交通灯控制器的设计
智能交通灯控制系统的设计与实现
智能交通灯控制系统的设计与实现随着城市化进程的加速，城市道路交通越来越拥堵，交通管理成为城市发展的一个重要组成部分。
传统的交通信号灯只具备固定时序控制交通流量的功能，但随着技术的进步和智能化应用的出现，要求交通信号灯具备实时性、自适应性和智能化，因此，智能交通信号灯控制系统应运而生。
本文将从软硬件系统方面，详细介绍智能交通灯控制系统的设计与实现。
一、硬件设计智能交通灯控制系统的硬件部分由四个部分组成：单片机系统、交通灯控制器、传感器及联网模块。
1. 单片机系统单片机是智能交通灯控制系统的核心，该系统选用了8位单片机，主要实现红绿灯状态的自适应和切换。
在设计时，需要根据具体情况选择型号和板子，选择时需要考虑其开发环境、风险和稳定性等因素。
2. 交通灯控制器交通灯控制器是智能交通灯控制系统中的另一个重要部分，主要实现交通信号的灯光控制。
在控制器的设计时，需要考虑网络连接、通信、数据传输等多方面因素，确保系统的稳定性和可靠性。
3. 传感器传感器主要负责采集道路交通信息，包括车辆数量、速度、方向和道路状态等，从而让智能交通灯控制系统更好地运作。
传感器有多种类型，包括磁感应传感器、摄像头、光电传感器等，需要根据实际需求选择。
4. 联网模块联网模块主要负责智能交通灯控制系统的联网和数据传输，包括存储和处理车流数据、上传和下载数据等。
在设计时，需要考虑网络连接的稳定性、数据安全等因素，确保智能交通灯控制系统的连续性和可靠性。
二、软件设计智能交通灯控制系统的软件部分主要由两部分组成：嵌入式系统和上位机系统。
1. 嵌入式系统嵌入式系统是智能交通灯控制系统的主体，主要设计车流量检测、信号灯状态切换等程序。
为了保证系统的自适应性和实时性，需要采用实时操作系统，如FreeRTOS等。
在软件设计阶段，需要注意设计合理的算法和模型，确保系统的准确性和稳定性。
2. 上位机系统上位机系统主要实现智能交通灯控制系统的监控和管理，包括车流量监控、灯光状态监控、信号灯切换和日志记录等。
(完整word版)数电——交通灯控制器设计
(完整word版)数电——交通灯控制器设计大连交通大学电气信息学院综合设计报告设计名称：数字逻辑综合设计设计题目：交通灯控制器学生学号:专业班级:学生姓名：第一章课题背景1。
1 背景如今随着人们生活水平的提高，车辆越来越多,交通事故频繁发生。
交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏通交通流量，提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。
交通灯在城市交通中起着重要的作用，它与人们日常生活密切相关,是人们出行的安全保障。
因此提供一个问题、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性.为了解决这些问题，我们更应该提高交通控制和管理水平，合理使用现有交通设施，充分发挥其能力,提高交通效率,促进和谐交通的建立.目前交通灯控制系统的设计软件也种类繁多，有基于EDA设计的，基于单片机设计的，基于DSP设计的，基于ARM嵌入式的等。
还有用标准逻辑器件、可编程控制器PLC等方案来实现.但是这些控制方法的功能修改及调试都需要硬件电路的支持，在一定程度上增加了功能修改及调试的困难。
所以现在国内外广泛采用EDA技术设计交通灯控制系统。
在国外，英国，澳大利亚，日本和美国等国家均在交通控制系统上日益完善。
如以澳大利亚悉尼为背景开发的交通自适应协调系统SCATS（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System），英国的运输和道路研究所（TRRL）研制的SCOOT（Split Cycle Offset Optimization Technique）系统，日本的京三（Kyosan)系统等。
这些系统，大都是在各路口附近安装磁性环路监控器，由各路口的控制设备、人员将交通控制参数通过通讯网络输入微处理器，用小型计算机进行集中处理。
目前国内已有一些自主开发的城市交通控制系统，如公安部交通科学研究所开发的HT-UTCS系统，但它在整体性能上比国外同类系统仍有较大差距,只在一些中小城市得到一些应用。
EDA实验课程大作业报告：设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器
交通灯控制器设计一.系统功能设计要求设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器，要求如下：（1）南北和东西方向各有一组红、绿、黄灯来指挥交通，持续时间分别为25S，20S，和5S。
（2）当有特殊情况（如消防车、救护车等）时，两个方向均为红灯亮，计时停止。
（3）当特殊情况结束后,控制器恢复原来状态，继续正常运行。
（4）用两组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的时间。
