交通灯设计思路
交通灯设计报告
交通灯 实验目的：1．掌握时序逻辑电路的设计方法，灵活运用理论知识。
2．提高学生的数字系统设计能力和实际动手能力。
3．进一步了解如何将数字电路设计应用到自动控制系统中，从而提高解决实 际问题的能力。
4．为学习和使用计算机打下良好的基础。
实验内容：用中小规模逻辑器件设计交通灯控制电路。
实验要求：1．设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行。
在十字路口的两个方向上各设一组红、黄、绿灯，红灯（图1）。
表示禁止通行，绿灯表示可以通行。
2．设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中一个方向上绿灯亮的时间是20s ，另一个方向上绿灯亮的时间是30s ，黄灯亮的的时间都是5s 。
3．当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，其中一个方向常通行，倒计时停止。
当特殊情况结束后，按下自动控制开关，恢复正常状态。
图1实验所用的器材：主要芯片数量/个其他器材 数量/个 74LS161 3 数码管 2 74LS48 2 二极管 6 74LS04 3 限流电阻 3 74LS0014.7uF 电容1倒计数 计时器绿灯黄灯 红灯红 黄 绿灯 灯 灯交通灯控制系统主要由控制器、译码器和秒脉冲信号发生器等器件组成。
其系统框图如图2。
秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制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，由它控制译码器的工作。
图2 交通灯控制系统的原理框图时钟信号产生电路主要由555定时器组成震荡器，产生稳定的脉冲信号，送到状态产生电路，状态产生电路根据需要产生一定的“0” 、“1 ”信号。
这些信号通过时间显示电路转化成时间信号，在通过数码管显示时间。
同时这些信号通过交通灯显示电路转化成6个独立的交通灯信号，用二极管代替交通灯，实现红绿黄灯之间的转换。
根据设计主、支干道信号一次循环需要60个信号，所以用2个74LS161级联实现，U1代表低位芯片，U2代表次高位芯片，取反码容易实现后面的时间显示代码，以进行倒计时，其真值表如图所示。
交通灯设计方案
3、交通灯控制模块
交通灯控制模块
主路红绿灯控制模块 支路红绿灯控制模块
LED显示 数码管显示
主要用状态机编写，主要是绿—>黄—>红—>绿……之间的状态转换， 并且通过倒计时将时间和信号指示分别通过数码管和LED灯显示出来
4、LED设计
1Hz时钟 模块
主路/支路红 绿灯控制模
块
绿灯指示 LED1/LED3 黄灯灯指示 LED1+LED2/LED3+LED4闪烁
一、功能分析
1、功能要求
作为一个十字路口交通信号灯控制系统，每条道路都需要有一组红、绿、 黄灯和倒计时计数器，用于指挥车辆的有序通行。为便于区分，将十字路口 交通信号灯分为主路a和支路b，应具有以下功能：
(1) 主路a和支路b各设置两组(双向)红灯、绿灯、黄灯，以指示通行状态： 同时还设置数字式的时间显示，以倒计时方式显示每一路允许通行或禁止通 行的剩余时间。
5、数码管设计
主路/支路红 绿灯控制模
块
倒计时显示
8段数码
1KHz扫描 模块
动态扫描
输出四个数码管，每条线路两个数码管显示。亮红灯时数码管显示29到0，亮黄灯时，数码管显示04 到00；亮绿灯时，数码管显示24到00。数码管上的数字每过1秒变一次（count位1s的计时器）。
三、注意事项
1、数码管计数范围和不同LED灯点亮要一一对应，变化时不能有时差； 2、两组数码管不宜分开写，因为数码管行扫描输出接口只有一组，分开写接口 不好设置； 3、数码管计数时，时间要控制好，每秒计数减一。
(2) 具有复位功能，当出现故障时，可复位回到初始设置状态。 (3) 当主路a或支路b出现紧急情况时，按紧急情况键可进入紧急情况状态， 各方向(两路)均亮红灯。当特殊情况结束时，控制其恢复到电路的原来状态继 续运行。
51单片机交通灯毕业设计方案
51单片机交通灯毕业设计方案
以下是一个基于51单片机的交通灯设计方案：
1. 硬件设计：
