交通信号灯控制电路
交通灯控制电路的设计（实验报告）
交通信号灯控制电路的设计一、设计任务与要求1、任务用红、黄、绿三色发光二极管作为信号灯，设计一个甲乙两条交叉道路上的车辆交替运行，且通行时间都为25s的十字路口交通信号灯，并且由绿灯变为红灯时，黄灯先亮5s，黄灯亮时每秒钟闪亮一次。
2、要求画出电路的组成框图，用中、小规模集成电路进行设计与实现用EAD软件对设计的部分逻辑电路进行仿真，并打印出仿真波形图。
对设计的电路进行组装与调试，最后给出完整的电路图，并写出设计性实验报告。
二、设计原理和系统框图（一）设计原理1、分析系统的逻辑功能，画出其框图交通信号灯控制系统的原理框图如图2所示。
它主要由控制器、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该系统中定时器和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。
图1 交通灯控制电路设计框图图中：Tl：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25s，即车辆正常通行的时间间隔。
定时时间到，Tl=1,否则，Tl=0.Ty：表示黄灯亮的时间间隔为5s。
定时时间到，Ty=1,否则，Ty=0。
St：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。
它一方面控制定时器开始下一个工作状态的定时，另一方面控制着交通信号灯状态转换。
2、画出交通信号灯控制器ASM图（1）甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。
表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。
绿灯亮足规定的时间隔TL时控制器发出状态信号ST转到下一工作状态。
（2）乙车道黄灯亮乙车道红灯亮。
表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行已过停车线的车辆继续通行乙车道禁止通行。
黄灯亮足规定时间间隔TY时控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态。
（3）甲车道红灯亮乙车道绿灯亮。
表示甲车道禁止通行乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时 控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态。
交通信号灯控制电路的设计与仿真
交通信号灯控制电路的设计与仿真交通信号灯是城市道路上的重要交通设施。
它不仅能够引导车辆行驶方向、保障行人安全出行，还能有效地控制交通流量，缓解车辆拥堵问题。
然而，要使交通信号灯发挥作用，就需要一个可靠的信号控制电路。
本文将介绍交通信号灯控制电路的设计与仿真。
1. 控制电路设计交通信号灯控制电路是一种可编程逻辑电路（FPGA）。
它可以根据不同的交通需要配置不同的控制方案。
基本的控制方案有三种：顺序控制、时间计划控制和循环控制。
1.1 顺序控制顺序控制是最简单的交通信号灯控制方案，它依次控制交通灯的颜色。
设计电路需要先设置一个时钟，并定义各信号灯的状态，例如，当橙色灯亮的时候，等待5秒钟后，绿色灯亮；当绿色灯亮时，等待10秒钟后，红色灯亮。
这样的交通信号灯控制方案简单、稳定，但是不适用于复杂的交通环境。
1.2 时间计划控制时间计划控制是根据交通流量和道路容量的不同，对交通信号灯的时间进行调整的控制方案。
具体做法是，通过交通流量传感器测量每个方向的车辆流量并累积，运用时序控制器进行计算，并对红绿灯时间进行动态调整。
这样可以保证交通信号灯实时地适应不同的流量情况，但是需要大量的传感器和计算器。
1.3 循环控制循环控制是一种随机的交通信号灯控制方案，通过交通数据和计算机模型确定路口交通灯每轮的时间长度，并以不同的顺序轮换信号灯，这样按照循环周期可能使交通流量更加均衡，并且可以排除一些失误。
但是需要进行大量的计算，并且不适用于复杂的交通环境。
2. 仿真设计完成后，需要对交通信号灯控制电路进行仿真，以检验控制电路的稳定性和有效性。
