城市交通信号灯的数字集成电路设计
交通灯控制电路设计
交通灯控制电路设计交通灯是城市交通管理的重要组成部分，通过交通灯控制电路来控制交通信号灯的亮灭，可以使交通流畅有序，提高交通效率和安全性。
下面将详细介绍交通灯控制电路的设计。
首先是输入接口部分。
交通灯控制电路可以通过光电传感器或者车辆探测器等装置来获取交通流量信息，并将其转化成电信号输入到控制电路中。
光电传感器一般采用红外线或激光来感应车辆的到来，车辆探测器则通过地感线圈感应车辆进入或离开的情况。
这些输入装置可以将车辆信息转化成电信号，为后续控制提供数据支持。
接下来是逻辑控制部分。
交通灯的控制有固定时间控制和可调控制两种方式，可以根据实际需要选择。
固定时间控制往往采用时序控制器来实现，时序控制器根据预设的时间来控制交通信号灯的亮灭。
可调控制则需要根据交通流量实时情况来动态调整交通信号灯的运行状态，可以采用微处理器或者PLC控制器来实现。
逻辑控制部分会根据输入接口的数据以及预设的控制规则进行相应的处理，控制交通信号灯的转换。
最后是输出接口部分。
输出接口部分主要是将控制信号转化成驱动交通信号灯的电信号。
交通信号灯一般有红、黄、绿三种颜色，分别表示停、警示和行。
通过驱动器来控制交通信号灯的亮灭状态，驱动器一般由继电器、晶体管等元件组成。
输出接口部分将逻辑控制部分产生的控制信号转化成驱动交通信号灯的电信号，实现交通信号灯的亮灭控制。
首先是稳定性。
交通灯控制电路应具有良好的稳定性，能够在各种环境条件下正常工作，不受外界干扰。
稳定性可以通过增加滤波电路和抗干扰设计来实现。
其次是可靠性。
交通灯是城市交通管理的重要设施，因此交通灯控制电路需要具备高可靠性，能够长时间稳定工作，减少故障率和维护成本。
再次是安全性。
交通灯控制电路在设计时需要遵循安全原则，确保交通灯的控制不会产生误操作，保证交通安全。
最后是灵活性。
交通灯控制电路应具备一定的灵活性，能够根据实际需要进行调整和扩展，以适应交通流量的变化和城市的发展。
综上所述，交通灯控制电路设计是一个涉及多个方面的复杂工程，需要根据实际需求和要求进行综合设计。
交通灯系统 用数电 实现
3、定时系统设计 根据设计要求，交通灯控制系统要有一个能自动 装入不同定时时间的定时器，以完成30秒、20秒、 5秒的定时任务。 定时器：由两片CD4029构成的二位十进制可预置减 法计数器完成。 时间显示：时间状态由两片74ls47和两只数码管对减 法计数器进行译码显示。 预置数：通过三片8路双向三态门74ls245完成。一 输入数据到减法计数器的置入由状态译码 器的输出信号控制不同的74ls245的选通信 号来实现。
设计方案
该交通灯控制系统的组成框图如下图所示
译码、
红灯闪烁控制器
置数控制
状态控制器
秒脉冲发生器
交通灯控制系统工作框图
状态控制器：主要用于记录十字路口交通的工作状 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：产生整个定时系统的时基脉冲。 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。其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。
例如： 当状态控制器在S1（Q2Q1=01）或在S3 （Q2Q1=11）时，要求减法计数器按初值5 开始计数，故采用S1、S2为逻辑变量而形 成的控制信号Q1去控制输入数据接5的 74ls245的选通信号。由于选通信号要求低 电平有效，故Q1经一级反相器后接在 74ls245的选通地信号端。 同理：30秒用主干道绿灯信号选通。 20秒用支干道绿灯信号选通。
状态控制器电路为：
2、状态译码器设计 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。对于信 号灯的状态，“1”表示灯亮，“0”表示灯灭。 它们之间的关系如下真值表：
交通灯逻辑电路设计
交通灯逻辑电路设计
交通灯逻辑电路设计是利用数字电路实现对交通信号灯的控制。
一般来说，交通灯逻辑电路包括三个部分：红灯、黄灯和绿灯。
首先，我们需要确定每个灯的状态转换条件。
例如，当交通灯处于红灯状态时，如果检测到车辆或行人通过，则应将状态转换为黄灯；当黄灯状态持续一段时间后，如果没有检测到车辆或行人通过，则应将状态转换为绿灯；当交通灯处于绿灯状态时，如果检测到车辆或行人通过，则应将状态转换为黄灯。
其次，我们需要选择合适的数字电路元件来实现这些状态转换条件。
常用的数字电路元件包括触发器、计数器、译码器等。
根据具体需求，我们可以将这些元件组合起来形成一个完整的交通灯逻辑电路。
最后，我们需要进行仿真测试以确保交通灯逻辑电路的正确性。
通过模拟不同的场景和情况，我们可以验证交通灯逻辑电路是否能够正确地控制交通信号灯的状态转换。
总之，交通灯逻辑电路设计需要考虑多个因素，包括状态转换条件、数字电路元件选择和仿真测试等。
只有在充分考虑这些因素的基础上才能设计出高效可靠的交通灯逻辑电路。
交通信号灯控制电路的设计
