哈工大数电自主设计实验 交通灯
哈工大PLC大作业
哈⼯⼤PLC⼤作业《可编程控制器》课程设计院系：天平学院专业：机械制造及其⾃动化班级：0823姓名：俊学号：0730114326指导教师：郭丽华lihuaguo2008163.⽬录⽬录………………………………………………………………第⼀章交通信号控制系统实况.................................1.1⼗字路⼝交通灯控制实际情况描述.............................1.2 结合⼗字路⼝交通灯的路况画出模拟图.........................第⼆章可编程控制器程序设计.................................2.1 ⼗字路⼝交通灯模拟控制时序图.............................2.2可编程控制器I/O端⼝分配...................................2.3程序梯形图及语句表.......................................第三章总结.................................................3.1程序调试...............................................3.2 难点分析...............................................3.3 PLC智能化控制交通灯的⽅法................................3.4 收获与体会.............................................. 参考⽂献....................................................第⼀章交通信号控制系统分析1.1⼗字路⼝交通灯控制实际情况描述（1）南北⽅向绿灯和东西⽅向的绿灯不能同时亮；如果同时亮，则应⾃动⽴即关闭信号灯系统，并⽴即发出报警信号。
哈工大_数电自主设计_交通信号灯控制电路的设计
Harbin Institute of Technology自主设计实验报告课程名称：数字电子技术基础设计题目：交通信号灯控制电路的设计院系：航天学院控制科学与工程系班级：设计者：学号：设计时间：哈尔滨工业大学姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩实验名称交通信号灯控制电路的设计(一)实验目的1.掌握74LS161的逻辑功能和使用方法。
2.掌握利用555定时器搭建多谐振荡器的方法，并复习多谐振荡器参数的计算。
3.复习74LS00、74LS08、74LS32的逻辑功能和使用方法。
4.掌握逻辑电路设计的方法和步骤，并进一步熟悉逻辑函数的化简方法。
5.学习使用Multisim7和Multisim10软件进行数字电路的仿真。
(二)总体设计方案1.预想设计方案设计一个在由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口上可以使用的交通信号灯控制电路，设计要求如下：交通信号灯控制器能有效操纵十字路口两组红、黄、绿等，使两条交叉通道的车辆交替通行。
主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，放行25秒。
支干道通行时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，放行15秒。
每次绿灯变为红灯前，要求黄灯先亮5秒，而另一个路口的红灯不变。
为了减少实验中的等待时间，所有的亮灯的时间均缩小5倍，即555定时器的振荡周期为1秒。
2.设计过程1)自激多谐振荡器的设计调试555定时器组成的自激多谐振荡器，如图所示。
根据振荡周期T=0.7(R1+2R2)C，调节电位器，使振荡周期为1秒。
555的脚通过0.01uF电容接地，以防止外界干扰对阀值电压的影响，并进行仿真分析。
2)十进制计数器的设计使用74LS161组成十进制计数器，如图所示。
3)红绿黄灯译码控制电路的设计使用74LS00、74LS08、74LS32等元件组成控制电路。
(三)实验电路图(四)仪器设备名称、型号数字电子技术试验箱、直流稳压电源、双踪示波器、74LS161、74LS00、74LS08、74LS32、555定时器、电阻电容若干、电位器一个、导线若干。
数电课程设计报告(交通灯)
电子技术课程设计报告交通灯学院：电气学院专业班级：电子信息工程学生姓名：指导教师：刘正梅完成时间：20110715成绩：电子技术课程设计报告一. 设计要求设计一个由一条主干道和一条支干道的汇合点形成的十字交叉路口交通灯控制电路。
交通信号灯常用于交叉路口，用来控制车辆的流量，提高交叉路口车辆的通行能力，减少交通事故。
本交通灯设计主要由秒脉冲发生器、定时器、控制器、译码显示电路组成。
秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，定时器由74LS160实现，控制器由74LS161和74LS14组成，译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。
控制器通过ST信号对定时器进行控制，从而显示红黄绿灯的转换（1）．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，以使行驶中的车辆有时间停到禁止线以外，设计5s计时显示电路（2）．主、支干道交替通行，主干道每次放行60s，支干道每次放行45s，设计60s和45s计时显示电路（3）．用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关代替传感器作检测车辆是否到来的信号二. 设计的作用、目的（1）熟悉集成电路的引脚安排。
（2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
（3）了解面包板结构及其接线方法。
（4）了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理。
（5）学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。
（6）熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。
三. 设计的具体实现1．系统概述2．简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证，各功能块的划分与组成，全面介绍总体工作过程或工作原理。