- 使用51单片机作为主控制器。
- 使用红黄蓝三个LED作为信号灯的显示器件。
- 使用按钮作为手动触发信号灯切换的输入设备。
- 使用数码管显示当前信号灯状态的计时器。
- 使用适当的电阻、电容、继电器等连接单片机和LED、按钮、数码管等。
2. 软件设计：
- 配置51单片机的I/O口，将LED、按钮和数码管连接到正
确的引脚。
- 编写主程序，设置中断或轮询等方式读取按钮状态，并根
据按钮状态切换信号灯状态。
- 通过控制LED引脚的输出电平，实现红黄蓝三个信号灯的
闪烁、亮灭和切换。
- 使用定时器计时，实现信号灯的定时控制。
根据交通规则，红灯、黄灯、绿灯的显示时间可以根据需要设定。
- 使用数码管显示当前信号灯的状态和剩余时间，方便车辆
和行人了解交通灯变化。
3. 功能设计：
- 根据交通规则，设置交通灯的变换顺序和时间，确保道路
的交通流畅和安全。
- 根据需要加入手动触发信号灯切换的功能，允许人工控制，
例如紧急情况下的交通调节。
- 可以考虑加入流量检测、车辆和行人优先等功能，提高交
通效率和安全性。
- 可以通过串口或无线通信模块，实现与其他设备的联动，
例如与车载导航系统、交通监控系统等的数据交换和协同控制。
以上是一个基本的51单片机交通灯设计方案，可以根据具体
需求进行进一步调整和优化。
十字路口交通灯的设计
十字路口交通灯的设计十字路口交通灯是城市道路交通中非常重要的设施，它能够控制车辆与行人的通行，避免交通事故的发生。
现如今，随着城市交通的发展和人们对道路安全性需求的提高，十字路口交通灯的设计也越来越得到重视。
下面，本文将从安全可靠、智能化和美观实用三个方面进行阐述十字路口交通灯的设计。
一、安全可靠1.交通灯的颜色：因为人类对颜色的理解，使交通灯成为区别道路交通的直观、简单的标志，在该功能上，交通灯的普遍颜色都是红、黄、绿。
当红色灯亮起时，表示禁止通行，黄色灯表示请驾驶员减速慢行，绿色灯则是允许通行的信号。
这种颜色符号标志在世界范围内得到广泛的应用，成为国际化的标准。
2.时间控制：交通灯的时间控制是为了控制车辆与行人过街，预定时间后灯光变化。
对于行人来说，等待时间大概在10-30s内，而汽车等待时间则略微更长一些。
此外，为了保证交通的通畅、保障行人安全，其控制时间应视路况而定，以尽量减少拥堵、惊恐事件的发生。
3.良好的显示效果：交通灯的显示效果直接关系到人们对交通灯的认识和应对。
比如说，在雾天或刮风暴雨天气下，传统的红、黄、绿三色提示功能就有可能因为颜色的变化而产生二义性，导致交通灯的重要提示功能无法发挥其应有的作用。
因此要尽可能采用高亮、低耗、长寿命的新型LED灯、彩色显示屏等，增强交通灯的显示效果，让出行者能更快捷、安全的通过交通路口。
二、智能化1.视频监控：视频监控系统可以实时观察到路面交通状态，实时了解交通状况和疏导拥堵。
通过建立城市音视频监控网，将交通、治安、环保等多部门信息融合，可以实现载具识别、运行监控、违法抓拍、通告管理、统计分析和信息报表等多种功能。
2.信息显示：通过路口交通指示屏进行提示，为行人提供交通管理信息，如距离、步行时间、路况等。
同时，也可以实时地在车载设备上为车辆提供交通信息提示和路况提醒等服务。
3.交通预测：通过对交通路口数据的分析和利用，可以预测出拥堵的可能发生并提前采取措施。
交通灯设计总结及感想
交通灯设计总结及感想交通灯是城市道路交通管理系统中的重要组成部分，起到引导交通、维护交通秩序的作用。
在设计交通灯时，需要考虑交通流量、道路情况以及行人需求等因素，以确保交通灯的合理安排和功能实现。
在本篇文章中，我将对交通灯设计进行总结，并分享我的感想。
首先，交通灯的设计需要考虑交通流量。
在繁忙的城市道路上，交通流量往往非常大，因此需要根据道路的承载能力，设置相应的交通灯时间安排。
例如，在交通流量较大的时段，可以适当延长绿灯的时间，以增加车辆通过的效率，缩短等待时间。
其次，交通灯的设计还需要考虑道路情况。
交通灯的设置应根据不同道路的特点来确定。
例如，在交叉口较多、复杂的区域，可以设置额外的转向箭头，以指导汽车的转弯方向，避免交通堵塞和事故发生。
此外，对于道路宽度较窄的地方，可以设置行人专用灯，确保行人安全过马路。
同时，交通灯的设计还需要考虑行人需求。