二.设计原理1.交通灯控制器的状态转换根据题目要求将将红绿灯的状态转换列成如下表：2.设计方案1)由于交通灯需要使用2位7段LED数码管指示通行剩余时间，故采用LED动态扫描方式显示当前时间。
频率设定CLK1k对应的频率为50MHZ。
2)控制模块是交通灯的核心，主要控制交通灯按工作顺序自动变换，同时控制倒计时模块工作，每当倒计时回零时，控制模块接收到一个计时信号，从而控制交通灯进入下一个工作状态。
3)每个方向有一组2位倒计时器模块，用以显示该方向交通灯剩余的点亮时间。
4)显示模块由两部分组成，一是由七段数码管组成的倒计时显示器，每个方向两个七段数码管；二是由发光二极管代替的交通灯，每个方向3个发光二极管。
三．变量符号说明其中，CLK1K为系统时钟信号输入端，SN为禁止通行信号输入通行信号输入端，light0为东西红灯信号输出端，light1为东西黄灯信号输出端，light2为东西绿灯信号输出端，light3为南北红灯信号输出端，light4为南北黄灯信号输出端，light5为南北绿灯信号输出端，led1、led2、led3、led4为数码管地址选择信号输出端。
四．代码说明library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity Hongld ISport (clk1k,SN:in std_logic; --SN紧急情况led1, led2, led3, led4 :out std_logic_vector (6 downto 0);--显示管显示时间用light:out std_logic_vector (5 downto 0)); --红绿黄灯end Hongld;architecture traffic1 of Hongld ISsignal S:std_logic_vector (1 downto 0); --状态signal DXT:std_logic_vector(7 downto 0):=X"01"; --东西方向时间signal NBX:std_logic_vector(7 downto 0):=X"01"; --南北方向时间signal ART,AGT,AYT,BRT,BGT,BYT: std_logic_vector(7 downto 0); --红绿黄灯信号signal temp: integer range 0 to 49999999; --产生1s计数器时计数signal clk: std_logic;beginART<="00100101";AGT<="00100000";AYT<="00000100";BRT<="00100101";BGT<="00100000";BYT<="00000100";process(clk1k) -- 选频率为50MHZ beginif (clk1k'event and clk1k='1') thenif temp=49999999 thentemp<=0;clk<='1';elsetemp<=temp+1;clk<='0';end if;end if;end process;process(clk,DXT,NBX) --状态转换进程beginif clk'event and clk ='1' thenif(DXT ="00000001")OR (NBX = "00000001") then S<=S+1;else S<=S;end if; --状态转换结束end if;end process;process (clk,SN,S) --倒计时模块beginif SN = '1' then DXT<=DXT; NBX<=NBX;elseif clk'event and clk='1' thenif (DXT="0000000") OR (NBX="00000000") thencase S ISwhen "00"=>DXT<=ART; NBX<=BGT; --南北红灯、东西绿灯when "01"=>NBX<=BYT; --南北红灯、东西黄灯when "10"=>DXT<=AGT; NBX<=BRT; --南北绿灯、东西红灯when "11"=>DXT<=AYT; --南北黄灯、东西红灯when others=>NULL;end case;end if;if DXT/="00000000" thenif DXT(3 downto 0)= "0000" thenDXT(3 downto 0)<="1001";DXT(7 downto 4)<=DXT(7 downto 4)-1;else DXT(3 downto 0)<=DXT(3 downto 0)-1;DXT(7 downto 4)<=DXT(7 downto 4);end if;end if;if NBX/="00000000" thenif NBX(3 downto 0)="0000" thenNBX(3 downto 0)<="1001";NBX(7 downto 4)<=NBX(7 downto 4)-1;else NBX(3 downto 0)<=NBX(3 downto 0)-1;NBX(7 downto 4)<=NBX(7 