数字电路交通灯实训

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数字电路-交通灯控制器-实验报告

课题1.4.2：交通灯控制器一．设计课题的任务要求：(一)、实验目的1. 熟练掌握VHDL 语言和QuartusII 软件的使用；2. 理解状态机的工作原理和设计方法；(二)、相关知识本实验要利用CPLD 设计实现一个十字路口的交通灯控制系统，与其他控制系统一样，本系统划分为控制器和受控电路两部分。

控制器使整个系统按设定的工作方式交替指挥车辆及行人的通行，并接收受控部分的反馈信号，决定其状态转换方向及输出信号，控制整个系统的工作过程。

路口交通灯控制系统的有东西路和南北路交通灯R(红)、Y(黄)、G(绿)三色，所有灯均为高电平点亮。

设置20s 的通行时间和5s 转换时间的变模定时电路，用数码管显示剩余时间。

提供系统正常工作/复位和紧急情况两种工作模式。

(三)、实验任务1.基本任务：设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器。

1）. 南北和东西方向各有一组绿、黄、红灯用于指挥交通，绿灯、黄灯和红灯的持续时间分别为20 秒、5 秒和25 秒；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，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行；3）. 用数码管，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．系统设计（包括设计思路、总体框图、分块设计）（一）设计思路1.总体设计----输入部分：1)CLK时钟频率输入，可由实验板上直接提供，为准确确定时间长度，选择1024Hz信号。

2)紧急状态按键拨码开关EMERGENCY，当将其置为高电平，表示紧急情况发生，两个方向均为红灯亮，计时停止；当置其为低电平，信号灯和计时器恢复原来状态，正常工作。

3)复位拨码开关RESET，当将其置为高电平，表示复位，工作停止，全部回到初始状态；当置其为低电平，重新开始工作。

2.总体设计----输出部分：1)东西方向和南北方向各使用3个LED显示，LIGHT1，LIGHT2，红黄绿各代表红黄绿灯。

数字交通灯的实训报告

一、实训背景随着我国城市化进程的加快，城市交通问题日益突出，交通拥堵、交通事故等问题严重影响市民的生活质量和城市形象。

为提高交通效率，减少交通事故，我国正逐步推广数字交通灯的应用。

本实训旨在通过设计和实现一个基于单片机的数字交通灯控制系统，了解数字交通灯的工作原理，掌握数字电路的设计与调试方法。

二、实训目的1. 熟悉数字交通灯的工作原理和控制方法。

2. 掌握单片机在数字交通灯控制系统中的应用。

3. 提高数字电路的设计与调试能力。

4. 培养团队合作精神。

三、实训内容1. 数字交通灯控制系统原理数字交通灯控制系统主要由单片机、传感器、执行器和显示模块组成。

单片机作为控制核心，负责接收传感器信号，根据预设的程序控制执行器动作，并通过显示模块显示交通灯状态。

2. 系统设计（1）硬件设计本实训采用AT89C51单片机作为控制核心，传感器采用红外传感器检测车辆，执行器采用继电器控制交通灯。

2. 根据预设程序控制继电器动作，实现交通灯状态切换。

3. 显示交通灯状态和剩余时间。

3. 系统调试（1）硬件调试首先检查电路连接是否正确，然后通过单片机编程烧录程序。

在硬件调试过程中，需检查传感器、继电器和显示模块是否正常工作。

（2）软件调试在软件调试过程中，需检查程序逻辑是否正确，交通灯状态切换是否准确，显示模块是否正常显示。

四、实训结果与分析1. 实训结果通过本实训，成功设计并实现了一个基于单片机的数字交通灯控制系统。

数电大作业(交通指示灯+电子琴+智能钟表)

数电大作业(交通指示灯+电子琴+智能钟表)-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII（交通指示灯是可以实现的电子琴那个是不知道是否正确自己验证吧）(最后还有两个题一个是交通指示灯的有点复杂的另一个是时钟的个人感觉也是有点复杂)一、交通灯电路设计要求：1.设计一个十字路口交通灯控制电路，要求东西方向车道和南北方向车道两条交叉掉路上的车辆交替运行，每次通行的时间设置为24秒。