在城市道路上，行人是交通系统的重要组成部分，他们需要有足够的时间和安全通行的保障。
因此，在交通灯设置时，行人信号灯的时间应合理安排，以便行人有足够的时间过马路，同时也要避免对交通流量造成过多的影响。
交通灯设计的过程中，我深刻体会到了设计的重要性和复杂性。
一个合理的交通灯设计可以极大地提升城市道路的交通效率和交通安全性。
通过合理设置交通灯时长和时序，有助于减少交通堵塞和交通事故的发生。
此外，交通灯的设置还需要考虑到不同时间段的交通流量变化，以及不同类型道路的特殊情况，这需要进行详细的调研和分析。
在交通灯设计过程中，我还发现了一些潜在问题。
例如，部分地区的交通灯时间设置不合理，导致交通堵塞和拥堵现象频繁发生。
此外，有些地方的交通灯信号不够清晰，缺乏明确的指示，给行人和驾驶员带来了不便和安全隐患。
因此，我认为在交通灯设计中需要更加注重细节和实际需求，避免不必要的问题和不便。
总的来说，交通灯的设计对于城市道路交通管理具有重要的意义。
通过合理安排交通灯时间和设置，可以提高交通流量的通行效率，减少交通事故的发生。
交通灯设计
交通灯设计简介交通灯是一种通过信号传递来控制道路交通流量的设备。
它起到引导车辆和行人安全通行的作用。
本文将详细讨论交通灯的设计原则、结构和工作原理。
设计原则1. 交通流量控制交通灯的设计应该考虑到道路的交通流量情况。
在高峰时段，道路上的交通流量较大，需要采用合理的信号配时方案，以确保交通的顺畅和安全。
而在低峰时段，可以适当减少等待的时间。
2. 行人保护交通灯不仅仅是为了控制车辆的通行，也要考虑到行人的安全。
因此，在信号配时方案中，应该合理安排行人过街的时间，并设置行人灯。
3. 各方向流量均衡交通灯的设计应该让各个方向的车辆和行人都能得到合理的通行时间。
不应该出现某个方向的流量一直占优势，而导致其他方向的交通拥堵。
结构交通灯主要包含以下几个部分：1. 灯具交通灯的灯具通常包括红灯、黄灯和绿灯。
红灯表示禁止通行，黄灯表示警示，绿灯表示可以通行。
现代交通灯通常采用LED灯来实现，因为LED灯具有低功耗、长寿命和明亮度高的优点。
2. 控制器交通灯的控制器负责控制信号的切换和时序的调整。
控制器通常由微处理器和相关电路组成，可以根据预先设定的方案自动切换信号，也可以通过传感器获取实时交通信息来调整信号配时。
3. 支架和固定装置交通灯需要安装在具有一定高度的支架上，并通过固定装置固定在道路或人行道的边缘。
这样可以保证交通灯的稳固性和可见性。
工作原理交通灯的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.控制器接收到信号后，切换到相应的信号模式。
2.控制器启动定时器，根据预设的信号配时方案，控制灯光的切换顺序和时间间隔。
3.灯具根据控制信号逐个点亮或熄灭，以达到指示车辆和行人通行状况的目的。
4.当定时器计时结束后，控制器将信号切换到下一个模式，以控制交通流量。
小结交通灯的设计是为了保障道路交通的顺畅和安全。
在设计交通灯时，需要考虑交通流量控制、行人保护和各方向流量均衡等原则。
交通灯主要包括灯具、控制器和支架等组成部分。
交通灯控制电路设计+设计流程图+设计电路图+实物图
交通灯控制电路设计由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、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靠在禁行线内。
实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。
1、设计目的1.掌握交通灯控制电路的设计、组装与调试方法。
2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。
2、设计任务与要求1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。
2.当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。
3.主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。
设计30s和20s计时显示电路。