仿真软件通常有多种，本文介绍两种常用的仿真软件。
2.1 QucsQucs是一个免费的仿真软件，具有模拟、线性和非线性仿真电路的能力，可以模拟电路和系统的频段、噪声和传输等特性。
在Qucs中，可以很容易地设计复杂的控制电路，通过仿真分析不同方案的控制效果。
2.2 SPICESPICE是一种常用的模拟软件，主要用于电路和系统仿真。
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。
交通灯控制电路设计 (2)
交通灯控制电路设计简介交通灯是每个城市道路上必不可少的设备，用于管理和控制车辆和行人的通行。
交通灯控制电路是交通灯正常运行的关键组成部分，它负责将电力信号转换为特定的灯光组合，在不同的情况下精确控制交通流量。
本文档将介绍交通灯控制电路的设计原理、主要组成部分和操作逻辑。
设计原理交通灯控制电路的设计原理基于以下几个主要方面：1.电源供应：交通灯控制电路需要一个稳定可靠的电源供应，以确保交通灯可以持续运行。
通常使用交流电源或直流电源，具体根据实际情况来确定。
2.时序控制：交通灯按照预定的时间序列切换灯光状态。
通过精确的时间计时器和逻辑控制电路，控制不同方向的交通灯按照预设的时间间隔进行切换。
3.灯光控制：根据交通信号灯的功能需求，设计灯光控制电路。
典型的交通信号灯包括红色、黄色和绿色灯。
灯光控制电路需要能够根据时序控制信号切换相应的灯光状态。
4.状态检测：交通灯控制电路还需能够检测交通流量和故障情况。
例如，当检测到交通流量较大时，交通灯应能自动调整时间间隔以适应道路状况。
主要组成部分交通灯控制电路通常由以下主要组成部分构成：1.电源模块：电源模块负责提供稳定的电源供应，可以包括电源适配器、稳压电路和滤波电路等。
2.控制单元：控制单元是交通灯控制电路的核心部分，负责协调各个信号灯的状态变化。
它通常由计时器、逻辑门电路和触发器等元件组成。
3.灯光模块：灯光模块包括红色、黄色和绿色交通信号灯。
每个信号灯使用一个独立的LED或灯泡，通过控制电路切换不同的灯光状态。
4.传感器模块：传感器模块用于检测交通流量和故障情况。
常见的传感器包括车辆检测器和故障检测器。
操作逻辑交通灯控制电路的操作逻辑可以简单描述如下：1.初始化：交通灯控制电路在启动时进行初始化。
将所有信号灯设置为红色，并开始计时。
2.时间切换：按照预设的时间序列，在设定的时间间隔内，依次切换信号灯的状态。
例如，绿灯亮10秒、黄灯亮5秒、红灯亮20秒。
3.交通流量检测：控制单元通过连接的车辆检测器检测交通流量。
交通灯逻辑电路
交通灯逻辑电路
交通灯逻辑电路是用于控制交通灯的电路系统。
它通常包括三个灯，即红灯、黄灯和绿灯。
交通灯逻辑电路根据交通信号灯的状态来控制灯的亮灭，以实现交通指示的功能。
交通灯逻辑电路通常使用逻辑门和时序电路来实现。
其中，逻辑门包括与门、或门和非门等。
它们根据输入信号的状态来产生输出信号，从而控制交通灯的状态。
时序电路用于控制交通灯的切换时间间隔，以确保交通流畅。
交通灯逻辑电路的工作原理如下：
1. 当交通灯处于红灯状态时，红灯接收到的信号为高电平，黄灯和绿灯接收到的信号为低电平。
此时，与门的输出为高电平，控制红灯亮起，与门的输出为低电平，控制黄灯和绿灯熄灭。
2. 当交通灯处于黄灯状态时，黄灯接收到的信号为高电平，红灯和绿灯接收到的信号为低电平。
此时，与门的输出为高电平，控制黄灯亮起，与门的输出为低电平，控制红灯和绿灯熄灭。
3. 当交通灯处于绿灯状态时，绿灯接收到的信号为高电平，红灯和黄灯接收到的信号为低电平。
此时，与门的输出为高电平，控制绿灯亮起，与门的输出为低电平，控制红灯和黄灯熄灭。
交通灯逻辑电路根据交通信号灯的状态和交通流量等条件来改变不同灯的亮灭，从而提供正确的交通指示，确保交通安全和顺畅。
交通信号灯控制逻辑电路设计
交通信号灯控制逻辑电路设计交通信号灯控制逻辑电路设计是一种用于控制交通信号灯的电路设计，其目的是根据道路上的交通状况，自动地控制交通信号灯的亮灭，以确保交通的安全和顺畅。
下面是一种基于传感器和计时器的交通信号灯控制逻辑电路设计。
1.系统概述该交通信号灯控制逻辑电路设计基于对交通流量的检测和计时的原理，通过传感器检测车辆的到来和离去，并根据预定的时间间隔来控制交通信号灯的亮灭。