downto 4);end if;end if;end if;end if;end process; --倒计时模块结束process(DXT,NBX,S,SN) --显示模块begincase NBX(3 downto 0) iswhen "0000"=>led1<="1000000";when "0010"=>led1<="0100100"; when "0011"=>led1<="0110000"; when "0100"=>led1<="0011001"; when "0101"=>led1<="0010010"; when "0110"=>led1<="0000010"; when "0111"=>led1<="1111000"; when "1000"=>led1<="0000000"; when "1001"=>led1<="0010000"; when others=>led1<="1111111"; end case;case NBX(7 downto 4) iswhen "0000"=>led2<="1000000"; when "0001"=>led2<="1111001"; when "0010"=>led2<="0100100"; when "0011"=>led2<="0110000"; when "0100"=>led2<="0011001"; when "0101"=>led2<="0010010"; when "0110"=>led2<="0000010"; when "0111"=>led2<="1111000"; when "1000"=>led2<="0000000"; when "1001"=>led2<="0010000"; when others=>led2<="1111111"; end case;case DXT(3 downto 0) iswhen "0000"=>led3<="1000000"; when "0001"=>led3<="1111001"; when "0010"=>led3<="0100100"; when "0011"=>led3<="0110000"; when "0100"=>led3<="0011001"; when "0101"=>led3<="0010010"; when "0110"=>led3<="0000010"; when "0111"=>led3<="1111000"; when "1000"=>led3<="0000000"; when "1001"=>led3<="0010000"; when others=>led3<="1111111"; end case;case DXT(7 downto 4) iswhen "0000"=>led4<="1000000"; when "0001"=>led4<="1111001"; when "0010"=>led4<="0100100";when "0100"=>led4<="0011001";when "0101"=>led4<="0010010";when "0110"=>led4<="0000010";when "0111"=>led4<="1111000";when "1000"=>led4<="0000000";when "1001"=>led4<="0010000";when others=>led4<="1111111";end case;if SN ='1' then light<="001001";elsecase S ISwhen "00"=>light<="010001";when "01"=> light <="100001";when "10"=> light <="001010";when "11"=> light <="001100";when others=>NULL;end case;end if;end process;end traffic1;五．仿真波形图仿真时序波形图。
具有四种信号灯的交通灯控制器设计
目 录1 引言 (1)1.1设计背景 (1)1.2VHDL简介 (1)1.3Q UARTUSⅡ简介 (3)2 交通信号灯控制器的设计 (3)2.1设计目的 (3)2.2系统计要求 (4)2.3设计思路 (4)2.4交通信号灯控制器系统工作流程 (5)3 交通灯控制器的实现 (5)3.1交通灯控制器的设计原型图 (5)3.2系统各功能模块的实现 (6)3.2.1 模块shuomaguan (6)3.2.2 模块traffic (6)3.3原理图 (7)4 交通信号灯控制器系统仿真及分析 (7)4.1SHUMAGUAN模块仿真波形图 (7)4.2顶层实体的仿真波形 (8)4.3TAFFIC模块的仿真波形图 (8)4.4管脚锁定 (8)5 完成调试后所显示结果的八种情况 (10)6 结论 (13)7 总结与体会 (13)附录 (15)S HUMAGUAN的VHDL程序 (15)T RAFFIC的VHDL程序 (16)参考文献 (21)1 引言1.1 设计背景随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。