4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，设置5s计时显示电路。
3、原理电路设计(1)设计逻辑流程(2)方案比较及整体电路方案一：根据题目，主支干道红绿灯分时亮可以分成四种状态。
若采用两个JK触发器即可满足。
考虑到主支干道计数的不同，需要从计数器那里产生一个信号，来使JK触发器改变状态。
当然可以通过逻辑推导，然后用各种基本的数字器件，如与非门，来产生一个满足要求的信号。
但是用到的器件比较多，而且布线较复杂。
所以不采用这个方案。
方案二：鉴于方案一，考虑采用中规模集成电路，因此选择使用了数据选择器。
将计数器某个计数到的信号，如5s，接到数据选择器的数据输入端，然后将由JK触发器产生的表明四种状态的信号Q2和Q1接到数据选择器的地址代码端。
这个方案解决了方案一的问题，所以采用了这种设计方法。
方案三：按照JK触发器习惯的接法，由数据输出端来的信号接到J或K，但是若计数器采用置零的方式，信号有效的时间很短，这就要求触发器有较高的扫描频率，但是计数器的频率已经固定是1s，造成同一个频率电路，却需要不同的频率。
因此采用直接接进触发器的使能端。
至此，确定了最后的方案。
(3)单元电路设计及电路的工作原理为了便于分析,把一些单元电路从整体电路中分离出来,同时为了电路的简洁明了,分析电路的逻辑时,还把次要的元件暂时移除.单元电路各部分以及功能如下:控制电路主控电路是本课题的核心，主要产生30s、20s、5s三个定时信号，它的输出一方面经译码后分别控制主干道和支干道的三个信号灯，另一方面控制定时电路启动。
交通灯设计实验报告
《电子技术实践及仿真》孙丽霞主编
《数字电子计数基础》周良权主编
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根据状态表，不难列出东西方向和南北方向绿，黄，红灯的逻辑表达式：
东西方向绿灯：EWG=Q4Q5
图3
B.控制器电路
本实验选用8位寄存器74LS164组成扭环行十二进制计数器。扭环型十二进制计数器的模块电路图4示：
表5扭环形十二进制计数器的状态表
t
计数器输出
南北方向
东西方向
Q0
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开始 南北绿灯，东西红灯
延时25s 南北黄灯，东西红灯
延时5s 东西绿灯，南北红灯
延时25s 东西黄灯，南北红灯
延时5s 结束
3.3功能模块说明
TPM定时器
功能概述：
TPM（定时器/脉宽调制模块）共有三个模块TPM0 、TPM1、TPM2。TPM支持输入捕捉、，输出比较，并 且能够产生PWM信号来控制电机。通过异步时钟源，可 以让计数器、输出比较和输入捕捉寄存器工作在低功耗 模式下。TPM的基本定时器部分是一个递增的计数器， 通过设定模块的溢出值，当计数器递增到该数值时，产 生TPM中断，可以选择时钟源和溢出值设定该计数器的 频率。本实验，TPM定时设为1秒。
1.2嵌入式简介
嵌入式系统一般指非 PC 系统，有计算机功能但又不称之 为计算机的设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的 ，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性 严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统几乎包括了生活中的 所有电器设备，如掌上 PDA 、移动计算设备、电视机顶盒、 手机上网、数字电视、多媒体、等。
//定义全局变量
uint_8 g_time[3];
//记录时间的数组
#define RUN_COUNTER_MAX 1500000ul //定义小灯闪烁频率
//定义使用的调试号 #define UART_TEST UART_1 #define TEST_UART_BAUDRATE 9600UL
#endif
功能思路：
首先，对定时器初始化,禁止定时器1溢出中 断,设置为1s发生1次定时器溢出中断 。
再设置定时器状态和控制寄存器，以秒为最 小单位递增。
整体向串口-发送时间
功能思路：