2.传感器3.计时器交通信号灯控制电路设计需要使用一个计时器模块来控制信号灯的亮灭时间。
计时器可以采用硬件或软件实现。
当传感器检测到有车辆到达时，计时器开始计时，计时器到达预定时间后，控制电路发送指令以改变信号灯的状态。
4.信号灯状态控制交通信号灯有红灯、黄灯和绿灯三种状态。
交通信号灯控制电路设计需要根据道路情况和交通流量来改变信号灯的状态。
通常情况下，红灯表示停车、黄灯表示准备和绿灯表示通行。
根据实际情况，可以设置对应的时间间隔，例如红灯持续时间30秒、黄灯持续时间5秒和绿灯持续时间30秒。
5.状态切换逻辑根据传感器的信号和计时器的计时，交通信号灯控制电路设计需要实现一种状态切换逻辑。
具体逻辑可以是，当传感器检测到车辆到来时，计时器开始计时，当计时器达到30秒时，控制电路发送指令将红灯亮起，同时计时器开始计时5秒，当计时器达到5秒时，控制电路发送指令将红灯熄灭，同时将黄灯亮起，同时计时器开始计时30秒，当计时器达到30秒时，控制电路发送指令将黄灯熄灭，同时将绿灯亮起，同时计时器开始计时30秒，当计时器达到30秒时，控制电路发送指令将绿灯熄灭，同时将红灯亮起，循环往复。
6.系统优化综上所述，交通信号灯控制逻辑电路设计基于传感器和计时器的原理，通过检测车辆的到来和离去以及计时来自动控制交通信号灯的亮灭。
通过合理的状态切换逻辑和系统优化，可以实现道路交通的安全和顺畅。
交通信号灯控制逻辑电路设计
交通信号灯控制逻辑电路设计交通信号灯控制逻辑电路设计一、引言交通信号灯是交通管理系统中至关重要的一部分，它能够有效地控制车辆和行人的安全通行。
本文旨在设计一个具有高可靠性和可扩展性的交通信号灯控制逻辑电路，以实现以下目标：1.确保交通信号灯在正确的时间点亮和熄灭；2.实现多种交通模式的控制，如日常、高峰和紧急模式；3.具备故障检测和恢复功能，提高系统的可靠性。
二、系统设计1.硬件设计交通信号灯控制逻辑电路主要由以下几个部分组成：（1）微控制器：选择具有丰富I/O端口和强大处理能力的微控制器，如STM32。
它负责处理外部输入和控制信号灯的点亮和熄灭。
（2）交通信号灯：包括红、绿、黄三种颜色的LED灯，通过微控制器的GPIO 端口控制其点亮和熄灭。
（3）传感器：包括车辆检测传感器和行人检测传感器，用于检测车辆和行人的通行情况。
（4）存储器：存储交通信号灯的状态、故障信息和交通模式等。
（5）故障检测与恢复模块：实时监测交通信号灯的工作状态，一旦发现故障，立即进行恢复。
2.软件设计（1）操作系统：选择一个适用于微控制器的实时操作系统，如FreeRTOS。
它能够实现多任务管理和优先级调度。
（2）控制算法：根据车辆和行人的通行需求，设计控制算法来确定交通信号灯的点亮和熄灭时间。
（3）通信协议：实现与上位机或其他交通管理设备的通信，传输交通信号灯的状态、故障信息和交通模式等信息。
（4）故障检测与恢复程序：在软件层面实现故障检测与恢复功能，确保系统的可靠性。
三、逻辑电路设计1.日常模式：根据预设的时间表控制交通信号灯的点亮和熄灭，同时考虑车辆和行人的通行需求。
2.高峰模式：在高峰时段，延长绿灯时间，缩短红灯时间，提高车辆通行效率。
同时确保行人安全通过。
3.紧急模式：在紧急情况下，如交通事故或火灾，开启应急闪烁模式，以提醒车辆和行人注意安全。
同时，将相关信息传输给上位机和其他交通管理设备。
4.故障检测与恢复：实时监测交通信号灯的工作状态，一旦发现故障，立即进行恢复。
交通信号灯控制电路
《数字电子技术》课程设计报告交通信号灯控制电路姓名: 喻琨专业: 电子信息工程班级: 073143学号: 07314327指导老师: 郭文目录一、封面 (1)二、目录 (2)三、设计任务及要求 (3)四、系统总体设计 (4)五、系统各部分电路设计 (5)六、系统总电路图 (11)七、小结 (12)设计任务及要求在当今经济与科学高速发展的社会，人们所倡导的是秩序与和谐，作为社会规范的一员，交通指挥是非常重要的一员，本次设计是无人值守的交通灯，保证车辆与人员的顺利通过图3-1 设计示意图任务要求：1.十字路口交通灯设南北、东西,红(R)、黄(Y)、绿(G)分别是NSR,NST,NSG,EWR,EWY,EWG.2.他们工作方式如交通灯顺序工作流程图所示,其中黄灯亮以1S为周期闪烁3.十字入口有数字显示倒计时时间4.扩展:可改为手动控制，夜间控制模式5.设计该电路并画出整体电路原理图6.完成设计电路连接与调试。