……课程设计1 前言21世纪是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。
因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制、突发事件、故障处理等方面给予技术革新。
随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。
交通信号灯是交通信号中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。
交通信号灯由红灯（表示禁止通行）、绿灯（表示允许通行）、黄灯（表示警示）组成。
分为：机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。
道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。
适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。
因此本次课设能深入了解交通信号灯的应用原理，更好的掌握所学知识，将理论联系实际，而且在实际操作中培养自己的实际动手能力，将理论应用与实际生活中！2 交通信号灯控制电路的设计2.1 设计题目设计题目：交通信号灯控制电路的设计2.2 设计要求1.信号灯白天工作要求某方向绿灯点亮20秒，然后黄灯点亮4秒，最后红灯点亮24秒。
在该方向为绿灯和黄灯点亮期间，另一方向红灯点亮。
如果以4秒作为时间计量单位，则某一方向绿、黄、红三种指示灯点亮的时间比例为5：1：6。
从点亮要求可以看出，有些输出是并行的：如南北方向绿灯亮时，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。
信号灯采用LED红、绿、黄发光二极管模拟。
信号指示灯白天点亮流程图如下图。
南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮 5t南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮 1t南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮 5t南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮 5t南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮 5t南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮 5t图1-1 信号指示灯白天点亮流程图2.夜间工作方式南北东西各方向黄灯亮，且每秒闪动一次。
交通灯控制器+数字电路课程设计报告
交通灯控制器+数字电路课程设计报告交通灯控制器是交通管理系统中的重要组成部分，其主要作用是控制道路上的交通信号灯。
随着数字电路技术的发展，交通灯控制器也逐渐向数字化、智能化方向发展。
本文将详细介绍一种基于数字电路的交通灯控制器设计，以及该设计方案的实现和效果。
一、设计方案1.硬件设计硬件设计方案主要包括数字电路的选择、交通灯的控制模块、传感器等。
本方案选用FPGA芯片作为控制芯片，该芯片具有先进的数字信号处理能力和可编程性，便于开发和定制。
交通灯的控制模块包括红灯、黄灯、绿灯三个信号灯的控制器，以及车辆、行人传感器等。
其中车辆传感器主要用来检测车流量，行人传感器主要用来检测行人通行情况。
2.软件设计软件设计方案主要包括程序的设计和调试，以及人机界面的设计和开发。
程序设计方案采用Verilog HDL语言进行实现，采用时序逻辑设计的思路来编写程序，实现红绿灯的控制和状态转移。
人机界面采用C语言进行编写，通过串口通信与控制芯片进行数据传输和控制。
二、实现过程在设计方案确定后，我们进一步开始实现。
首先是电路的焊接和测试，在确定电路正常无误后，再完成程序的编写和调试。
最后是人机接口的开发和完善。
具体实现流程如下：1.电路焊接首先进行电路布线和焊接，将FPGA芯片、光耦隔离器、电位器等元器件焊接到电路板上，以及信号灯、传感器等元器件的接入。
2.程序编写利用Verilog HDL语言编写程序，主要包括红绿灯状态的转移逻辑和相应的信号输出控制。
程序设计过程中，需要注意时序和状态的转移。
3.调试测试完成程序编写后，需要进行相应的调试测试。
通过仿真测试，检查程序逻辑是否正确，排除潜在问题。
在硬件实验平台上进行测试，确定系统能够正常工作。
4.人机界面开发利用C语言编写人机界面，实现与交通灯控制器的交互控制。
实现车辆、行人传感器的数据采集和显示，以及人手动控制交通灯的功能。
三、实现效果通过测试和实验验证，本文的交通灯控制器设计方案具有以下优势：1.使用FPGA芯片作为控制芯片，具有较强的可编程性和数字信号处理能力。
交通信号灯课程设计--交通信号灯控制电路的设计