首先，初始化UART模块，设置串口 信息、波特率，然后设置串行发送字节和 接收字节等功能函数，实现串口发送当前 时间数据。
主要应用有8位微控制器（单片机）、16位微控制器（ 单片机）、数字信号处理器与控制器、电源管理、RF射频 功率放大器、高性能线性功率放大器GPA、音视频家电射频 多媒体处理器、传感器等。
二、总体设计思路
2.1 芯片选择
芯片选择飞思卡尔的kl25芯片 选择使用飞思卡尔kl25芯片的P1口，（ P1.0~P1.7）分别接上两组八位信号灯 交通信号灯的控制电路中的核心是kl25单片机，其 内部带有4KB的FLASH，无须扩展程序存储器；交通 灯的控制没有大量的运算和暂存器，KL25芯片内的 128B RAM 已能满足要求，所以也不需要外扩RAM
四、代码分析
includes.h（应用工程总头文件）
#ifndef INCLUDES_H_ #define INCLUDES_H_ #include "common.h" #include "gpio.h" #include "light.h" #include "uart.h" #include "sysinit.h" #include "tpm.h" #include "timer.h"
▪ 在双干线的十字路口上，交通信号灯的变化时定时的，其基 本变化规律如下：
▪ 1. 绿灯亮放行后，黄灯亮警告，然后红灯亮禁止。 ▪ 红灯亮禁止一定时间后，绿灯亮放行。
▪ 2. 改设计能控制东、西、南、北四个路口的红、黄、绿信 号灯正常工作：
▪ (1)当东西方向放行、南北方向禁止时，东西方向绿灯亮 25s，黄灯5s，南北方向红灯亮30s。
▪ (2)当南北方向放行，东西方向禁止时，南北方向绿灯亮 25s ，黄灯5s，东西方向红灯亮30s。
▪ 当使两条路线交替地放行或禁止时，就可以实现定时交通 控制。
串行通信的通信原理图：
三、交通灯设计
3.1交通灯状态设计
（1）南北绿灯，东西红灯 （2）延时25s （3）南北黄灯，东西红灯 （4）延时5s （5）东西绿灯，南北红灯 （6）延时25s （7）东西黄灯，南北红灯 （8）延时5s （9）循环
isr.h（中断底层驱动构件头文件）
#ifndef ISR_H //防止重复定义（ISR_H 开头) #define ISR_H
//用户中断向量表注册表--------------------------------------------#ifdef VECTOR_029 //1 注册串口1中断向量 #undef VECTOR_029 extern void isr_uart1_re(void); #define VECTOR_029 isr_uart1_re #endif
2.2十字路口状态设计图
西
东
2.3交通灯说明
设计一个单片机控制交通信号灯，使其能模拟城市“十字”路 口交通信号灯的功能，并能进行某些特殊控制。
就是以绿，黄，红色三只共两组（因为东、西方向信号灯的变 化情况相同，用一组发光二极管；南、北方向信号灯的变化情况相 同，用一组发光二极管）发光二极管(LED)表示交通信号灯。
一、系统概述
1.1系统背景 1.2嵌入式简介 1.3飞思卡尔简介
目
二、总体设计思路
2.1芯片选择
2.2十字路口状态设计图
2.3交通灯说明
录
三、交通灯设计
3.1交通灯状态设计
3.2流程图
3.3功能模块说明
四、代码分析 五、实验结果图
一、系统概述
1.1系统背景
随着计算机互联网行业的飞速发展 ，单片机的应用愈发广泛，大到卫星， 小到家用的电子产品，无处不存在单片 机的身影，而且单片机方面的人才稀缺 ，因而掌握单片机技术对于计算机专业 的学生很是重要。
专门的单片微控制器是大多数嵌入式系统的核心。通过把 若干个关键的系统组成部分集成到单个芯片上，系统设计者就 可以得到小而便宜、可以操作较少外围电子设备的计算机。现 在嵌入式开发 主要是指用C#语言在微软的.NET Freamwork环 境中进行开发。
1.3飞思卡尔简介
飞思卡尔专注于嵌入式处理解决方案。面向汽车、网络 、工业和消费电子市场，提供的技术包括微处理器、微控制 器、传感器、模拟集成电路和连接。飞思卡尔的一些主要应 用和终端市场包括汽车安全、混合动力和全电动汽车、下一 代无线基础设施、智能能源管理、便携式医疗器件、消费电 器以及智能移动器件等。