然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。
而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。
因此，开发一套能够社会服务的交通灯控制器将是非常必要的，也是十分及时的。
1.2 VHDL简介语言硬件描述已经有几十年的发展历史，并且在系统的仿真、验证和设计、综合等方面得到成功的应用。
目前常用的硬件描述语言有VHDL、 Verilog HDL 、ABEL等。
VHDL则起源于20世纪70年代末和80年代初，美国国防部提出的VHSIC 计划，目标是为下一代集成电路的生产、实践阶段性的工艺极限和完成10万门级以上的电路设计而建立一种新的描述方法。
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。
交通灯控制器 EDA课程设计实验报告
目录1课程设计要求 (3)2 电路功能描述 (3)3 设计方案 (3)4设计原理图 (4)5 VHDL语言 (4)6仿真截图 (6)7心得体会 (11)8参考文献 (11)1. 课程设计要求1.1.红、黄、绿灯分别控制显示；1.2.每一个状态分别分配一个时间显示（两位十进制，倒计时）；1.3.符合实际交通规律。
2.电路功能描述本设计是实现交通灯的控制，模拟实现了红、绿、黄灯指挥交通的功能。
本设计适用东西和南北方向的车流量大致相同的路口，红灯显示时间30S，绿灯显示时间25S，黄灯显示时间5S，同时用数码管指示当前的状态（红、绿、黄灯）的剩余时间。
当有紧急状况发生时，两个方向都禁止通行，并且显示红灯，当紧急状况解除后，重新计时并且指示时间。
3.设计方案根据设计要求，需要控制显示红、黄、绿三个灯的亮灭状态及显示的时间。
这个设计主要由两部分组成，红黄绿灯的显示模块，显示时间模块。
由实际的交通情况可知，东西方向的显示情况是一致的，南北方向的显示情况也是一致，故在设计的时候就只考虑两种状态，将东西方向合成一种，南北方向合成一种。
红黄绿灯的显示模块用两组共6个灯显示，时间显示模块用LED数码管显示。
此外，本交通灯控制器设置的红黄绿显示方式是参照一些城市的显示规律，红灯30S，绿灯25S，黄灯5S，同时用数码管指示当前状（红、绿、黄灯）的剩余时间。
另外还设有一个紧急状态，当特殊情况发生时，两个方向都禁止通行，指示红灯，紧急状态解除后，重新计时并指示时间。
时间采用倒计时的方式显示。
本设计采用VHDL语言编程，描述各个硬件模块实现的功能，使红、黄、绿灯的转换有一个准确的转换顺序和时间间隔，并进行仿真，通过仿真的结果，得出实验的结果。
在正常情况下的一个完整周期内，交通灯控制器系统一共有四种状态，分别是东西红、南北绿，东西红、南北黄，东西绿、南北红，东西黄、南北红。
其运行方式为东西红、南北绿→东西红、南北黄→东西绿、南北红→东西黄、南北绿,东西黄、南北绿结束后再回到东西红、南北绿的状态，整个周期持续60s。
eda交通灯控制器课程设计
eda交通灯控制器课程设计课程设计：EDA交通灯控制器1. 课程背景和目标：EDA交通灯控制器是使用EDA（电子设计自动化）工具进行交通灯控制系统设计的课程。
学习该课程的目标是使学生能够熟练运用EDA工具进行交通灯控制系统设计，并能够理解交通灯控制系统的原理和设计方法。
2. 课程内容和安排：(1) 交通灯控制系统原理介绍：介绍交通灯控制系统的基本原理，包括信号机、信号控制方法和交通流量检测等。
(2) EDA工具介绍：介绍常用的EDA工具，如Verilog、VHDL等，并讲解其基本使用方法。
(3) 交通灯控制器设计流程：介绍交通灯控制器的设计流程，包括需求分析、功能设计、模块设计和系统集成等。
(4) 交通灯控制器设计实践：学生通过实践项目，使用EDA工具设计交通灯控制器。
项目涵盖设计、仿真、验证和生成等环节，学生需要独立完成设计并提交设计报告。
3. 课程教学方法：(1) 理论讲解：通过课堂讲解，介绍交通灯控制系统的原理和设计方法，以及EDA工具的使用方法。
(2) 实践项目：学生通过实践项目，运用所学知识设计交通灯控制器，并进行仿真、验证和生成等环节。
(3) 讨论和案例分析：通过课堂讨论和案例分析，加深学生对交通灯控制系统的理解和应用能力。
(4) 指导和批评：教师对学生的设计进行指导和批评，帮助学生不断提高设计能力。
4. 评估方式：(1) 实践项目报告：学生独立完成实践项目，并提交设计报告，包括设计过程、仿真结果和验证结果等。
(2) 课堂测试：通过课堂测试检验学生对交通灯控制系统原理和EDA工具的理解程度。
(3) 课堂表现：评估学生的课堂出勤情况、学习态度和参与度等。
5. 参考教材：(1) 《交通信号控制原理与技术》高新泽(2) 《EDA与数字电路设计》陈骏等(3) 《数字电路与系统设计》刘敏衡等(4) 《系统设计自动化技术与EDA工具应用》杨学庆等以上是对EDA交通灯控制器课程设计的简要介绍。
课程内容涵盖了交通灯控制系统的原理和设计方法，以及EDA工具的使用方法。