2.在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮4秒钟，才能变换运行车道。

3.可用LED模拟交通灯。

4.用倒计时显示每个状态的时间。

思路分析：1.电路有四个状态：东西绿南北红→东西黄南北红→东西红南北绿→东西红南北黄一共有四个状态循环，所以可以先用一个模4计数器来转换这四个状态。

设计电路如图所示：这里采用74LS163构成模4计数器，状态由 00 → 01 → 10 → 11 进行循环。

L1（东西绿）：当00时亮，其他状态时不亮。

L2（东西黄）：当01时亮，其他状态时不亮。

L3（东西红）：当10、11时亮，00、01时不亮。

L4（南北绿）：当10时亮，其他状态时不亮。

L5（南北黄）：当11时亮，其他状态时不亮。

L6（南北红）：当00、01时亮，10、11时不亮。

电路可以这样实现：B A Y0 Y1 Y2 Y30 0 0 1 1 10 1 1 0 1 11 0 1 1 0 11 1 1 1 1 0所以，Y0~Y4口接上非门后可以控制L1、L2、L4、L5。

L3=B，L6=B，所以将L3直接连在1B端，将1A端加非门与L6相连。

通过这样的连接便可以实现这四个状态的循环。

接下来要完成电路的计数部分：由于要实现倒计时显示，所以可以采用两片74LS190，该芯片是十进制加减法计数器。

通过网络找出一下功能表。

由于要实现倒计时，所以U/D端输入高电平，此时计数器进行减计数。

用两片74LS190，通过RC端进行异步级联，由于红灯28秒，黄灯4秒，绿灯24秒，所以各状态及持续时间如下：状态1：东西绿南北红（00）：24秒状态2：东西黄南北红（01）：4秒状态3：东西红南北绿（10）：24秒状态4：东西红南北黄（11）：4秒当状态转变时，给计数器置数即可。

[整理]数字电路—交通灯故障检测电路强化训练

[整理]数字电路—交通灯故障检测电路强化训练数字电路—交通灯故障检测电路1.设计题目的理论分析1.1电路的理论分析交通灯故障监测逻辑电路的设计，红灯R，黄灯Y，绿灯G。

其中，灯单独亮正常，黄绿同时亮正常，其他情况不正常。

设灯亮为“1”，不亮为“0”，正常为“0”，不正常为“1”。

用与非门实现该逻辑电路。

使用Simulink进行简单的仿真。

从题目上看，这是一个基本逻辑门电路在实际生活中的应用问题。

根据我们本学期已经学过的数字电路方面的知识，首先要分析一下该题目中的逻辑命题，再根据命题确定我们要设定的输入和输出变量分别是什么。

在这个设计实验中，很明显，输入变量是红，黄，绿三种灯的显示状态，而输出变量是检测电路的结果，即交通灯是否有故障。

然后用二值逻辑的0和1两种状态，分别对输入输出变量进行赋值。

题目中灯亮用“1”表示，灯不亮则用“0”表示，电路有故障用用“1”表示，不亮用“0”表示。

再根据题目的意思，我们很容易写出该题目所要求实现的逻辑门电路的真值表，如下所示。

表1 电路实现的逻辑功能表要设计出所需的逻辑电路，我们得先知道真值表所对应的的函数表达式。

而要根据真值表得到逻辑函数表达式，我们可以用画卡诺图的方法。

如下图所示，为输入输出变量的卡诺图表示。

图1 真值表对应的卡诺图最后根据已经列写好的卡诺图，我们可以运用数字电路中学过的知识化简出输出变量Z的最终表达式，即：+R=（1）Z+RYRGGY但是题目要求我们用与非门实现该逻辑功能，所以我们还要将式（1）化成只由与非门构成的基本逻辑函数表达式，即：•=Z•=（2）R++GYYRYRRGGRGRY1.2电路原理图的绘制根据式（2），我们可以利用Altium designer软件绘制出相应的原理电路图，在原理图中，三个开关分别控制三个指示灯的亮或暗，元件“NAND”则表示相应的二输入端与非门74LS00，或者三输入与非门，其中三输入端的与非门可以由四输入端的与非门74LS20改变，只要让四输入端与非门的一个输入端接入高电平即可，最后的Z则表示监测信号的输出端。

