交通信号灯电路设计报告
信号灯红绿灯电子电路设计
电子电路课程设计报告课题名称十字路口自动红绿灯指挥系统课题编号8学院〔系〕机械与能源工程学院专业机械设计制造及自动化学生学号2013 年8 月30 日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。
其广泛用于公路交叉路口，弯道、桥梁等存有安全隐患的危险路段，指挥司机或行人交通，促进交通畅通，防止交通事故和意外事故发生。
交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。
本设计便是为了能够得出这样一个可行的自动化方案，应用于交通繁杂的十字路口，以实现十字路口方便的交通管理。
2.功能概述〔1〕基本功能：信号灯的自动转换，即：绿灯亮20 秒——→黄灯亮5 秒——→红灯亮15 秒，如此循环。
（2）扩展功能：声光提示：十字路口有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。
具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为20秒，然后以每秒减1计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿等交换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。
当倒计时进入最后三秒时，蜂鸣器开始工作，提示正在过马路的人群快速穿越，或进入马路中央的交通岛等安全地带。
图1 交通信号灯效果图1.系统组成图2 系统组成图一个信号源，两个计时电路，分别控制基本功能和扩展功能。
信号灯计时电路采用加法计数计时，计数到达特定值时，由附属的控制电路调控信号灯的点亮与熄灭，到达信号灯的基本功能。
倒计时电路独立于信号灯计时电路，采用减法计数计时，并通过显示电路显示出来。
同时，倒计时电路也控制着声音提示电路，使其在倒数结束最后3秒时，发出蜂鸣，提醒路人。
一个信号源保证基本功能和扩展功能之间到达同步，不会有错时现象出现；而两个计时电路的设计可以方便维护和更换，而在两个电路中还设置了两个独立的开关，如有故障，可以保证随时可以关闭任意一个电路。
2.元器件清单序号材料名称型号数量备注1 同步十进制计数器74LS1602 信号灯计时电路2 可逆双时钟BCD计数器74LS192 2 倒计时电路3 非门74LS04 1 /4 与非门74LS00 2 /5 或非门74LS27 1 /6 电阻100Ω假设干/7 红黄绿发光二极管/ 2*3 信号灯8 7SEG-BCD数码管DCD_HEX_BLUE 4 倒计时显示9 蜂鸣器/ 1 /10 开关/ 2 /表1 元器件清单三、仿真电路电路秒时钟信号的产生可以采用555定时器组成的多谐振荡器，采用如下图的接法。
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报告
交通信号灯控制电路的设计一、设计任务及主要技术指标和要求。
要求：1、主干道经常通行；2、支干道有车才通行；3、主、支干道均有车时，两者交替通行，并要求主干道每次至少放行30秒，支干道每次至多放行20秒；4、每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮5秒钟（此时原红灯不变）。
电路方框图本设计重点要求是设计出主控制器、计时器。
传感器信号可以用逻辑开关代替，信号灯可以用发光二极管代替，“秒”信号脉冲可以用1Hz脉冲信号代替。
二、各单元电路的详细设计计算，元器件选择，电路图等。
（一）、计时器用一个74LS290异步十进制计数器，我们选择只输入计数脉冲CP2，使其成为一个五进制计数器，再连接一个74LS161型的四位同步二进制计数器。
满足支路与主路的红、黄、绿灯的接通时间。
1、74LS290（1）、其逻辑符号如图所示。
U274LS290DQA 9QB 5QD8QC 4INB 11R911R923R0112INA 10R02132、74LS161 （1）、其逻辑符号如图所示。
U174L S 161D QA 14QB 13QC 12QD 11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK2（二）、主控制器：通过74LS161的同步二进制计数器的输出和其他与非门的组合来完成控制电路。
1、逻辑符号图U174L S 161DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK22、74LS161状态表（三）、传感器模拟主支道路有无车辆的控制电路。
用74LS290的异步置数端来实现，当其是支路的绿灯时间段则将支路转变为黄灯，当其为其它时间段时则直接变为主路绿灯，支路红灯。
其实现过程如下所示：（记传感器提供信号为E,低电平有效）3、（四）、译码驱动电路：（五）、主支道路信号灯：（六）、时钟信号：二、整体电路的工作原理说明：。