交通灯控制器设计原理
交通灯控制器设计原理
交通灯控制器设计的核心原理主要包含定时器和译码器的工作方式。
定时器由不系统秒脉冲（由时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成。
计数器在状态信号ST作用下首先清零，然后在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从零开
始进行增1计数，向控制器提供模5的定时信号TY和模25的定时信号TL。
译码器则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。
此外，还需要考虑到实际应用中的一些细节，例如信号灯的闪烁频率、颜色和持续时间等，以确保交通灯控制器能够有效地控制交通流量，提高交通效率并保障交通安全。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询交通工程专家。
交通灯信号控制器的设计
1 设计任务描述1.1设计题目：交通灯信号控制器的设计1.2 设计要求1.2.1 设计目的熟练使用Keil开发环境，具备编写单片机程序(汇编语言或C语言)的初步能力，通过完成本课题的软硬件设计，使同学们了解单片机实例的整个开发流程。
1.2.2 基本要求用单片机设计出一个交通信号灯控制器。
此交通信号灯控制器完成控制红黄绿三种颜色灯的点亮和熄灭。
设计一个交通信号灯控制器，该交通信号灯控制器基本功能：设A道为东西道，B道为南北道，A道放行时间10s，B道放行时间为15s，绿灯放行，红灯停止，放行的最后三秒绿灯闪烁，绿灯转红灯时黄灯亮3s。
同时该交通信号灯控制器附加功能：当一道一直有车另一道无车时，交通控制系统能立即让有车的车道放行，当有紧急车辆（如110，120，119等急救车）要求通过时，此系统应能禁止普通车辆通行，路口的信号灯全部变红，以便让紧急车辆通过，紧急车辆通过后，交通灯恢复先前状态。
1.2.3 发挥部分当有紧急车辆（如110，120，119等急救车）要求通过时，此系统应能禁止普通车辆通行，路口的信号灯全部变红，同时报警声音响起，紧急车辆通过后，交通灯恢复先前状态。
2 设计思路本系统拟采用AT89C51单片机作为交通灯系统的控制核心。
在十字路口东西方向通行时，南北方向红灯显示13秒，同时东西向绿灯显示10秒，当南北方向红灯倒计时显示为3秒时，东西方向黄灯显示3秒并闪烁；南北方向绿灯显示15秒，东西方向红灯显示18秒，当南北方向红灯倒计时显示为3秒时，东西方向黄灯显示3秒并闪烁，如此循环。
当发生紧急情况时，两路红灯亮，紧急结束时继续显示上一个状态。
从设计所要完成的任务和要求来看，单一路口显示倒计时时间的数码管必须用两位，对于七段数码管，倒计时显示装置中的数码管在本系统中采用的是动态显示；设置了4个按键来处理交通灯在实际应用中可能出现的特殊情况，P3.1接K1键，P3.2接K2键，P3.3接K3键，P3.4接K4键；十字路口共需4组红绿灯，本设计中为简化，只设置2组红绿灯。
基于VHDL的交通灯控制器的设计
基于VHDL的交通灯控制器的设计一、设计目的1、掌握计数器、分频器、译码器的工作原理和设计方法；2、掌握数码管的动态扫描译码显示的工作原理和设计方法；3、掌握交通灯控制器的设计方法；4、掌握在EDA开发软件QuartusII环境下基于FPGA/CPLD的数字系统设计方法，掌握该环境下系统的功能仿真、时序仿真、管脚锁定和芯片下载的方法。
二、概述在城市的的十字路口处都设置有交通信号灯控制系统，这个系统由绿、黄、红信号灯指挥十字路口车辆和行人的正常通行。
其示意图如下所示：要支道主要干道S主要干道次要支道三、设计任务与要求设计一个主要干道和次要支道交叉路口处的交通信号灯控制器,其技术要求如下：1、要求主要干道和次要支道上各具有绿、黄、红三色信号灯，用来指示车辆的允许通行或禁止通行，同时设有计时、译码及显示电路,显示定时器的定时状态。
2、如果只有一个方向有车时，则保持该方向畅通；当两个方向都有车时，主要干道和次要支道交替通行，但主要干道通行的时间要比次要支道长一些。
设主要干道每次通行的时间为60秒，即主要干道每次绿灯亮的时间为60秒；次要支道上每次通行时间为30秒，即次要支道上绿灯亮的时间为30秒。
3、要求主要干道或是次要支道上绿灯亮足规定的时间后，要求黄灯先亮5秒钟后红灯才能亮，然后才能交换通行车道。
四、系统框图及组成系统主要由控制器和处理器两部分组成，控制器接受外部系统时钟信号。
处理器由定时器和译码显示器组成。
定时器能向控制器发出5秒、30秒和60秒的定时信号，译码器在控制器的控制下，改变交通灯的信号。
根据上述要求画出系统框图如下：图中：R：主要干道传感器来的信号，高电平表示有车，低电平表示设车。
S：次要支道传感器来的信号，高电平表示有车，低电平表示设车。
T L：主要干道绿灯亮的时间间隔为60秒，即主要干道车辆通行的时间为60秒，定时时间到时，T L=1，否则，T L=0。
T S：次要支道绿灯亮的时间间隔为30秒，即次要支道车辆通行的时间为30秒，定时时间到时，Ts=1，否则，T S=0。