数电实习报告——交通灯控制器综述

数字电路课程设计报告书---交通灯控制器院系名称：计算机学院学生姓名：李丽实习时间：2012年6月4日至2012年6月15日交通灯控制器的设计一、交通灯的功能概述在每个交通十字路口都设有一个交通灯,来控制车辆的通行,主干道通行时间30S(即主干的绿灯亮30S,次干道的红灯30s),黄灯5s，车辆停止时间20s(即主干道红灯20s，次干道的绿灯20s)。

二、实验要求一个主干道和支干道所组成的路口，每边都设置红、绿、黄三个交通灯，主干道车通行30秒，支干道车通行20秒。

为了确保十字路口的车辆顺利畅通地行驶，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。

其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。

通过设计数字逻辑电路，在面包板上模拟交通灯信号控制系统。

要求分主干道和支干道，每条道上安装红（主：R,支：r）绿（主：G，支：g）黄（主：Y，支：y）三种颜色灯，由四种状态自动循环构成（Gr→Yr→Rg→Ry）。

在交通灯处在不同的状态时，设计以倒计时方式显示的计时器实现倒计时功能提示，并要求不同状态历时分别为：Gr:30秒，Rg:20秒，Yr,Ry:5秒。

三、使用元件工具：镊子，钳子各一个；数字万用表一台，若干导线四、总体方案(1).设计原理但是根据交通灯控制的要求，只有以下四种情况可能出现：（2）.实现方案的选择1.方案一实验原理：通过一个驱动三个计时电路。

这时译码电路和数码管只有一个对应的同步显示计时内容。

当这个时间段计完后，给状态控制电路输出脉冲。

这时状态向后变化一个。

同时又通过控制器的输出端控制红绿灯电路，又根据状态确定那个计时器工作。

这样就完成了一个计数单元的工作周期。

方案总结：优点就是原理上易于实现，因为计数器分为三个，在原理逻辑上更直接。

但缺点也很明显，就是浪费了大量的元器件，来重复实现一个模块的功能，这是一种浪费。

在工程上是绝不允许的，而且，元器件多了，连接电路时易发生错误。

数字电路课程设计——交通灯实验报告

一、课程设计题目交通灯控制系统设计二、设计的任务和要求1）在严格具有主、支干道的十字路口，设计一个交通灯自动控制装置。

要求：在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯；顺序无要求；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。

红（主：R,支：r）绿（主：G，支：g）黄（主：Y，支：y）三种颜色灯，由四种状态自动循环构成（Gr→Yr→Rg→Ry）;并要求不同状态历时分别为：Gr:30秒，Rg:20秒，Yr,Ry:5秒。

三、系统总体设计方案及系统框图方案一：芯片设计（1）芯片功能及分配交通灯控制系统主要由控制器、定时器、译码器、数码管和秒脉冲信号发生器等器件组成。

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，由它控制定时器和译码器的工作。

1）系统的计时器是由74LS161组成，其中应因为绿灯时间为30秒，所以绿灯定时器由两块74LS161级联组成.74LS161是4位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能。

2）系统的主控制电路是由74LS74组成，它是整个系统的核心，控制信号灯的工作状态。

3)系统的译码器部分是由一块74LS48组成，它的主要任务是将控制器的输出翻译成6个信号灯的工作状态。

整个设计共由以上三部分组成。

（2）设计原理：1)总体方案如图：2）各单元电路的设计：1. 秒脉冲信号发生器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秒脉冲，电路图如下图所示：2.主控制电路D1=Q1/Q2+/Q1Q2(/表示取非) D2=/Q2 CLK=CO2 CLR和PR均置1.主控制电路可产生00---->01---->10---->11----00控制信号。