交通信号灯课程设计--交通信号灯控制电路的设计目录绪论 (1)1 设计目的和意义 (2)2 目标与总体方案 (2)2.1 时钟信号发生器 (3)2.2 计数器 (4)2.3 主控制器 (5)3 设计方法和内容 (6)3.1实验器材及介绍 (6)3.1.1 74LS00 (7)3.1.2 74LS48 (8)3.1.3 74LS90 (9)3.1.4 74LS20 (10) (11)3.1.6 电阻 (14)3.1.7 发光二极管 (16)4、软件仿真 (17)4.1、EWB应用 (17)4.2、开发板实物正、反面 (23)5、设计创新与关键技术 (26)5.1、焊锡 (26)5.2、焊锡注意 (26)5.2.1、保持合适的温度 (26)5.2.2、用烙铁头对焊点施力是有害的 (27)5.3、电路调试 (27)5.3.1、调试前的检查 (27)5.3.2、调试中注意的事项 (27)5.3.3、测量电路中是否接通 (28)5.3.4、通电后的测试 (28)总结 (29)致谢 (31)参考文献 (32)交通信号灯控制电路的设计摘要：交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高交通道路通行能力、减少交通道路事故有明显事故。
通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计，提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红绿灯的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人安全，实现车辆行人安全，实现十字路口交通管理自动化。
十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。
有一个主干道和一个只感到的十字路口，每边都设置了红绿黄色信号灯。
红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，在绿灯变红灯时限要求黄灯亮几秒鈡，以便让停车线以外的车辆禁止运行。
因为主干道上的车辆多，所以主干道放行的时间要长。
本设计采用较为常用的74系列芯片，及555芯片实现了信号灯与信号脉冲同步实现、同步控制，进而提高了整个系统的稳定性、独立性。
基于数字集成芯片的交通灯电路设计
基于数字集成芯片的交通灯电路设计1 前言随着我国国民经济的发展，人民生活水平日益提高，越来越多的汽车进入寻常老百姓家，这就造成道路拥挤，尽管政府想办法拓宽道理，但还是跟不上发展的脚步，诸如北京、上海、南京等大中城市均出现道路交通超负荷运行情况。
因此，自80年代后期，很多城市纷纷扩建城市道路，在道路建设完成初期，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道路的系统研究和控制，扩建道路并没有充分发挥出预期的作用。
而城市道路多十字路口、多交叉的特点，也决定了城市道路的交通状况必然受这种路况的制约。
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多车道城市道路，缓解城区的交通拥堵状况，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。
在这种情况下，道路交通信号灯开始发挥了越来越重要的作用，并已成为交管部门管理交通的重要工具之一。
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。
由于现代社会模拟电子技术基础和数字电子技术基础的高速发展，因而由这种技术制造出来的产品也越来越先进，交通信号灯控制电路就是其中之一。
交通信号灯控制电路的应用十分广泛，通过各种组合逻辑电路的组合和秒脉冲的激励，可以很清晰地将信号灯的亮灭情况反映出来，便于人们的观察，以及解决交通问题。
它具有亮灭准时精确，显示直观，无机械传动，无需人的经常调整等优点。
它广泛用于大中小各个城市中人口聚集的地方。
交通信号灯控制电路的设计涉及到模拟电子技术与数字电子技术。
其中，绝大部分是数字电路部分：逻辑门电路、计数器，触发器，555定时器等的基本原理。
交通信号灯控制电路的设计与制作不仅加深了对数字电路的了解，而且由于交通信号灯控制电路包括组合逻辑电路和时序电路，进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法，为数字电路的制作提供思路。
交通信号灯控制电路的设计
交通信号灯控制电路的设计交通信号灯是城市中重要的交通工具，它可以指示交通的方向和状态，确保道路交通的安全和有序。
要设计一个稳定可靠的交通信号灯控制电路，需要了解交通灯的工作原理和电路的设计流程。
本文将从交通信号灯的工作原理、设计流程和实际应用等方面介绍交通信号灯控制电路的设计。
一、交通信号灯的工作原理交通信号灯通常采用三色灯的组合，包括红色、黄色、绿色三种颜色。
红灯表示停止，黄灯表示准备停止或警告，绿灯表示通行。
交通信号灯工作时，都是通过控制灯的亮灭状态来指示车辆和行人行进的状态。
二、交通信号灯控制电路的设计流程1.确定系统功能和特性：首先需要确定控制系统的功能和特性，包括交通信号灯灯柱数量、灯序、亮灯时序等。