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。
交通信号灯的实验报告
中南林业科技大学涉外学院实习报告名称：交通灯控制器姓名：***学号：********专业班级：电子信息工程一班时间：2011-10-5地点：林科大涉外学院目录任务和性能指标 (2)实现（设计）方案 (3)系统设计 (4)调试及性能分析 (6)性能分析： (7)相关知识概述 (7)心得体会 (7)参考文献 (8)任务和性能指标本电路设计一个交通灯控制器，需要达到的目的如下：一个周期64秒，平均分配，前32秒红灯1与绿灯2亮，后32秒绿灯1与红灯2亮。
在红灯1与绿灯2亮的期间的后8秒黄灯1、2闪烁，且在这期间红灯1与绿灯2同时亮。
闪烁频率为2。
在绿灯1与红灯2亮的期间的后8秒黄灯1、2闪烁，且在这期间绿灯1与红灯2同时亮。
闪烁频率为2。
实现（设计）方案为了达到目的，需要设计一个控制电路，这就需要一个脉冲信号发生器，一个二进制加法计数器，一个十进制减法计数器，红灯与绿灯以及黄灯是否亮由二进制加法计数器的输出状态来决定。
因此，设计一个组合逻辑电路，它的输入信号就是二进制加法计数器的输出信号，它的输出就是发光二级管的控制信号。
因此，需要一个组合逻辑电路，六个发光二级管（两个红色发光二极管、两个绿色发光二极管、两个黄色发光二极管）电路，555脉冲振荡器，4024计数器，74LS193计数器，数码管显示电路。
其结构图如下：本电路中的组合逻辑电路的输入信号为二进制计数器的输出信号，输出要控制六个发光二级管不同时刻的状态。
红灯1与绿灯2的状态相同，红灯2与绿灯1的状态相同，两个黄灯状态相同。
所以只要输出三个信号即可，分别为L1、L2、L3。
组合逻辑电路的输出信号L1、L2、L3与电路的输入信号Q7、Q6、Q5、Q4、Q3、Q2、Q1的关系用如下真值表表示：从以上可知：L1=Q7’,需要低电平有效时，L1’=Q7’’L2=Q7,需要低电平有效时，L2’=Q7’L3=Q6Q5=(Q6Q5)’’考虑到黄灯需要闪烁，可以让L3信号和Q1信号（频率为2HZ的脉冲）加到一个二输入的与非门的两个输入端，输出信号为L4，L4=（L3*Q1）’当L3为0时，L4=1当L3为1时，L4=Q1’可见，需要L4低电平有效，这样，L3为0时，黄灯不亮；L3为1时，黄灯闪烁。
交通灯设计实验报告
一、实验目的1. 理解交通灯控制系统的基本原理和设计方法。
2. 掌握使用单片机进行交通灯控制系统的设计与实现。
3. 培养动手实践能力和团队协作精神。
二、实验原理交通灯控制系统是城市交通管理的重要组成部分，其主要目的是通过红、黄、绿三种信号灯的变换，实现对车辆和行人的有序通行。
本实验采用单片机作为控制核心，通过编写程序实现对交通灯的控制。
三、实验设备1. 单片机开发板（如51单片机开发板）2. 交通灯模块（红、黄、绿三色LED灯）3. 按键模块4. 数码管模块5. 电阻、电容等电子元器件6. 调试工具（如万用表、示波器等）四、实验步骤1. 系统设计（1）确定交通灯控制系统的功能需求：实现红、黄、绿三色LED灯的交替闪烁，满足交通信号灯的基本要求。
（2）设计系统框图：单片机作为核心控制单元，通过编写程序实现对交通灯的控制。
系统框图如下：```+------------------+ +------------------+ +------------------+| | | | | || 单片机 |-------| 交通灯模块 |-------| 按键模块|| | | | | |+------------------+ +------------------+ +------------------+```（3）编写程序：根据系统需求，编写单片机控制程序，实现红、黄、绿三色LED灯的交替闪烁。
2. 硬件搭建（1）将单片机开发板与交通灯模块、按键模块、数码管模块等连接。
（2）根据电路原理图，连接电阻、电容等电子元器件。
（3）使用万用表测试电路连接是否正确。
3. 软件编程（1）使用C语言编写单片机控制程序。
（2）编译程序，生成可执行文件。
（3）将可执行文件烧录到单片机中。
4. 系统调试（1）使用示波器观察单片机引脚输出波形。
（2）检查交通灯模块是否正常工作。
（3）使用万用表测试按键模块是否正常工作。
（4）根据实际情况调整程序参数，确保系统稳定运行。
交通信号灯设计报告
单片机应用技术报告题目：交通灯应用系统班级：10电子信息小组：第九组目录1.摘要2.51单片机的功能与简介3.交通灯方案4.主程序流程图5.原理图及说明6.调试过程及流程图7.总结摘要：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。
1、51单片机的功能与简介51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。