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交通灯控制器的设计LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】电子设计自动化实训说明书题目：交通灯控制器的设计系部：信息与控制工程学院专业：电子信息工程班级： 06级1班学生姓名: 朱清美学号: 015指导教师:张建军2009年12月21日目录1摘要...............................................................2设计任务与要求.....................................................3设计原理及框图.....................................................4单元电路设计及仿真调试.............................................状态控制器的设计................................................状态译码器设计及仿真调试........................................定时系统设计及仿真调试..........................................秒脉冲发生器设计................................................5个人总结 (14)6参考文献...........................................................1摘要：分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。
关键词：交通控制交通灯时间发生器定时器1 引言随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。
人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。
然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。
而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。
所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。
为此，笔者进行了深入的研究，以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。
2设计任务与要求设计一个十字路口交通灯信号控制器，要求如下：1.主、支干道交替通行，主干道每次放行30s，支干道每次放行20s。
2.绿灯亮表示可通行，红灯亮表示禁止通行。
3.每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5s。
4.在黄灯亮时，原红灯按1Hz的频率闪烁。
5.十字路口的交通灯要有数字显示，作为等候时间提示。
要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位作减计数。
3设计原理及框图十字路口的交通灯指挥着行人和各种陈车辆的安全通行。
有一个主干道和支干道的十字路口，如图1所示。
图一两条支干道上都设置了红、绿、黄3色信号灯。
红灯表示禁止通行，绿灯表示可以通行，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟，以便让停车线一外的车辆体制运行。
因为主干道上的车辆多，所以放行的时间要长。
要实现上述交通信号灯的自动控制，则要求控制电路由秒脉冲信号发生器、计数器、状态控制器、信号灯译码驱动电路和数字显示译码驱动电路几部分组成。
整机电路的设计框图如图2所示图二交通灯控制系统组成框图状态控制器用于记录十字路口交通灯的工作状态，实现对主、支干道车辆运行状态的控制。
状态译码器根据状态控制器所处的状态，通过状态译码器分别驱动点亮相应的信号灯，指挥主、支干道的行人和车辆。
通过减法计数器对秒脉冲信号作减计数，完成计时任务，达到控制每一种工作状态持续时间的目的。
减法计数器的回零脉冲控制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码译码器译码，驱动数码管显示。
在黄灯亮期间，状态译码器将秒脉冲引入红灯控制器，使红灯闪烁。
4单元电路设计及仿真调试状态控制器的设计根据设计要求，因主干道和支干道各有3种灯（红、黄、绿），它们在正常工作时，发亮的灯只有4种可能的组合：主绿灯亮，支红灯亮，主干道通行；主黄灯亮，支红灯闪烁，主干道停车；主红灯亮，支绿灯亮，支干道通行；主红灯闪烁，支黄灯亮支干道停车。
各信号灯的工作顺序流程如图三所示。
30s未到5s未到20s未到5s未到图三交通灯工作顺序流程图信号灯4种不同的状态分别用S0、S1、S2、S3表示，其状态编码及状态转换图如图四所示。