这些确定了之后，才能开始进行电路的设计。
2.确定元件规格：确定所需的元件种类和规格，例如控制器、继电器、开关、电感、电容等等。
3.电路原理设计：在确定系统功能和特性基础上，进行电路原理设计，根据需要划分不同的电路单元，包括控制器、开关、定时器、电源等。
4.电路细节设计：在电路原理设计的基础上进行电路细节设计，包括选择元件、布局、连接方式等。
5.软件设计：在硬件设计完成后，需要进行软件设计，包括编写控制程序、计算定时器参数等。
6.电路调试：对设计好的电路进行调试和优化，确保电路的稳定性和可靠性。
7.制作PCB板和组装：电路设计完成后，需要将电路图制作成PCB板，并进行元器件的焊接和组装，以组成完整的控制系统。
三、交通信号灯控制电路的实际应用交通信号灯控制电路在城市交通设施中广泛应用，为道路交通提供了有力保障。
控制电路可以根据道路交通情况自动改变灯的亮灭状态，以便让车辆和行人在道路交通中行进更加安全、有序。
实际应用中，还需要根据不同的交通规则和需要，选择合适的交通信号灯控制电路，并对其进行维护和保养，以确保设施的稳定性和可靠性。
四、总结通过本文的介绍，我们了解了交通信号灯的工作原理和交通信号灯控制电路的设计流程。
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城市交通信号灯的数字集成电路设计
摘要：随着城市的发展，城市的交通枢纽问题越来越引起人们的关注。
在道路交通形势日益紧张的城市道路系统中，如何利用现有道路交通系统对人、车、路三者的通行结构进行调配，是当前交通管理系统亟需解决的问题。
本文阐述了城市交通控制系统中最关键的控制系统――交通灯控
制系统的工作原理，提出了一种简单实用的基于数字集成电路的设计方法。
Abstract：With the development of the city，the transportation hub of the city gets more and more attention. In the urban road system of the road traffic situation，how to allocate the traffic structure of people，vehicles and road by the existing road traffic system is an urgent problem to be solved in the current traffic management system. This paper describes the most critical control system in the urban traffic control system：the principle of traffic lights control system and puts forward a simple and practical design method based on digital integrated circuits.
关键词：交通信号灯；数字集成电路；控制器；译码电路
Key words：traffic light；digital integrated circuit；controller；decoding circuit
中图分类号：U665.16 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）35-0152-03
0 引言
随着城市化的逐步发展，城市交通也发生了巨大的变化，虽然新修建数条高速公路及普通道路，但随着汽车的日益增长，市区交通仍然变得十分拥挤，而这些因素对人们的安全出行也带来很大隐患。
各交通路口的信号灯作为交管部门管理交通的重要工具之一，其合理使用可以为人们的安全出行提供保障。
交通信号灯主要由城市交通控制系统控制。
现代城市交通监控指挥系统中的城市交通控制系统一个综合化的计算
机道路交通管理系统，其主要功能包括城市交通数据监测、交通信号灯控制以及交通疏导。
在以计算机为主体的信息化交通管理系统中，如何运用科学的控制方法对已建的城市道路结构进行优化调度，缓解道路的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划系统亟待研究的课题。
数字电路具有逻辑性强和灵活性强的特点，数字电路芯片只要在一定范围内输入，都能得到稳定的输出，调试起来比较容易，电路工作也比较稳定，所以被广泛用于各种领域。
本文着重介绍运用数字集成电路进行控制的交通灯的设计
思路。
1 交通灯的设计要求及总体方案
1.1 设计要求
主干道和支干道十字路口设置交通灯，控制两条交叉道路上的车辆通行。
①每条道路设1组由黄、红、绿灯组成的信号灯，绿灯表示允许通行，红灯表示禁止通行，黄灯表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，而未过停车线的车辆停止。
②当主干道绿灯亮时，支干道红灯亮，且主干道绿灯亮的时间不少于60s。
③当主干道红灯亮时，支干道绿灯亮，且支干道绿灯亮的时间不超过30s。