3.红绿灯显示电路电路图如图：4. 计时部分电路A ) 计时器状态产生模块：设计要求对不同的状态维持的时间不同，限于实验室器材只提供74LS161.因要以十进制输出，且有一些状态维持时间超过10秒，则必须用两个74LS161分别产生个位和十位的数字信号。

电子技术交通灯实训报告

一、实训目的本次电子技术交通灯实训旨在通过实际操作，使学生掌握交通灯系统的基本设计原理和实施方法，提高学生的动手能力和电子技术综合应用能力。

通过实训，学生能够了解交通灯系统的硬件构成、软件编程以及仿真测试等过程，为以后从事相关领域的工作打下坚实的基础。

二、实训内容1. 系统概述交通灯系统是城市交通管理的重要组成部分，其主要功能是调节车辆和行人的通行顺序，确保交通安全。

本次实训设计的交通灯系统包括红灯、绿灯、黄灯以及人行横道灯，并具备左转控制功能。

2. 硬件设计（1）单片机：选用STC89C51单片机作为核心控制单元，负责系统的整体协调与控制。

（2）显示模块：采用数码管显示交通灯状态，便于观察和调试。

（3）驱动模块：使用继电器驱动红、绿、黄灯以及人行横道灯，实现灯光的切换。

（4）按键模块：设置按键实现交通灯的定时控制、手动控制以及左转控制。

（5）其他元器件：包括电阻、电容、二极管等。

3. 软件设计（1）初始化程序：设置单片机的工作状态，初始化各个模块。

（2）定时控制程序：实现交通灯的定时切换，包括红灯、绿灯、黄灯以及人行横道灯。

（3）手动控制程序：通过按键实现交通灯的切换，包括左转控制。

（4）中断程序：处理按键输入，实现手动控制。

4. 仿真测试使用Proteus软件对设计好的交通灯系统进行仿真测试，验证系统的功能是否正常。

三、实训过程1. 硬件搭建根据设计图纸，连接各个模块，包括单片机、数码管、继电器、按键等，确保电路连接正确。

2. 软件编程根据设计要求，编写交通灯系统的软件程序，包括初始化程序、定时控制程序、手动控制程序以及中断程序。

3. 调试与测试在Proteus软件中对交通灯系统进行仿真测试，观察交通灯状态是否正常，并对程序进行调试。

4. 实物搭建与测试将仿真测试通过的系统实物搭建在实验台上，进行实际测试，确保系统稳定运行。

四、实训结果与分析1. 硬件搭建根据设计图纸，成功搭建了交通灯系统的硬件电路，包括单片机、数码管、继电器、按键等模块。

数电实验——交通灯

实验8 综合实验——交通控制灯一、实验目的设计一个电路，用于十字路口的车辆控制的交通灯，自己可以随意发挥，按照实际情况设计一个可以用于十字路口的交通灯。

用仿真软件进行仿真。

二、实验仪器74LS192，74LS47，74LS00，74LS11，74LS32，74LS04，74LS10，74 LS161，以及数码管。

三、实验原理设两个路口分别为甲、乙路口，根据实际情况，则应该有以下四种情况：（1）甲路口红灯亮，乙路口绿灯亮。

（2）甲路口红灯继续亮，乙路口黄灯亮。

（3）甲路口绿灯亮，乙路口红灯亮。

（4）甲路口黄灯亮，乙路口红灯继续亮。

经过分析，决定用74LS192来进行减法计数，然后用74LS161的计数输出来控制数码管的CA端，即控制数码管是否点亮。

74LS161的计数脉冲由74LS192的输出通过一系列逻辑门电路来控制，使其每5秒输出一个脉冲。

然后通过74LS161的输出通过逻辑门电路与数码管相连，来控制哪个数码管亮以及亮多长时间。

具体情况如下表：注意：74LS161设计的为12进制计数器。

74LS161的CLK 端的输入为：CLK=A ⊕C+B+D (D,C,B,A 分别为74LS192的个位片的输出端口，顺序为由高到低) 以下为个数码管的CA 端输入：甲路口红灯为：JR=)()(D B D C+∙+甲路口黄灯为：JY=ABD 甲路口绿灯为：JB=DB BD A CB ∙∙乙路口红灯为：YR= ABD+DB BD AC B ∙∙乙路口黄灯为：YY=)()(A B D C D++∙+乙路口绿灯为：YB=C B A 设计出来的实验电路图：4L S 32N四、实验内容按照自己所想的，在multisim中连接电路，经过好多次的尝试之后，有了些眉目了，连接好电路之后，终于可以按照自己的想法实现电路的功能了。