图四交通灯状态编码及状态转换图由图四可知其显然是一个2位二进制计数器，可采用多种中规模集成计数器来实现。
本电路采用74LS161的4位二进制计数器直接利用其低位构成2位二进制计数器来实现状态的转换，电路如图9五（a）所示。
将状态控制器创建为子电路。
分别在各端口接入输入/输出端口，注意端口的左右放置，朝左放置是输入端口，朝右放置是输出端口，然后将电路全选，选择Place/Replace by Subcircuit菜单命令，在弹出的对话框中输入子电路名称statecontrol，创建的子电路如图五（b）所示，RC1是来自减法计数器的控制脉冲输入端，Q2和Q1是控制信号输出端。
(a)RC1 Q2Q1Statecontrol（b）状态译码器设计及仿真调试主、支干道上红、黄、绿信号灯的状态主要取决于状态控制器的输出状态。
它们之间的关系见真值表一。
对于信号灯的状态，1表示灯亮，0表示灯灭。
表一信号灯信号状态真值表根据真值表，可求出各信号灯的逻辑函数表达式为：R=Q2Q1+Q2Q1=Q2 R=Q2Y=Q2Q1 Y=Q2Q1G=Q2Q1 G=Q2Q1R=Q2Q1+Q2Q1=Q2 r=Q2=Q2y=Q2Q1 y=Q2Q1g=Q2Q1 g=Q2Q1选择发光二极管来模拟交通灯，状态译码器仿真电路如图六所示，其中X1是状态控制器子电路。
由于门电路带灌电流的能力一般比带拉电流的能力强，故当显示电路设计的是输出低电平时，会点亮相应的发光二极管。
再考虑到设计任务要求，当黄灯亮时，红灯按1Hz的频率闪烁。
从信号灯的信号状态真值表中可以看出，当黄灯亮时，Q1必为高电平，而红灯点亮信号与Q1无关。
可利用Q1信号控制一个三态门电路74LS125，由于74LS125的使能端是低电平有效，所以将Q1引入到使能端。
当黄灯亮时，Q1为高电平，Q1为低电平，使能端有效，将秒脉冲信号引到驱动红灯的与非门输入端，使红灯在黄灯亮期间闪烁；否则，将秒脉冲信号隔离，红灯信号不受黄灯信号控制。
图9-24所示的仿真电路中，为了快速仿真，来自减法计数器的控制脉冲用了100Hz的脉冲信号仿真，故秒信号采用了1kHz的脉冲信号仿真，故秒信号采用了1kHz的信号仿真。
图六交通灯状态显示仿真电路定时系统设计及仿真调试根据设计要求，交通灯控制系统要有一个能自动置入不同定时时间的定时器，以完成30s、20s及5s的定时任务。
该定时器由两片74LS190构成两位十进制可预置数减法计数器完成；时间显示由两片74LS248和两个共阴数码管对减法计数器进行译码显示；预置减法计数器的时间通过三片8路三态门74LS245选通端DIR高电平有效。
三片74LS245的输入数据分别接30、20、5三个不同的数据，由状态控制器的输出信号控制在不同状态时分别选通74LS245来实现置入不同的数据，状态控制如表二所示。
表二状态控制表状态Q2 Q1DIR30DIR20DIR5S00 0100S10 1001S2 1 0010S3 1 1001根据表二可知状态控制逻辑表达式为：DIR30=Q2Q1=Q2+Q1DIR20=Q2Q1=Q2+Q1DIR5=Q2Q1+Q2Q1=Q1将DIR30送到输入数据为30的74LS245的DIR端；将DIR20送到输入数据为20的74LS245的DIR端；将DIR5送到输入数据为5的74LS245的DIR端。
状态控制器的转换由计数器来控制，当计数器计到0时，要实现状态的转换，可通过电路中的U10和U14A来完成。
当计数器计到0时，经U10和U14A输出一上升沿驱动状态控制器转到下一状态。
所设计的定时系统如图七所示，其中X1是状态控制器子电路。
图七交通定时电路秒脉冲发生器设计产生秒脉冲信号的电路有多种形式，本设计中利用555定时器组成的多谐振荡器产生秒脉冲信号。
电路见图八，电路的输出脉冲周期T≈（R2+2R1）C2，调节R2使输出脉冲周期为1s。
图八交通灯控制器整机电路5个人总结总之,这次实验我收获颇多。
实践是获得知识的一种最好的手段！但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受人为因素的影响。
采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。
它不顾当前道路上交通车辆数的实际情况变化，其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞，导致城市交通效率的下降。
据了解，目前有一种使用“模糊控制”技术控制交通等的方法。
能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，自动判断红绿灯时间间隔，以保证最大车流量，减少道口的交通堵塞，但是却不像定时控制，能用数字显示器显示当前灯色剩余时间，以便于驾驶员随时掌握自己的驾驶动作，及时停车或启动。
假设将二者综合起来考虑，加以设计必定会得到更好的效果。
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