电信号，并输入到交通灯控制器中。
根据传感器的输入信号，交通灯控制器可以做出相应的决策，例如延长绿灯时间或者提前切换红灯。
然后，我们需要设计状态切换逻辑来根据输入信号决定交通灯的切换。
状态切换逻辑可以根据当前的交通流量和道路情况，以及交通灯的当前状态，来计算下一个交通灯的状态。
例如，当交通流量较大时，状态切换逻辑可以延长绿灯时间；当交通流量较小时，状态切换逻辑可以提前切换红灯。
我们需要设计信号输出部分来控制红绿灯的显示。
信号输出部分可以根据状态切换逻辑计算得到的交通灯状态，输出相应的信号，控制红绿灯的亮灭。
例如，当状态切换逻辑计算得到应该显示绿灯时，信号输出部分就会输出一个绿灯信号，使绿灯亮起。
这个基于数字电路的交通灯控制器的设计方案包括计时器、传感器、状态切换逻辑和信号输出等部分。
通过合理地设计这些部分，并进行适当的调试和优化，我们可以实现一个高效、稳定的交通灯控制器，为城市交通管理提供有力的支持。
数电交通信号灯课程设计
数电交通信号灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，理解交通信号灯的工作原理。
2. 学会使用门电路、触发器等数字电路元件设计简单的交通信号灯控制系统。
3. 了解交通信号灯时序关系，掌握时序逻辑电路的设计方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，具备简单的数字电路设计和分析技能。
2. 提高学生动手实践能力，能够正确搭建和调试交通信号灯电路。
3. 培养学生团队协作能力，学会在小组内进行任务分配和沟通。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其探究精神和创新意识。
2. 增强学生的交通安全意识，使其认识到数字电路在生活中的重要作用。
3. 培养学生遵守交通规则的意识，提高社会责任感。
课程性质：本课程为电子技术课程的一部分，以实践为主，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生为初中生，具有一定的电子技术基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：结合学生特点和课程性质，教师需采用任务驱动法、小组合作法等教学方法，引导学生主动参与课堂，注重理论与实践相结合，提高学生的综合素养。
在教学过程中，关注每个学生的学习进度，确保课程目标的达成。
将目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 数字电路基础知识回顾：复习门电路、触发器等基本概念，为设计交通信号灯控制系统打下基础。
2. 交通信号灯工作原理：介绍交通信号灯的基本工作原理，包括信号灯的时序关系和控制逻辑。
3. 数字电路设计方法：讲解如何利用门电路、触发器等元件设计简单的交通信号灯控制系统，包括时序逻辑电路的设计。
4. 实践操作：指导学生动手搭建和调试交通信号灯电路，培养学生实际操作能力。
教学内容安排如下：第一课时：回顾数字电路基础知识，介绍交通信号灯工作原理。
第二课时：讲解数字电路设计方法，演示简单交通信号灯控制系统的设计过程。
第三课时：分组进行实践操作，指导学生搭建和调试交通信号灯电路。
交通信号灯课程设计数电
交通信号灯课程设计 数电一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握数字电路基础知识，特别是逻辑门电路的工作原理；2. 使学生了解交通信号灯的基本工作原理，并能运用数字电路知识分析信号灯的控制逻辑；3. 引导学生掌握运用数字电路设计简单控制系统的方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学数字电路知识解决实际问题的能力，如设计交通信号灯控制电路；2. 提高学生动手实践能力，学会使用数字电路实验设备，进行电路搭建和测试；3. 培养学生团队协作和沟通能力，通过小组讨论、展示等形式，共同完成课程任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣和热情，激发他们探索科学技术的欲望；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据和分析，养成良好实验习惯；3. 增强学生的安全意识和社会责任感，让他们明白交通信号灯在保障交通安全中的重要作用。
本课程针对电子技术相关专业的高中生，充分考虑学生的认知水平、兴趣和实际需求，将理论知识与实际应用紧密结合。