不过在连接过程中发现，当数码管的数量增加时，电路的处理速度明显的变慢，而且还出现显示不稳定，不该显示的数码管有些跳动的现象。

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32pF
U3A 74LS08D
R3 500 Ohm
XSC1
G T
A
B
T1
T2
R4 1kOhm
V1 5V
R5 3kOhm
Q1
2N2222A
C3
C4
30pF
1uF
U2B 74LS03D
C5 1uF
U2C 74LS03D
U2D 74LS03D
②发射接受端电路控制图
13 12 11 10 9 15 14
OA OB OC OD OE OF OG
510 Ohm
510 Ohm
R13 510 Ohm
13 12 11 10 9 15 14
OA OB OC OD OE OF OG
~EL ~BI ~LT
5 4 3
UP DOWN
U6 4511BD_5V*
XMM1
V1 5V
U1 74LS192D*
U3A 74LS10D*
15 1 10 9
A B C D
QA QB QC QD ~BO ~CO
GND
R5 1kOhm
GND
U1A 7404N
U1B 7404N
U2A 7409N
V2 5V
GND R3 1kOhm
R2 500 Ohm
LED2
Q1 2N2222A
R4 1kOhm
R1 500 Ohm
LED1 Q2 2N2222A
GND
V1 5V
GND
R5 1kOhm
GND
U1A 7404N
U1B 7404N
一
一
分。下午进行仿真实验。
上午前两节课 1．在前一个实训成功
周
周
的基础上设计第二部分。2。后两节课
二
二
仿真。下午仿真。
结束
37 2011 年 7 月 1 日
训内容分周解项目三
周四
周分班级进行各部分仿真实验。
三
分班级进行各部分仿真实验。周四
周五
周六
完成情况
周完成实训报告。
五全部完成整个设计仿真工作。
数字电子技术
实训报告
姓名：学号：班级：指导教师：实训日期：
山西轻工职业技术学院
实训{实验}报告单
室训科目
主、次道路口交通灯设计
实训班级
电子 0931，0932
65 人
分组
实训指导教师
实训日期
开始
2011 年 6 月 27 日
上午 1。介绍此次实训的基本内容，2。
周
周
根据所给参数，设计一个课题第一部
3 2 6 7 13 12
7 1 2 6
DA DB DC DD
11 14
~LOAD CLR
5 4 3
~EL ~BI ~LT
U7
4511BD_5V*
V3
5V
V2 5V
U2 74LS192D*
R15 1.0kOhm_5%
R16 5.1kOhm_5%
C1 100nF
8 U8
VCC 4 RST OUT 3 7 DIS 6 THR 2 TRI 5 CON
测评项目
④25S 循环电路控制图
内容
标准分实测分
元件识别能够准确测量元器件，且速度快三级标准 10、8、5。 10
8
仪器使用能够熟练使用仪器，换档准确标准 10、8、6
100、25、20、15
30 25
组装调试能够使用仪器测量数据标准 15、10、6
15
8
GND 1 LM555CM*
UP DOWN
5 4
DA DB DC DD
7 1 2 6
3 2 6 7 13 12
QA QB QC QD ~BO ~CO
~LOAD CLR
A B C D
11 14
15 1 10 9
5 4
3.实训总结这次实训巩固了本学期学过的知识，通过数字电路实训箱，对
学习数字电路有了更深刻的理解。
CK U4
AB CDEFG
CK U5
AB CDEFG
XSC1
G T
A
B
R1 510 Ohm
R2 510 Ohm R3
510 Ohm
R5
R6
R7
R4 510 Ohm 510 Ohm 510 Ohm
510 Ohm
R8 510 OhmR9