十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。
有一人主干道和一个支干道的十字路口如图所示。
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，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒鈡，以便让停车线以外的车辆停止运行。
因为主干道上的车辆多，所以主干道放行的时间要长。
1）主干道方向绿灯亮，支干道方向红灯亮。
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。
数电交通灯课程设计.doc
目录1设计目的 (4)2设计思路 (4)3设计过程 (4)3.1方案论证 (4)3.2电路设计 (6)3.2.1秒脉冲发生器 (6)3.2.2定时器 (7)3.2.3控制器 (9)3.2.4译码电路 (10)3.2.5显示部分 (11)3.2.6总原理图 (12)4系统调试与结果 (12)5主要元件 (12)6 结论 (13)7设计心得体会 (13)8 附录 (13)8.1总原理图 (13)8.2 PCB图 (14)9参考文献 (14)交通灯控制电路摘要交通信号灯常用于交叉路口，用来控制车辆的流量，提高交叉路口车辆的通行能力，减少交通事故。
本交通灯设计主要由秒脉冲发生器、定时器、控制器、译码显示电路组成。
秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，定时器由74LS160实现，控制器由74LS153和74LS74组成，译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。
控制器通过ST信号对定时器进行控制，从而显示红黄绿灯的转换。
关键字：交通灯控制器秒脉冲发生器定时器译码器1 设计目的课程设计是继《数字电子技术基础》理论学习和实验教学之后开出的实践环节课程。
其目的是训练学生综合运用学过的数字电子技术基础的基本知识，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生分析、解决问题的能力。
通过课程设计使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
2 交通控制灯的设计任务与要求6．东西方向为主干道，南北方向为副干道；7．主干道通行40秒后，若副干道无车，仍主干道通行，否则转换；8．换向时要有4秒的黄灯期；9．南北通行时间为20秒，到时间则转换，若未到时，但是南北方向已经无车，也要转换。
10．附加：用数码管显示计时。
3 设计过程3.1方案论证方案一用数电电子技术来实现交通灯控制交通灯控制系统的原理框图如图1-1所示。
哈尔滨理工大学
哈尔滨理工大学数字电子技术实验指导书哈尔滨理工大学电子科学中心实验室2003年7月10日目录电子科学中心实验室数字电子技术实验一、TTL各种门电路功能测试 (2)实验二、组合逻辑电路分析 (5)实验三、变量（三---八）译码器 (7)实验四、LED译码器 (9)实验五、BCD--格雷码代码转换译码器 (10)实验六、四位二进制全加器 (11)实验七、数据选择器 (12)实验八、触发器 (13)实验九、555定时器 (14)实验十、多谐振荡器与单稳态触发器实验 (15)实验十一、计数器 (17)实验十二、移位寄存器 (19)实验十三、交通灯自动切换（设计性试验） (20)实验十四、模拟汽车尾灯（设计性试验）......................................................... (22)实验十五、数字钟（设计性试验）.................................................................. (23)实验十六、梯形波产生电路（设计性试验）...................................................... (24)实验一、TTL各种门电路功能测试一、实验目的：1、熟悉TTL各种门电路的逻辑功能及测试方法。
2、熟悉万用表的使用方法。
二、实验内容：1、与非门、或非门、与或非门、异或门逻辑功能的测试。
2、利用74LS00与非门实现“与电路”、“或电路”、“或非电路”、“异或电路”。
三、实验用设备仪器及材料：1、实验设备：SAC—DS4数字逻辑实验箱 1个数字万用表 1块2、器件:：74LS20双四输入与非门 1片74LS02四二输入或非门 1片74LS51双2-3 输入与或非门 1片74LS86四二输入异或门 1片74LS00四二输入与或门 2片四、实验原理图：1、五、实验方法及步骤：1、与非门逻辑功能测试用74LS20双四输入与非门进行实验（1）按图1接线测试（2）按表1要求用开关改变输入端A、B、C、D的状态，借助指示灯和万用表，把测试结果填入表中。
哈工大PLC课程设计说明书.
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书（论文）课程名称：逻辑与可编程控制器设计题目：交通信号协调控制系统院系：电气工程及其自动化班级：设计者：学号：指导教师：陈宏钧设计时间： 2014年3月哈尔滨工业大学教务处哈尔滨工业大学课程设计任务书1 项目的技术要求及总体设计方案1．背景及目的介绍作为保障城市交通正常运作和畅通的主要设备，交通信号灯在当代城市中扮演着必不可少的角色，随着计算机、通信和自动化技术在道路交通控制与管理中的广泛应用，人们已经逐渐意识到要适应现代化的发展需要，道路交通控制与管理系统要实现智能化，即不单纯的实现定时放行、停止车辆的功能，而且要根据实际情况调节放行时间使得道路资源得到充分的利用。
并且在特殊的情况实现特殊控制，这也是我们进行逻辑与可编程控制器所要达到的目的。
在进行课程设计的过程中，使得我们能够充分学习西门子公司S7-200型PLC 的功能及编程。
将逻辑与可编程控制器这门课中所学到的知识溶汇于实际应用中。
2．基本功能本次课程设计的基本功能是实现某十字路口的正常交通信号运作，即“红灯停、绿灯行”。
由于该路口可能是干道十字路口，因此车流量可能较大，在东西或南北方向通行时，可能使得左转弯的车辆与相反方向通行的直行车辆发生交叉，即两个车流发生交叉。
这将导致交通事故的可能性增加，同时会影响车辆通过十字路口的速度。
如果司机争抢通行权将导致路口堵塞，使得交通堵塞。
为了解决该问题，我们决定使用直行方向与左转弯方向轮换放行的交通信号，来减少交通事故的发生率及提升通过路口的车辆的速度。
具体措施如下：由实验板上两个拨码盘实现控制信号的时间长度设定，具体实现方法将在软件设计中阐述。