该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash ROM 技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL 公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。
目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。
51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种，对初学者来说是比较适合的学习单片机的。
2、交通信号灯方案：（1）、南北直行绿灯亮，东西直行红灯亮，延时。
（2）、南北直行绿灯闪烁几次转黄灯，南北左转（固定绿灯）亮，南北直行红灯亮，东西直行仍然红灯亮，延时。
（3）、南北左转灯闪几次转黄灯，东西直行绿灯亮，南北直行仍然红灯，延时。
（4）、东西直行绿灯闪烁几次转黄灯，东西左转灯亮，东西直行红灯亮，南北直行仍然红灯，延时。
（5）、循环至1，继续。
（这里左转时绿灯亮，不转时灭）（6）、倒计时部分。
（南北、东西方向时间独立）3、引脚分配及元件清单5、主程序流程图：(1)定时0中断流程图：WW BIT 00H;1s标志位MM EQU 40H;秒值计数器，用于累加秒值AA EQU 41H ;中断次数，用于统计定时中断的次数BB EQU 5EH ;定义5eh，5fh为显示缓冲区XIAOYING EQU 10;消隐吗在字形表的第十位ORG 0000H; 程序从0000h开始JMP MAIN;ORG 000BH;定时器t0中断人口LJMP TIME0ORG 0003H;外部中断入口LJMP INT_0ORG 030H;主程序从这里开始MAIN: MOV SP,#70HMOV MM,#0;秒计数器MOV MM,#30;MOV BB,#3;立即数送显示缓冲区十位MOV BB+1,#0;立即数送个位缓冲区ACALL DISP;调显示子程序ACALL TIME0_INIT;；调定时器t0初始化子程序CLR WW; 清零秒标志位;/*****--------- 南北车辆直行15S --------L1: mov p1,#07eh ;绿灯共亮10SACALL LOOP3 //调用显示程序MOV R7,MMCJNE R7,#21,L1; 到21S时跳转到绿灯闪烁L2: mov p1,#0feh ; 灭绿灯闪3次ACALL LOOP3JBC WW,L2L3: mov p1,#7eh; 亮ACALL LOOP3JBC WW,L3 WW秒标志位不为1，继续循环MOV R7,MMCJNE R7,#15,L2 ; 南北直行绿灯共亮15S*------------------ 南北左拐10S ----------------------------- */SETB P1.7 ;灭南北绿灯mov p1,#0BEh ;亮南北黄灯，同时亮南北直行红灯ACALL LOOP3JBC WW,L2L16: ACALL LOOP3JBC WW,L16SETB P1.6 ; 灭南北黄灯共亮3SACALL LOOP3JBC WW,L2L4: mov p1,#0ceh ;亮南北左拐灯ACALL LOOP3MOV R7,MMCJNE R7,#6,L4 ;L5: mov p1,#0deh; 南北左拐灯闪3次ACALL LOOP3JBC WW,L2mov p1,#0ceh ;ACALL LOOP3JBC WW,L3MOV R7,MMCJNE R7,#2,L5;SETB P1.4 灭左拐灯L6: CLR P1.6 亮黄灯ACALL LOOP3JBC WW,L6L15 : ACALL LOOP3JBC WW,L15;/*==================东西方向直行15S ===================*********/ L7: mov p1,#0dbh ; // 东西绿灯亮ACALL LOOP3MOV R7,MMCJNE R7,#21,L7;L8: mov p1,#0dfh ;绿灯闪3次ACALL LOOP3JBC WW,L8L9: mov p1,#0dbh;ACALL LOOP3JBC WW,L9MOV R7,MMCJNE R7,#15,L8 ;/*=========== 东西左拐10S ========== */ SETB P1.2 ;灭东西绿灯mov p1,#0DDh ;亮黄灯ACALL LOOP3JBC WW,L8ACALL LOOP3JBC WW,L8L17: SETB P1.1 ;灭黄灯ACALL LOOP3JBC WW,L8L10: mov p1,#0d6h;亮左转灯ACALL LOOP3MOV R7,MMCJNE R7,#6,L10 ;L11: mov p1,#0deh;灭东西左拐灯ACALL LOOP3JBC WW,L11mov p1,#0d6h ;ACALL LOOP3JBC WW,L11MOV R7,MMCJNE R7,#2,L11;SETB P1.3L12: CLR P1.1;亮黄灯ACALL