510 Ohm
R10 510 Ohm
R14 R11 R12
510 Ohm
书写报告书写语言组织，内容完整，标准 20、15、6
20 20
态度无迟到、早退 5 分，有一次扣一分
5
4
语言能够全面叙述，逻辑清晰标准 10、8、5 分
10
8
总评评能够掌握基本知识，原理框图设计合理，元件识别 100 81
语和焊接有待加强
V2 5V
GND U2A
R3 1kOhm 7409N
R2 500 Ohm
LED1
Q1 2N2222A
R4 1kOhm
R1 500 Ohm
LED2 Q2 2N2222A
GND
①主次红绿灯电路控制
R1 1MOhm
U1A
40106BT_5V X1
R2 1kOhm
HC-49/U_1.5MHz
C1
C2
32pF
实训所需仪器及工具材料
计算机
设备使用情况记录
完好
实训指导教师签名
程静涛
实训班级学委签名
此表一式两份，系里保存一份，实训管理员一份。
系主任签
名
2011 年 6 月 27 日
实训内容
一.交通灯控制器；二.任务与要求： 1.设计一个内主干道和次主干道控制的交通灯控制电路； 2.要求： (1).分别在主干道和次干道路口设立一监测车俩装置，有车为“1”,无车为“0”。 (2).主干道设计常通状态，如果主干道无车，次干道有车，则次干道通状态。 (3).如果主干道和次干道均有车，则按主干道 45S，次干道 25S 循环切换。 (4).每次灯状态切换时应进行 5s 的黄灯警示，以防止车俩停止或运行。三.实施方法： 1.对各要求进行设计。 2.完成局部要求，并理论课行时进行仿真。 3.分组进行，2 人一组。 4.时间安排。
3 2 6 7 13 12
7 1 2 6
DA DB DC DD
11 14
~LOAD CLR
5 4 3
~EL ~BI ~LT
U7
4511BD_5V*
V3
5V
V2 5V
U2 74LS192D*
R15 1.0kOhm_5%
R16 5.1kOhm_5%
C1 100nF
8 U8
VCC 4 RST OUT 3 7 DIS 6 THR 2 TRI 5 CON
510 Ohm
510 Ohm
R13 510 Ohm
13 12 11 10 9 15 14
OA OB OC OD OE OF OG
~EL ~BI ~LT
5 4 3
UP DOWN
U6 4511BD_5V*
XMM1
V1 5V
U1 74LS192D*
U3A 74LS10D*
15 1 10 9
A B C D
QA QB QC QD ~BO ~CO
GND 1 LM555CM*
UP DOWN
5 4
DA DB DC DD
7 1 2 6
3 2 6 7 13 12
QA QB QC QD ~BO ~CO
~LOAD CLR
A B C D
11 14
15 1 10 9
5 4
③45S 循环电路控制图
13 12 11 10 9 15 14
OA OB OC OD OE OF OG
任务
1.画出真值表：
(1)主
输入
输出
主A
次B
红
绿
黄
0
0
0
1
0
0
1
1
0
5S
1
0
0
1
5S
1
1
0
45S
5S
(2)次
输入
输出
主A
次B
红
绿
黄
0
0
1
0
0
0
1
0
1
5S
1
0
1
0
5S
1
1
0
25S
5S
2.画出电路图：
(1)公式：
主：Y 红=ĀB 次：Y 红=Ā +A
(2)电路：
Y 绿=Ā =
+A = Y 绿=ĀB
V1 5V
CK U4
AB CDEFG
CK U5
AB CDEFG
XSC1
G T
A
B
R1 510 Ohm
R2 510 Ohm R3
510 Ohm
R5
R6
R7
R4 510 Ohm 510 Ohm 510 Ohm
510 Ohm
R8 510 OhmR9
510 Ohm
R10 510 Ohm
R14 R11 R12
510 Ohm