由拨码盘可以得到直行方向的绿灯、黄灯及左转方向的绿灯、黄灯时间长度。
而红灯的时间长度将由程序的算术算法和逻辑算法得到。
具体功能为：1. 直行方向亮绿灯时间1t通行2．直行方向亮黄灯时间2t3．直行方向亮红灯禁止通行，左转弯方向亮绿灯时间3t 左转弯车辆通行 4．左转方向亮黄灯时间4t 5．左转方向亮红灯6．等待相交路口方向车辆通行，设时间与所设定方向时间一直。
数电 电子课设 交通灯课程设计报告2
数字电子技术课程设计设计课题：交通灯设计学生姓名：学生学号：专业班级：学院名称：电气与信息工程学院指导老师：目录一、课程设计任务及要求-------------------------------------------------------3二、系统原理框图-----------------------------------------------------------------3三、模块功能描述------------------------------------------------------------------4 1主控制器--------------------------------------------------------------------------4 2 LCD显示模块-------------------------------------------------------------------4 3蜂鸣器模块----------------------------------------------------------------------54.系统顶层模块-------------------------------------------------------------------5四、程序-------------------------------------------------------------------------------5 1主控制器-------------------------------------------------------------------------5 2 LCD显示模块-------------------------------------------------------------------92 蜂鸣器模块--------------------------------------------------------------------11五、硬件使用说明总体仿真----------------------------------------------------12六、心得体会----------------------------------------------------------------------12七、附（主控制器功能仿真图）----------------------------------------------13八、教师评语----------------------------------------------------------------------15一、任务及设计要求1.用LCD显示字母R、Y、G，别代表红黄绿三种通行状态，主干道东西向，支干道B为南北走向。
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姓名班级学号
实验日期节次15：45 教师签字成绩
实验名称交通信号灯控制电路的设计
一、实验目的
1.掌握常用芯片的功能。
2.掌握用Multism软件进行电路设计和仿真。
3.掌握常用电子电路的基本设计方法，提高设计实验并操作的能力。
二、总体设计方案
设计一个在由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口上可以使用的交通信号灯控制电路，设计要求如下：交通信号灯控制器能有效操纵十字路口两组红、黄、绿等，使两条交叉通道的车辆交替通行。
主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，放行25秒。
支干道通行时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，放行15秒。
每次绿灯变为红灯前，要求黄灯先亮5秒，而另一个路口的红灯不变。
为了减少实验中的等待时间，所有的亮灯的时间均缩小5倍，即555定时器的振荡周期为1秒。
1) 自激多谐振荡器的设计
调试555定时器组成的自激多谐振荡器，如图所示。
根据振荡周期T=0.7(R1+2R2)C，调节电位器，使振荡周期为1秒。
555的脚通过0.01uF电容接地，以防止外界干扰对阀值电压的影响，并进行仿真分析。
2) 十进制计数器的设计
使用74LS161组成十进制计数器，如图所示。
3) 红绿黄灯译码控制电路的设计
使用74LS00、74LS08、74LS32等元件组成控制电路。
三、实验电路图
四、仪器设备名称、型号
数字电子技术试验箱、
直流稳压电源、
双踪示波器、
74LS161、74LS00、74LS08、74LS32、555定时器、
电阻电容若干、电位器一个、导线若干。
五、理论分析或仿真分析结果
1. 多谐振荡器电路的分析
由于周期为1秒，经过计算，使用电容为10uF，使用固定电阻值为51KΩ，使用47KΩ电位器并调节至40.857KΩ，进行仿真分析如下：
2. 总体结果仿真分析如下：
六、详细实验步骤及实验结果数据记录
按照电路图连接电路，接通电源，观察数码管和指示灯，数码管每个计数单位为1s，并将所计时间填入下表：
七、实验结论
按照实验电路图连接电路后，电路很好的实现了十字路口的交通等功能，但由于电阻值的误差等原因，周期并不是严格的1秒，仅是近似1秒。
八、实验中出现的问题及解决对策
1. 多谐振荡器波形显示不正常
解决方案：由于振荡频率过小，示波器不能很好的显示出矩形波，此时需要调节示波器横轴的单位长度，使波形能在示波器中显示。
2. 接上电源后没有显示出正确结果
解决方案：检查电路，有一条导线连接错误，重新连线后电路能正常工作。
九、本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议
通过本次实验，我加深了对芯片功能的了解，也更熟悉了实验器材的使用方法。
同时，实验中可能会出现了意想不到的状况，通过解决问题锻炼了自己的动手能力和独立思考的能力。
以后做实验时一定要仔细认真，
逐一检查，防止发生错误，实验才能进行得顺利。
十、参考文献
1. 数字电子技术基础王淑娟
2. 电子技术基础实验教程廉玉欣。