通过本课程的学习，学生不仅能够掌握数字电路的基本知识，还能将所学应用于实际交通信号灯控制系统的设计与分析，培养他们的创新意识和实践能力。
课程目标的设定旨在使学生在知识、技能和情感态度价值观等方面取得全面进步。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 数字电路基础知识：- 逻辑门电路原理及功能（对应教材第二章第一节）- 组合逻辑电路设计方法（对应教材第二章第二节）- 时序逻辑电路原理及功能（对应教材第二章第三节）2. 交通信号灯控制逻辑：- 交通信号灯基本工作原理（对应教材第三章第一节）- 数字电路在交通信号灯控制中的应用（对应教材第三章第二节）- 交通信号灯控制电路设计方法（对应教材第三章第三节）3. 实践操作与案例分析：- 数字电路实验设备的使用与操作（对应教材第四章第一节）- 交通信号灯控制电路搭建与测试（对应教材第四章第二节）- 案例分析：实际交通信号灯控制系统分析（对应教材第四章第三节）教学内容安排与进度：1. 第1周：数字电路基础知识学习，包括逻辑门电路、组合逻辑电路及时序逻辑电路；2. 第2周：交通信号灯控制逻辑学习，分析交通信号灯的工作原理及数字电路在其中的应用；3. 第3周：实践操作与案例分析，学生分组进行交通信号灯控制电路的设计、搭建和测试；4. 第4周：总结与展示，各组学生展示设计成果，分享实践经验。
交通灯控制器数电课程设计
交通灯控制器数电课程设计交通灯控制器是一个常见的数电课程设计项目，下面是一个简单的交通灯控制器的设计方案：1. 需求分析：- 交通灯要能够按照规定的时间间隔不断切换状态。
- 交通灯的状态包括红灯、黄灯和绿灯，分别对应停止、警告和通行状态。
- 红灯、黄灯和绿灯的时间间隔可以根据实际需要进行调整。
2. 设计方案：- 使用数字时钟芯片，如NE555，来生成固定频率的时钟信号。
- 使用多路选择器，如74LS151，来选择不同的灯的状态输出。
- 使用逻辑门电路，如与门和或门，来实现灯的状态切换。
3. 设计步骤：- 使用时钟芯片来产生一个频率为1Hz的时钟信号。
- 使用分频器电路，如74LS90，将时钟信号的频率分为三等份，分别用于控制红灯、黄灯和绿灯的持续时间。
- 使用多路选择器74LS151，根据时钟信号的状态与分频器的控制信号，选择对应的灯输出高电平或低电平。
- 使用逻辑门电路，通过组合逻辑将时钟信号和选择器输出的灯状态进行控制，实现交通灯的状态切换。
4. 硬件设计：- 使用电路实验板、面包板或PCB板等硬件平台进行电路连接。
- 导入时钟芯片、分频器、多路选择器和逻辑门等器件。
- 连接器件之间的引脚，构建交通灯控制器电路。
5. 软件设计：- 使用VHDL、Verilog或其他HDL语言进行交通灯控制器的逻辑设计和仿真。
- 根据交通灯的时序要求设置时钟频率、分频器的初始状态和选择器的状态等参数。
- 通过仿真软件进行功能验证和时序分析，优化电路设计。
6. 实现与调试：- 将硬件连接完成后，使用示波器、逻辑分析仪等仪器对电路进行调试。
- 观察交通灯的状态是否按照预期进行切换。
- 根据实际需要调整各个灯的持续时间和时钟频率等参数，进行效果调试。
7. 总结：- 对交通灯控制器的设计进行总结和评估，包括可靠性、灵活性和可扩展性等方面。
- 提出改进方案，进一步优化交通灯控制器的设计。
注意事项：- 在设计过程中，要遵守相关的电路布线规范和安全操作规程。
交通灯控制器数电课程设计
交通灯控制器数电课程设计一、引言交通灯控制器是城市交通管理中的重要设备，用于控制道路上的交通信号灯的亮灭状态。
本文将基于数电课程设计一个简单的交通灯控制器电路，并介绍其原理和实现过程。
二、设计原理交通灯控制器的设计需要考虑以下几个方面的因素：1. 灯的亮灭状态：交通灯通常包括红灯、黄灯和绿灯，每种灯的亮灭状态需要根据交通规则进行控制。
2. 灯的切换时间：交通灯的切换时间需要合理设置，以保证交通流畅和安全。
3. 输入信号的获取：交通灯控制器需要根据外部输入信号来控制灯的切换，如道路上的车辆、行人等。
三、电路设计1. 时钟电路：交通灯控制器需要一个时钟信号来控制灯的切换时间。
可以通过使用555定时器构建一个稳定的时钟电路。
2. 计数器电路：交通灯控制器需要一个计数器来计算时间，并根据时间来控制灯的切换。
可以使用74LS90或74LS93等计数器芯片实现。
3. 逻辑门电路：交通灯控制器需要逻辑门电路来实现交通灯状态的控制和切换。
可以使用与门、或门、非门等逻辑门芯片来实现。