LOOP3JBC WW,L12ACALL LOOP3L18: JBC WW,L18LJMP L1; ------- 中断0服务程序---------INT_0:PUSH ACCPUSH PSWMOV P1,#0FFHMOV P2,#0FFHMOV MM,#11L13: ACALL LOOP3mov p1,#0deh ;东西红灯亮;南北红灯亮MOV A,MMCJNE A,#1,L13MOV P1,#0FFHMOV P2,#0FFHPOP ACC ;恢复现场POP PSWRETI/***============显示子程序=============*/ LOOP3:NOPLOOP: JBC WW,NEXT;WW为1，说明1s到ACALL DISP;不为1调用显示子程序AJMP LOOP;一秒未到继续循环NEXT: lCALL CC ;调用转换子程序RETCC: MOV A,MM;获得秒值，并送到aMOV B,#10DIV ABJZ NEXT1;如果a中的值为0，高位消隐AJMP NEXT2;否则直接送去显示NEXT1:MOV A,#XIAOYING;消隐码送aNEXT2:MOV BB,A;十位送显示BBMOV BB+1,B;个位送BB+1ACALL DISP ;调用显示子程式RET;----- 显示子程序-------DISP: PUSH ACCPUSH PSWMOV A,BB;去十位带显示位MOV DPTR,#TAB;MOVC A,@A+DPTRMOV P0,ACLR P2.1ACALL DELAYSETB P2.1MOV A,BB+1MOV DPTR,#TAB;MOVC A,@A+DPTRMOV P0,ACLR P2.0ACALL DELAYSETB P2.0POP PSWPOP ACCRET; -----------10ms延时子程序----------- DELAY:MOV R5,#50LOOP2:MOV R4,#100LOOP1: DJNZ R4,LOOP1DJNZ R5,LOOP2RET;定时初始化程序TIME0_INIT:MOV TMOD,#01HMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HCLR IT0;SETB EASETB EX0;开外部中断0SETB PT0 ; 定时器中断优先SETB ET0SETB TR0;启动定时器RET;----------定时50ms中断程序--------TIME0:PUSH ACCPUSH PSWMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HINC AAMOV A,AACJNE A,#20,TIME_EXIT;20*50=1MOV AA,#0;SETB WW;DEC MM;MOV A,MM;CJNE A,#0,TIME_EXIT;若秒值不到30，则跳转到TIME_EXITMOV MM,#30;若秒数到30，则秒值计数复位为0TIME_EXIT:POP PSWPOP ACCRETITAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H;DB 92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFHEND4、原理图说明：交通灯的计数的数码管用采用了动态扫描方式来计时，由于单片机的输出负载驱动数码管能力不足，所以用了74LS240作为数码管的驱动芯片，使得数码管能正常工作。
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河南城建学院电子技术课程设计报告书题目：十字路口交通管理器系别：专业班级：学号：姓名：指导教师：时间：2011年06月23日设计任务书在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路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；绿灯亮表示该条道路允许通行。
交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。
设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下：1）主干道方向通行，支干道方向禁止通行，历时1min。
2）主干道方向禁止通行，支干道方向仍然禁止通行，历时3s 3）主干道方向禁止通行，支干道方向通行，历时30s。
4）主干道方向仍然禁止通行，支干道方向禁止通行，历时3s之后又返回到第一步循环。
目录一、交通灯设计原理 (3)二、单元电路的设计 (7)1、秒脉冲发生器 (7)2、倒计时电路 (8)3、状态控制电路…………………………………………… .94、显示电路 (10)5.整个交通灯控制系统的布局 (11)三、仿真过程与效果分析 (14)四、元器件清单 (17)五、体会总结 (17)六、参考文献 (19)一．交通灯设计原理交通灯控制系统的原理框图如图1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。