系统总体设计图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。
它们的工作方式，有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮因此得出交通灯顺序工作流程图如图4-1t为时间单位图4-1交通灯顺序工作流程图如要满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。
时序工作流程图见下图所示。
103254678910111032546tNSG图4-2时序工作流程图假设每个单位时间为3秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为15秒、3秒、18秒，一次循环为36秒。
其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。
系统各部分电路设计交通灯控制器系统图图5-1交通灯控制器系统图根据设计任务和要求，参考图5-1，设计方案可以从以下几部分进行考虑。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
王振海
自动化技术部AMHS科
2016.5.8
1
例一
按钮按下输出延时控制电路
X0 T0 K20 Y0 T0 Y0 X0
超长时触发
单脉冲触发
不可重复触发触发
3s
Y0
END
2s 2s 2s
当按钮按下（即X0上升沿时）Y0为ON，输出延时控制信号。 例如:夜间楼道走廊，声音触发延时照明灯就类似此功能；
例二
YX0
小于2S不启动 大于2S启动 启动后上升沿停止
RST M0
X0
=2S =2S
X0
Y0
T0 Y0 M0 T0 K20 Y0
END
单按钮控制起、停，为了防止误操作要求按下按钮后持续一定时 间后设备才允许启动；X0接通2秒后Y0才输出；Y0输出后，X0上 升沿触发瞬间，Y0停止输出；
东西绿灯亮3s后，东西黄灯亮，延时2s。
T0接通，东西红灯亮。 在T0常开触点控制下，南北绿灯亮25s，或M1吸合绿灯闪亮。
南北绿灯亮20s后，使M1吸合，南北绿灯闪亮3s。
南北绿灯亮3s后，南北黄灯亮，延时2s.
例七
小车线路控制
谢谢
例三
用定时器和计数器获得所需时间 定时器时限*设定值=长时间定时器
例四
电动机Y/△启动
例五
组合逻辑——火灾报警控制
有一个火灾报警系统，设有烟雾、温度和红外光三种不 同类型的火灾传感器。为了防止误报警，只有其中两种 或三种传感器发出探测信号时，报警系统才输出信号。 报警信号有指示灯闪亮指示和蜂鸣器声音报警，并且报 警输出信号具有保持和人工解除报警功能，即传感器一 旦发出报警信号，即使传感器信号丢失，电路仍然保持 报警输出，直到人工按下解除报警按钮。 要求I/O分配为X2: 红外光，X1：温度，X0：烟雾， M0：中间继电器，X3：人工解除报警按钮，Y0：指示灯 ，Y1：蜂鸣器。指示灯闪烁报警，采用特殊辅助继电器 M8013较简单；
例六
交通信号灯控制电路
某十字路口交通信号灯系统，当起动开关接通时，信号灯控制系统开始工 作，当起动开关断开时，所有信号灯熄灭具体工作流程： 1.南北红灯维持亮25秒，在南北红灯亮的同时，东西绿灯维持亮20秒，然 后东西绿灯闪亮3秒后熄灭，接着东西黄灯维持亮2秒，此后东西红灯亮， 南北绿灯亮。 2.东西红灯维持亮30秒，在东西红灯亮的同时，南北绿灯维持亮25秒，然 后南北绿灯闪亮3秒后熄灭，接着南北黄灯维持亮2秒，此后南北红灯亮， 东西绿灯亮，如此循环控制。
要求I/O分配为X0：起动开关，Y0：南北红灯，Y1：东西绿灯，Y2 ：东西黄灯，Y3:东西红灯，Y4：南北绿灯，Y5： 南北黄灯。
T0为南北红灯时间，T0常闭触点为东西红灯时间。
在T0常闭触点和起动开关控制下，南北红灯亮。 在T0常闭触点和起动开关控制下，东西绿灯亮20s，或M0吸合绿灯闪亮。
东西绿灯亮20s后，使M0吸合，东西 绿灯闪亮3s。