十字路口交通灯控制器的设计
西安工业大学北方信息工程学院
课程设计报告
课程数字系统设计
题目十字路口交通灯控制器的设计
专业通信工程
班级
学号
姓名
2012年 6 月 23 日
目录
一、设计目的 (2)
二、设计要求和任务 (2)
设计任务： (2)
三、方案论证 (2)
四、VHDL语言程序描述 (3)
五、对VHDL语言进行处理 (7)
六、硬件仿真 (7)
七、心得体会 (10)
一、设计目的
利用MaxplussII平台的VHDL语言设计一个十字交叉路口的交通灯控制器，要求主干道和支道持续的时间各不相同，并能够用倒计时的形式显示。
二、设计要求和任务
设计任务：
有一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，主干道为东西向，支干道为南北向。为确保车辆安全，迅速地通行，在交叉道口的每个入口处设置了红、黄、绿3种信号灯（可利用实验板上的LED显示灯表示交通状态，其中O1、O2、O3分别表示主干道红、黄、绿灯，O6、O7、O8分别表示支干道红、黄、绿灯）。
要求：
（1）主干道绿灯亮时，支干道红灯亮，反之亦然，两者交替允许通行，主干道每次放行35s，支干道每次放行25s。每次由绿灯变为红灯的过程中，亮光的黄灯作为过渡，时间为5s。
（2）利用七段数码显示器，实现正常的倒计时显示功能（用数码管1和数码管2显示主干道倒计时时间，用数码管4和数码管5显示支干道倒计时时间）。
（3）能实现总体清零功能：计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。
三、方案论证
红黄绿红黄绿
清零
主控制器
定时计数器
译码器
置数器显示器
图1交通灯控制器原理图
交通灯控制器原理框图如图1所示，包括置数模块、计数模块、主控制器模块和译码器模块。置数模块将交通灯的点亮时间预置到置数电路中，计数模块以秒为单位倒计时，当计数值减为零时，主控电路改变输出状态，电路进入下一个状态的倒计时。其中，核心部分是主控制模块，他负责整个交通灯的运行状态。
表1 交通灯控制器的状态转换表
（1）控制器模
块设计依设计要求，可画出交通灯
点亮规律的状态转换表，如表1所示。
根据状态图进行主控制器的设计。
（2）译码模块由于系统要进行35s ，5s ，25s 三种定时，可以采用一个置数模块由主控模块输出的信号控制定时时间的选择。
（3）定时计数器采用倒序计时的方式，由主控模块输出的信号控制定时的开始，定时时间结束时输出定时时间结束信号到主控模块，通过主控模块控制交通灯的亮、灭。
（4）译码模块把计数器输出的信号分别进行译码，由数码管显示当前计数。
四、VHDL 语言程序描述
----主干道放行35秒,支干道放行25秒,黄灯过渡时间为5秒的程序示例
library ieee; -----库说明
use ieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entity jiaotongdeng is -----实体名称
port( clk_in:instd_logic; -----端口定义：时钟信号
rst:instd_logic; 复位信号
light:outstd_logic_vector(7 downto 0); 指示灯显示
LED7S0:out STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0); -----支干道十位数
LED7S1:out STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0); -----支干道个位数
LED7S2:out STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0); -----主干道十位数
LED7S3:out STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0) ----主干道个位数
);
endjiaotongdeng; 状态 主干道 支干道 时间 1(00) 绿灯亮 红灯亮 35s 2(01) 黄灯亮 红灯亮 5s 3(10) 红灯亮 绿灯亮 25s 4(11) 红灯亮 黄灯亮 5s
architecture arc of jiaotongdeng is -----结构体
type states is(green_red,yellow_red,red_green,red_yellow); -----定义了一个新的类型
signalstate:states;
signal nextstate:states:=green_red; -----定义下一状态
signal data0:integer range 0 to 3; ----支干道十位初始值范围 signal data1:integer range 0 to 9; ----支干道个位初始值范围 signal data2:integer range 0 to 3; ----主干道十位初始值范围 signal data3:integer range 0 to 9; ----主干道个位初始值范围signalclock_buffer:std_logic;
signal count_time:integer range 0 to 1999999; ----时钟技术范围signalclk:std_logic;
signal sec0:integer range 0 to 3; ----支干道十位显示值范围 signal sec1:integer range 0 to 9; ----支干道十位显示值范围 signal sec2:integer range 0 to 3; ----主干道十位显示值范围 signal sec3:integer range 0 to 9; ----主干道十位显示值范围begin
frequent:process(clk_in) ----分频程序begin
ifclk_in'event and clk_in='1' then
if count_time=1999999 then ----2M翻转一次
count_time<=0;
clock_buffer<=not clock_buffer;
else
count_time<=count_time+1;
end if;
end if;