四、实现过程1. 时钟电路的设计：根据555定时器的工作原理，选择合适的电阻和电容值，构建一个稳定的时钟电路。
2. 计数器电路的设计：根据交通灯的切换时间要求，设置计数器的计数值，并将计数器与时钟电路连接，实现计数器的工作。
3. 逻辑门电路的设计：根据交通灯的状态要求，使用逻辑门芯片构建一个交通灯控制电路，实现交通灯的切换和控制。
4. 输入信号的获取：可以使用传感器等设备来获取道路上的车辆、行人等输入信号，并将其与交通灯控制器连接，实现灯的切换。
五、功能扩展1. 灯的数量扩展：可以根据实际需要，扩展交通灯的数量，如添加左转灯、右转灯等。
2. 信号优先级控制：可以根据不同道路的交通状况，设置交通灯的信号优先级，以提高交通效率。
3. 线路保护功能：可以在交通灯控制器中添加线路保护装置，以防止线路过载或短路等故障。
六、总结本文基于数电课程设计了一个简单的交通灯控制器电路，并介绍了其原理和实现过程。
数电课程设计 交通控制灯
交通灯设计一.设计要求：1.设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在入口处设置红、绿、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在禁行线外。
用红、绿、黄发光二极管作信号灯。
2.主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。
绿灯转换为红灯时，中间夹杂一秒的黄灯，主支干道都是如此。
3.主干道和支干道通行七秒，禁止八秒，黄灯等待一秒。
二．设计思路161的输出信号分别给二极管控制红、黄、绿灯和倒计时数码管显示。
设计分析如下：1)555电路的实现：由555电路产生CP脉冲。
期间R1=100K 。
R2=4.7K模块图如下所示(2) 161实现状态产生序列：计数器是通过有限几个不同状态之间的循环实现不同模值计数，因此连接一个模16的计数器，先用数码管检测模16的状态是否正确，并且显示进位，检查完后再接其后的控制部分。
（3）数字显示的实现通过7448与数码管的连接实现数字显示，原理图如下：E D 接地 C H（4）计时部分设计设计要求对不同的状态维持的时间不同，而且要以十进制倒计时显示出来。
根据已给的实验器材一片161就可以实现。
设计思路：一：显示器部分的计时要求7-0，7-0，循环显示，根据七段显示译码器和数码管工作原理可知四位161输出信号的低三位取反作为译码器的低三位输入再将译码器最高位端置低再连接数码管即可实现其显示。
二：信号灯方面的控制主要根据161产生的十六个状态合理分配各个灯的有效状态，运用逻辑器件与非门，反相器等实现信号灯的正常闪烁。
（5）信号灯状态表如下：由真值表可求的控制电路的函数表达式：信号灯电路图如下：三.电路的组装与调试1.分别组装各个功能模块，并在组装完后初步检测电路(a)先在面包板上整体布局，再连接好电源线和地线。
组装秒脉冲发生器，完成后加电源测试，测试时可用发光二极管加在输出端，如二极管规则的闪动则电路正长，也可用示波器测试。
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目录摘要 (1)Abstract (2)1、方案设计与论证 (3)1.1 系统方案设计与论证 (3)1.2 模块方案设计与论证 (3)1.2.1 控制模块方案 (3)1.2.2 显示模块方案 (4)1.2.3 交通灯模块方案 (4)1.2.4 调节模块方案 (4)1.2.5 电源模块方案 (4)1.3 总体设计思想 (5)2、系统硬件电路设计 (5)2.1 单片机模块设计 (5)2.2 显示模块设计 (6)2.3 交通灯模块电路设计 (7)2.4 按键调节电路设计 (7)3、交通灯软件设计 (7)3.1 主监控程序设计 (7)3.2 中断的程序设计 (8)3.3 按键的程序设计 (8)3.4 显示的程序设计 (9)4、性能测试 (9)4.1 LED交通灯与数码管的显示 (9)4.2 按键调试 (10)5、心得体会 (11)参考文献 (12)附件1 源程序 (13)附件2 总原理图 (20)附件3 元件清单 (21)交通灯在交通环境中起着一个重要的角色，是交通管理的重要工具。
为实现十字路口交通灯最优控制，更大程度上的缓解交通压力，本实验设计了基于STC89C52单片机的智能交通灯控制系统，主要由单片机（MCU）、按键控制等模块组成。
系统包括人行道、车行道、以及基本的交通灯的功能。
除此之外，还具有倒计时、时间设置、根据具体情况手动控制等功能。