图中：TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔，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。
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。
由它控制定时器开始下个工作状态的定时。
图1 交通灯控制系统的原理框图两方向车道的交通灯的运行状态共有4种(因人行道的交通灯和车道的交通灯是同步的,所以不考虑)，如图2所示一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程如下：（1）图甲车道绿灯亮，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）甲车道黄灯亮，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。
状态0 支干道绿灯亮 状态1 支干道 黄灯亮状态2 主干道绿灯亮状态3 主干道 黄灯亮 图2（3）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。
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。
（4）甲车道红灯亮，乙车道绿灯亮。
表示甲车道禁止通行，乙车道上位过县停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。
黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第（1）种工作状态。
交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。
设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S2、S3表示，则控制器的工作状态及功能如下表所示。
控制器状态信号灯状态车道运行状态S0（00）S1（01）S2（11）S3（10）甲绿，乙红甲黄，乙红甲红，乙绿甲红，乙黄甲车道通行，乙车道禁止通行甲车道缓行，乙车道禁止通行甲车道禁止通行，乙车道通行甲车禁止道通行，乙车道缓行表1 控制器工作状态及其功能控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。
为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定：AG=1：甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮；AY=1：甲车道黄灯亮；BY=1：乙车道黄灯亮；AR=1：甲车道红灯亮；BR=1：乙车道红灯亮二．单元电路的设计1．时序脉冲产生a) 电路原理图时序脉冲产生电路原理图b) 功能说明时序电路是数字系统不可缺少的一个重要组成部分，因为数字电路只有在时钟电路的驱动下才可正常工作。
根据应用场合的不同，不同数字电路选择使用不同类型的时钟发生器。
因为交通灯控制系统的秒信号精度不高，故选用555定时器。
c) 所需器件555芯片一个51K、39K电阻各一个10UF、电容器各一个2．倒计时计数电路b) 功能说明倒计时计数电路主要由计数器构成，它在整个系统设计中的作用是实现计时计数，在此我选用减法计数器，因为本设计说明计时时间可预设，所以需要可预置数的计数器，综合以上要求，采用74LS192。
当交通灯控制系统开始工作时，该部分电路将实现各种状态的转换功能。
首先，将数码管显示一路绿灯的预值（63秒），预值：0110，0011；当其减到3时，计数器产生借位，此时绿灯灭。
直到此绿灯再次亮时，重复上述转换功能，实现倒计时计数。
将绿灯的输出接到芯片的LD端，实现倒计时计数，CR端置0；CPD接1HZ的脉冲信号。
Q3、Q2、Q1、Q0端分别接显示74LS48的A3、A2、A1、A0端。
c) 所需器件74LS192 ———计数器d) 芯片引脚图3．状态控制电路a) 电路原理图状态控制电路原理图b) 功能说明74160为同步十进制计数器，由于一片计数器不能满足要求，故我们选择两片74160串联，构成百进制计数器。
当EP=1，ET=1，RD’=1,LD’=1,计数器随脉冲信号从0开始计数，将输出信号端通过一个与门相接，接到绿灯1，当计数器计到59时，送给黄灯一脉冲；当计数器为62时，送给红灯脉冲。
然后，红黄绿灯获得脉冲信号后，倒计时器开始工作，分别计时相应的秒数。
c) 所需器件74160————同步十制计数器4．显示电路a) 电路原理图b) 功能说明74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器。