④每次变换通行车道前，要求黄灯先亮5s。
1.2 总体方案
根据设计要求，交通灯控制系统的组成框图如图1所示：十字路口交通灯工作状态数据由状态控制器进行监测记录，通过状态译码器分别点亮相应状态的信号灯，秒脉冲发生器产生整个定时系统时基脉冲，通过减数计数器对脉冲减计数，达到控制每一种工作状态的持续时间，减数计数器的回零脉冲使状态控制器完成状态转换，同时译码器根据系统的下一个工作状态决定计数器下一次减计数的初始值，减计数器的状态由BCD译码器、数码管显示。
2 设计的主体内容
2.1 状态控制器的设计
①S0状态表示主干道绿灯亮，支干道红灯亮，60s定时开始计时，且通车时间未超过60s。
②S1状态表示主干道通车时间已达到30s，此时主干道黄灯亮，支干道红灯亮，5s定时器开始计时。
③S2状态表示主干道黄灯时间已超过5s，此时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，30s定时器开始计时。
④S3状态表示支干道通车时间已超过30s，此时，主干道红灯亮，支干道黄灯亮，5s定时器开始计时，以后当支干道黄灯计时超过5s时，接S0状态。
这四个状态可以用二进制编码表示，S0用00表示，S1用01表示，S2用10表示，S3用11表示，其状态转换图2所示。
这是一个二位二进制计数器，可采用中规模集成计数器CD4029构成状态控制器。
CD4029是一种CMOS电路二进制/十进制可异步置数的可逆计数器，若要实现多级级联，只需将前级计数器的进/借位信号CO连到下级计数器控制端C1即可，CD4029可实现二进制/十进制的可进位，可预置的加/减数。
状态器的脉冲可以用来自减法计数器的借位输出，根据译码显示器的借位变化来改变状态器的输入，控制状态器的
输出。
由CD4029所组成的状态控制器如图3所示。
2.2 译码电路的设计主干道上红、绿、黄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，如表1。
对于信号灯状态，“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，两个方向的信号灯有4种输出状态。
由真值表分析可以求出各信号灯的逻辑关系。
选用半导体发光二极管来模拟交通灯，由于门电路的带灌电流的能力比一般带拉电流的能力强，要求门电路输出低电平时，点亮相应的发光二极管，所以在状态输出端设置了与非门和非门，以满足低电平的要求。
状态译码电路如图4所示。
2.3 定时电路的设计
定时要求主干道绿灯显示60s，支干道绿灯显示30s，黄灯显示5s，故需要一个能实现自动调节不同时间的定时器74LS245，通过使能端和控制端可以控制不同数字的输出。
预置到减数计数器的时间可以通过3片74LS245来实现，3片74LS245的输入数据分别接入60、30、5这3个不同的数字，74LS245的输出数据和减法计数器相连，实现设计要求的计时时间。
三片74LS245的输出与否由状态控制器来实现，当状态控制器在S0（Q2Q1=01）状态S4（Q2Q1=11）状态时要求黄灯亮，要求减法计数器从初始值5开始计时，可以
看出黄灯亮时Q1必须为1，所以可以用Q1来控制接数字5的74LS245。
当主干道绿灯亮时，60s计数器开始计时，由于74LS245的EN端接入低电平有效，而信号灯也是接人低电平有效，所以可以把74LS245的EN端与主干道的绿灯连接，同理，输入数据20的74LS245可以与支干道的绿灯信号相连，74LS245的管脚图如图5所示。
它主要实现的是三态门的功能，输出端除了有高电平和低电平两种状态外，还有第三种状态高阻状态。
其逻辑功能是：当使能控制信号EN=0时，若DIR=1，则数据传输通路为A到B，若DIR=0，则数据传输通路为B到A；而EN=1时，无论DIR为何值，A、B之间均呈高阻状态。
定时器的减数器主要是由异步可逆二/十进制计数器来实现，译码和显示电路主要是由74LS47和数码管来产生，74LS47管脚图如图6所示。
2.4 脉冲产生电路的设计
脉冲的产生电路主要是由555定时器产生的。
555定时器是一种中规模集成电路，只要在外部配上适当的几个元件，就可以构成施密特触发器，单稳态触发器及多谐振荡器等脉冲与变换电路，该器件的电源电压为4.5～16V，驱动电流可达到200mA左右，并且可以与TTL、CMOS逻辑电平相兼容。
多谐振荡器是一种无稳态电路。
对该电路通电后，电路
状态可以自动变换并且产生矩形波的输出。
555定时器组成的的脉冲发生器如图7所示。
将以上各模块进行逻辑连接，得到系统的电路原理图，如图8所示。
将各单元部分按照电路图连接后，进行各单元电路调试及整体调试，并通过软件仿真验证，完全达到设计要求。
数字集成电路具有体积小、重量轻、寿命长、可靠性高、性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产，由数字集成电路控制的交通信号灯也会越来越广泛地使用。
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