该系统能够实现对十字路口交通状况的简单控制，达到控制目的，经济效益，具有一定的应用前景。
关键词：STC89C52 交通灯Traffic lights in the traffic environment plays an important role, is an important tool for traffic management. To achieve the optimal control intersection traffic lights, greater ease traffic pressure, this experiment was designed based on the STC89C52 intelligent traffic control system, mainly by microcontroller (MCU), button control etc module. System including sidewalks, the driveway, and basic functions of the traffic lights. In addition, but also has the countdown, time setting, according to the specific circumstances of manual control etc. Function. The system can realize to the intersection traffic simple control to achieve control purposes, economic benefits, have certain application prospect.Keywords: STC89C52 the traffic lights交通信号灯控制器的设计1、方案设计与论证1.1 系统方案设计与论证根据实验设计要求，使得红、黄、绿三种LED灯在单片机的控制下作为两个交通通道的指示灯显示，并且使用数码管以减计数的方式显示每个通道的通行时间。
以下是几种系统设计方案。
方案一：基于数字电路的交通灯控制系统数字电路是我们最常用的一种控制电路，但数字电路有很多弊端。
首先就是电路设计起来很复杂；其次就是电路一旦设计好后其参数就不能改变，工作起来也不是很容易受到外界信号的干扰。
所以其很显然不利于现代交通灯智能控制的发展。
方案二：基于单片机的设计用单片机控制按键、数码管和LED灯，使用软件编程实现对外部器件的控制。
该方案具有硬件电路简单、可修改性好、普及度高和经济效益好等的优点。
综上所述，本次交通灯控制系统采用方案二基于单片机的方式。
1.2 模块方案设计与论证1.2.1 控制模块方案方案一：采用A VR单片机。
A VR是8位单片机，作为控制器件用于不太复杂的设备。
A VR内部资源比51单片机多很多，如10位AD，PWM等等，在功耗和I/O驱动能力方面强很多，改进了内部结构，在相同晶振下A VR处理速度快于51。
但是没有良好的经济效益。
方案二：采用51系单片机。
51系列单片机是一种价格低廉，稳定性好，应用广泛，的8位单片机，内置有4kB ROM 存储单元，适用于小型控制场合，无需外围扩展存储器。
综合考虑经济效益，普及性等，本系统的要求下使用一块通用的51系列单片机已经足够，故选择方案三。
1.2.2 显示模块方案该系统要求显示部分能够完成对通行时间的倒计时功能。
基于上述原因，我们考虑了二种方案：方案一：采用数码管显示。
这种方案可以显示数字以及简单的字符，完全可以满足我们设计的要求，而且价格便宜，实用性高。
方案二：采用点阵式LED 显示。
点阵可以显示数字、字符、汉字、自定义符号等，作为交通灯的人机交互模块较为方便，单片点阵即可完成指示作用。
但软件工作较数码管复杂，成本也较为高，对于我们的设计方案实用性不佳。
权衡利弊，我们决定采用方案一以实现系统的显示功能。
1.2.3 交通灯模块方案交通灯模块直接采用红、绿、黄LED灯作为指示，完全可以满足我们的设计要求。
1.2.4 调节模块方案方案一：采用矩阵键盘，作为调节按钮及开关可以节约单片机IO口。
方案二：采用独立按键，独立按键编程较矩阵键盘更简单，但是占用的单片机IO口较多。
考虑到我们的设计方案中只用到一个功能键及两个调节键，直接采用独立按键也不会占用太多IO口，故采用方案二直接利用独立按键。
1.2.5 电源模块方案方案一：设计独立的供电电路，通过变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路最后得到需要的电压供给电路工作。