clk<=clock_buffer; -----输出为1HZ的频率
end process;
light_statment:process(rst,state) ----交通信号灯的显示状态，及状态转换、初始值的设置begin
if rst='0' then light<="11011011"; --代表主干道绿灯亮，支干道红灯亮，O4和O5灯不用所以全置1让其始终不亮
else
case state is
when green_red=>light<="11011011"; --主干道绿灯亮，支干道红灯亮（状态一）
nextstate<=yellow_red; --下一状态为主干道黄灯亮，支干道红灯亮（状态二）
data2<=0;--下一状态的初始值设置
data3<=4;
data0<=0;
data1<=4;
when yellow_red=>light<="10111011"; --主干道黄灯亮，支干道红灯亮（状态二）
nextstate<=red_green;
data2<=2;
data3<=9;
data0<=2;
data1<=4;
when red_green=>light<="01111110"; --主干道红灯亮，支干道绿灯亮（状态三）
nextstate<=red_yellow;
data2<=0;
data3<=4;
data0<=0;
data1<=4;
when red_yellow=>light<="01111101"; --主干道红灯亮，支干道黄灯亮（状态四）
nextstate<=green_red;
data2<=3;
data3<=4;
data0<=3;
data1<=9;
end case;
end if;
end process;
time:process(rst,clk) -----记时状态
begin
ifrst='0' then
sec0<=3;sec1<=9;sec2<=3;sec3<=4; state<=green_red; ----数码管的初始值，初始状态
elsif (rising_edge(clk))then
if(((sec0=0 )and(sec1=0) )or ((sec2=0 )and(sec3=0)))then ----若支干道十位为0，个位为0或者主干道十位为0，个位为0就跳转到下一个状态
state<=nextstate;
sec2<=data2;sec3<=data3; ----数码管置下一状态的初始值
sec0<=data0;sec1<=data1;
else
sec1<=sec1-1; ----支干道个位减一
sec3<=sec3-1; ----主干道个位减一
if((sec2/=0)and(sec3=0))then ----主干道十位不为0，个位为0则
十位减一，个位附为9
sec2<=sec2-1;
sec3<=9;
end if;
if ((sec0/=0)and(sec1=0))then ----支干道十位不为0，个位为0则
十位减一，个位附为9
sec0<=sec0-1;
sec1<=9;
end if;
end if;
end if;
end process;
process(sec0) ----支干道十位计数值七段数码管译码
begin
case sec0 is
WHEN 0 => LED7S0 <= "1000000" ;---0
WHEN 1 => LED7S0 <= "1111001" ; ---1
WHEN 2 => LED7S0 <= "0100100" ;---2
WHEN 3 => LED7S0 <= "0110000" ;---3
WHEN others=>LED7S0<="1111111"; ---其余状态为不显示
END case;
END process;
process(sec1)
begin
case sec1 is
WHEN 0 => LED7S1 <= "1000000" ; ---0
WHEN 1 => LED7S1 <= "1111001" ; ---1
WHEN 2 => LED7S1 <= "0100100" ;---2
WHEN 3 => LED7S1 <= "0110000" ;---3
WHEN 4 => LED7S1 <= "0011001" ;---4
WHEN 5 => LED7S1 <= "0010010" ;---5
WHEN 6 => LED7S1 <= "0000010" ;---6
WHEN 7 => LED7S1 <= "1111000" ;---7
WHEN 8 => LED7S1 <= "0000000" ;---8
WHEN 9 => LED7S1 <= "0010000" ;---9
END case;
END process;
process(sec2) ----主干道十位计数值七段数码管译码begin
case sec2 is
WHEN 0 => LED7S2 <= "1000000" ;---0
WHEN 1 => LED7S2 <= "1111001" ; ---1
WHEN 2 => LED7S2 <= "0100100" ;---2
WHEN 3 => LED7S2 <= "0110000" ; ---3
WHEN others=>LED7S2<="1111111"; ---其余状态不显示
END case;
END process;
process(sec3) ----主干道个位计数值七段数码管译码begin
case sec3 is
WHEN 0 => LED7S3 <= "1000000" ;---0
WHEN 1 => LED7S3 <= "1111001" ; ---1
WHEN 2 => LED7S3 <= "0100100" ;---2
WHEN 3 => LED7S3 <= "0110000" ;---3
WHEN 4 => LED7S3 <= "0011001" ;---4
WHEN 5 => LED7S3 <= "0010010" ;---5
WHEN 6 => LED7S3 <= "0000010" ;---6
WHEN 7 => LED7S3 <= "1111000" ; ---7
WHEN 8 => LED7S3 <= "0000000" ;---8
WHEN 9 => LED7S3 <= "0010000" ; ---9
END case;
END process;
end arc;
五、对VHDL语言进行处理
(1)保存并查错