它具有集电极开路输出结构，可以直接驱动共阴极数码管。
因此，我选用74LS48来实现此部分功能。
将74LS48的4个输入端A3、A2、A1、A0分别与计数器74LS192的输出端Q3、Q2、Q1、Q0相接，再将它的7个输出端接到数码管对应的引脚上，用来控制七段LED显示器的7个发光段。
通过各芯片的综合使用，来实现显示功能。
c) 所需器件74LS48 ---------七段数码管译码器驱动器LED数码显示器d) 芯片引脚图5. 整个交通灯控制系统的布局三．仿真过程与效果分析电路试调电路连接完后，要进行调试，以检测是否达到要求。
实践表明，一个电子装置，即使按照设计的电路参数进行安装往往也难于达到预期效果。
这是因为人们在设计时，不可能周全地考虑各种复杂的客观问题，必须通过安装后的测试和调整，来发现和纠正设计方案的不足。
然后采取措施加以改进，使装置达到预定的技术指标。
因此调整电子电路的技能对从事电子技术及有关领域工作的人员来说，是不应缺少的。
调试的常用仪器有：万用表、示波器、信号发生器。
调试前的检查电子安装完毕，通常不宜急于通电，要形成这种习惯，先要仔细检查。
其检查内容包括：（1）连线是否正确检查的方法通常有两种方法：a.按照电路图检查安装的线路这种方法的特点是根据电路图连线，按一定顺序安装好的线路，这样比较容易查出哪里有错误。
按照实际线路来对照原理图电路进行查线这是一种以元件为中心进行查线的方法。
把每个元件引脚的线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在，这种方法不但可以查出错线和少线，还容易查出多线。
为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做出标记，最好用指针式万用表“欧姆1”挡，或数字万用表“欧姆挡”的蜂鸣器来测量，可直接测量元、器件引脚，这样可以同时发现接触不良的地方。
元器件的安装情况检查元器件引脚之间有无短路和接触不良，尤其是电源和地脚，发光二极管“+”、“-”极不要接反。
调试方法与原则通电观察把经过准确测量的电源接入电路。
观察有无异常现象，包括有无元件发热，甚至冒烟有异味电源是否有短路现象等；如有此现象，应立即断电源，待排除故障后才能通电。
一步对电路参数提出合理的修正。
调试中注意的事项为了保证效果，必须减小测量误差，提高测量精度。
为此，需注意以下几点：（1）正确使用测量仪器的接地端（2）测量电压所用仪器的输入端阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。
因为，若测量仪器输入阻抗小，则在测量时会引起分流给测量结果带来很大的误差。
（3）仪器的带宽必须大于被测电路的带宽。
要正确选择测量点。
（4）用同一台测量仪进行测量进，测量点不同，仪器内阻引起的误差大小将不同。
（5）调试过程中，不但要认真观察和测量，还要于记录。
记录的内容包括实验条件，观察的现象，测量的数据，波形和相位关系等。
只有有了大量的可靠实验记录并与理论结果加以比较，才能发现电路设计上的问题，完善设计方案。
（6）调试时出现故障，要认真查找故障原因，切不可一遇故障解决不了的问题就拆掉线路重新安装。
因为重新安装的线路仍可能存在各种问题。
我们应该认真检查.调试结果是否正确，很大程度受测量正确与否和测量精度的影响。
对于本交通灯来说，只要不出现异常的现象，一般不需要调试，直接进行测量。
测试电路中线路是否接通同上用万用表的欧姆档，测试每一组的连通的线，将两表笔接到被测的一组线的起始线和末端线的两端，看电阻是否为零，如果是零，则证明是通的；如果是无穷大，则证明中间有线是短开的，则要一根一根的检查该组的没一根线，直到查出为止。
通电后的测试（1）测试电源用万用表的直流电压档，测试输入电源的电压，看是否达到额定电压（本产品为+5V），如果不是，则换电源。
（2）测试芯片的电源输入端同上用万用表的直流电压档，测试芯片的接地端与接电源端的点呀，看是否达到芯片的额定电压（本产品所用的芯片都是+5V），如果不是，则检查其线路是否接错。
操作说明1、根据题目的要求，整个交通灯控制系统需要有4个时间显示器，6个交通信号灯。
但由于芯片没有,只有用实验室的示波器来看秒脉冲时间。
2、打开总开关，便可以进行交通灯控制系统的仿真，电路默认把通车时间设为60（30）秒，打开总开关，数码管此时显示60（30）秒，东西方向车道的绿灯亮；南北方向车道的红灯亮，直到数码管显示时间为01秒，东西方向车道的绿灯转换为黄灯，其余灯都不变。
再过3秒后，数码管显示01，电路又转换成预置的30（60）秒，东西方向车道的黄灯转换为红灯，南北方向车道的红灯转换为绿灯。
总之，96秒为一个周期，开始时显示60，一路绿灯和另一路红灯亮，直到减到01，跳为一路黄灯闪和另一路红灯不变，直到减到1；然后置数30，一路红灯和另一路绿灯，直到减到01，跳为一路红灯不变和另一路黄灯闪，直到减到1，然后置数60，如此往复。