方案二：利用USB接口直接供电，由于现在电脑很普及，而且单片机的开发也需要利用电脑，电脑的USB接口的电压刚好是5V左右，可以直接供电路使用。
考虑到设计的简单实用性，采用方案二。
1.3 总体设计思想根据题目要求，经过如上一系列的方案设计比较与分析，制定出一个整体系统设计方案如下图所示。
该系统的工作过程是：系统上电后默认的倒计时时间为30S ，在无任何按键按下时，通道A 红灯亮，通道B 绿灯亮；自动倒计时至5S 时，通道A 红灯灭，黄灯闪烁；当倒计时显示为0时，变为通道A 绿灯亮，通道B 红灯亮……同理，循环显示与计数达到控制通行的目的。
两外，3个独立按键分别是功能键、加、减键，用来实现对系统的倒计时时间的调节，流程图如图1-1所示。
⇑ ⇒ ⇒ ⇓图1-1 系统流程图2、系统硬件电路设计具体的硬件电路包括单片机模块设计、显示模块设计、交通灯模块及按键调节电路设计。
2.1 单片机模块设计单片机是交通灯的控制中心，通过按键的输入，完成对数码管初值的设定、数码管显示的控制以及交通灯的控制。
本设计采用STC89S52最小系统，外部时钟为12MHz,电路原理图如图2-1所示。
MCU STC89S52 ⇒ 交通灯模块 LED(红、绿、黄) 数码管驱动调节模块独立按键 显示模块 数码管图2-1 单片机模块2.2 显示模块设计为了模拟十字路口显示器对行人及车辆等待时间的指示，本系统设计了两组2位一体共阳数码管作为倒计时的显示，分别作为两个通道方向A、B的指示显示。
选用74HC04作为数码管驱动电路，其原理图如图2-2所示。
图2-2 数码管显示模块2.3 交通灯模块电路设计选择红黄绿三种颜色作为交通指示灯，红灯停、绿灯行、黄灯为警告提醒。
同样设计成十字形，分别作为通道A、B的指示灯。
原理图如图2-3所示。
图2-3 交通灯2.4 按键调节电路设计为方便用户直接对倒计时时间的调节，设定了三个按键。
按键K0是功能按键，当按下时，系统停止工作，按键K1、K2分别为加、减键，并将调节后的时间显示在数码管上。
设计原理图如图2-4所示。
图2-4 按键3、交通灯软件设计3.1 主监控程序设计程序开始后，设置中断程序，运行初始化程序，包括初始化单片机I\O口、按键初始状态、数码管初始显示时间等。
程序进入主循环后，主要执行4个状态的相互转换及按键检测，系统软件流程图如图3-1所示。
图3-1 主程序流程图3.2 中断的程序设计本系统采用2个定时器中断方式：定时器0完成计时功能，当倒计时时间到来时，调用状态转换函数转换到相应状态，同时定义标识符，检测状态2、4的0.5s间隔，完成黄灯的闪烁；定时器2执行显示命令，利用定时器而不采用延时函数完成数码显示，可以解放CPU，不影响其他功能的实现。
3.3 按键的程序设计本系统共用到3个独立按键，为了方便共用了两个按键检测函数，一个检测功能键，并利用标识符，设置了两种状态：正常工作状态和时间设定状态；另一个检测两个调节按键，并执行相应的时间加、减，此检测程序只会在时间设定状态下才会被调用，防止正常运行过程中无意按到，而出现时间显示异常的情况出现，使系统更稳定。
3.4 显示的程序设计数码显示部分共涉及两个函数：一个是void time_to_display(unsigned char a),完成将显示内容送至显示缓冲区，等待显示函数调用；另一个是void display(),完成数码的显示，由于需要动态显示，若采用延时程序完成，则会占用CPU，影响其他程序的执行，以防此情况发生，所以此函数放到定时器1中断程序中执行，利用定时器2ms中断定时，完成动态显示。
4、性能测试4.1 LED交通灯与数码管的显示按照设计思路，开始正常工作时通道A为绿灯亮，同时应伴随着通道B红灯亮和数码管倒计时显示时间；当倒计时到5S时，通道A绿灯灭，黄灯开始闪烁；当倒计时到1时，在下一秒进入下一状态。
仿真测试如图4-1所示。
图4-1 数码管及交通灯仿真测试完成实物后，测试出现的全部结果可以简单的用状态图表述为图4-2所示。
图4-2 仿真测试状态转换图4.2 按键调试当按下S键时，数码管停止计时，并将当前总时间显示在数码管上，红绿灯全部熄灭，再按下按键S(+)与S(-)时，数码管显示加1或减1。
仿真测试图见图4-3。
图4-3 按键仿真测试经过实物测试，电路可以正常工作，故设计达到题目要求。
5、心得体会本次课程设计至此已经接近尾声，虽然整个的设计制作过程很短，但是我还是从中学到了好多东西。
此次设计主要是利用单片机控制电路，由于我们还没开设单片机课程，所以此次课程设计不仅是为了锻炼我们动手的能力，更是培养我们的自学能力。