选取窗口菜单File-Project-Save&Check，即可针对电路文件进行检查。
(2 )修改错误
针对Message-Compiler窗口所提供的信息修改电路设计，直到没有错误为止。(3 )保存并编译
选取窗口菜单File-Project-Save&Compile，即可进行编译，产生nand2.pof烧写文件。
六、硬件仿真
下载实验验证
(1)选择器件:
打开MAX+plus II，选取窗口菜单Assign-Device，出现对话框，选择MAX7000S系列的 EPM7128SLC84-6。
(2)锁定引脚：
选取窗口菜单Assign-Pin/Location/Chip，出现对话框，在Node Name中分别键入引脚名称，在Pin中键入引脚编号。锁定引脚的界面如图所示。
图5 锁定引脚
Clk_in-->83,rst-->1,LED7S00~06-->69、70、73、74、75、76、77
LED7S10~16-->60、61、63、64、65、67、68
LED7S20~26-->18、20、21、22、24、25、27
LED7S30~36-->9、10、11、12、15、16、17
Light0~7-->58、57、56、55、54、52、51、50
(3)编译：选取窗口菜单File-Project-Save&Compile，即可进行编译，编译完成后的提示信息如图6所示。
图6 编译完成后的提示信息
(4)烧写：
（a）启动pof2jed.exe程序，将编译后生成的pof文件转换成jed文件，如图7所示进行设置。设置完毕，点击“Run”按钮。
图7 pof文件转换成jed文件
（b）硬件连接：插上电源，下载线一端连接计算机并口端，一端接硬件板上的JTAG端口。为了进行绝缘，在板子下面垫上一张白纸。电源插好以后，POWER灯（红灯）亮。
（c）启动Atmel ISP.exe程序，将转换好的jiaotongdeng.jed文件下载到实际硬件中去。点击File-New，弹出的对话框“Enter Number of :1”，点击OK按钮。在弹出的对话框中按如图8所示进行设置，在JTAG中选择“Program/Verify”,Device 选择“ATF1508AS”，Jedec选择刚刚转换好的jiaotongdeng.Jed,点击OK按钮。在PORT 中选择所连接的计算机并口号，在Cable types选择下载线的种类为ByteBlaster。一切设置完毕后，点击Run按钮开始烧写，在烧写过程中，硬件板上的PROG灯（绿灯）
会一直闪烁，烧写完毕后绿灯熄灭。
七、心得体会
通过利用MaxplussII平台的VHDL语言设计一个十字交叉路口的交通灯控制器，加深了我对于VHDL语言的理解和熟练，将原来的VHDL模块综合在一起。
在设计过程中，对于VHDL的语言模式，定义方式等的熟练，我更加意识到了其优越的性能，设计红绿灯的时间显示，各个状态跳变的方式和时刻考察了较为严密的思路，加强了团队合作能力和动手能力。由于选择的器件所含有的宏单元有限，对程序的优化显得至关重要，避免了不必要的浪费，使得程序更加严谨和通畅。
数字电子技术课程设计之交通灯控制系统
数字电子技术课程设计之交通灯控制系统 专业班级：物联网112 指导教师：陈际 组成员：王海超、殷修修、张天一
一、内容摘要 二、设计内容与要求 三、方案分析 四、原理图设计 4、1信号灯控制器电路 4、2信号灯译码器电路 4、3计时器系统 4、4显示译码器 4、5 LED七段数码管 4、6 555振荡器组成的秒脉冲电路 五、整体电路图以及工作原理 六、参考文献 一、内容摘要 电路通过两个D触发器组成的四进制级数器和由与非门组成的译码器来控制主干道和支干道红、绿、黄灯的状态变化，从而达到疏
通车辆安全顺利通过十字路口，有555计时和电容电阻组成的秒脉冲发生器，计时器由两个74LS190计数器构成，分别用于计时的十位和个位，显示译码器把74LS190输出的BCD码译成七位二进制代码通过七段数码管显示出相应的十进制数。 二、设计内容与要求 为了确保在十字路口车辆安全顺利的通过，在交叉路口设置红、绿、黄三种信号灯，红灯亮时禁止通行，绿灯亮时允许通行，黄灯亮时给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。 任务和要求： 1、在主干道和支干道之间交替放行，主干道每次放行50秒，支干道每次放行40秒。 2、每次绿灯亮变红时，黄灯先亮4秒，而原红灯不变。 3、用十进制数显示放行与等待时间。 三、方案分析 方案一、用数电电子技术来实现交通灯的控制 1、交通灯控制系统原理框图如图1-1所示 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，经驱动电路驱动信号灯工作，控制器是系统的主要成分，由它控制定时器和译码器工作。
智能交通灯控制器的设计报告
2012年电子技术课程设计说明书题目：7 智能交通灯控制器的设计（A） 学生姓名：张鲜艳 学号： 0407 院（系）：电气与信息工程学院 专业：自动化 指导教师：辛登科 2012 年 12 月 4日
目录 74LS08、74LS32、74LS04简要说明....................... 错误!未定义书签。 CD4511简要说明....................................... 错误!未定义书签。 4 74HC190 简要说明................................... 错误!未定义书签。 5 元器件清单............................................. 错误!未定义书签。 6 调试过程及测试数据（或者仿真结果）..................... 错误!未定义书签。 通电前检查........................................... 错误!未定义书签。 通电检查............................................. 错误!未定义书签。 按钮开关的检查................................... 错误!未定义书签。 CD45111模块的调试............................... 错误!未定义书签。 NE555单元电路的调试............................. 错误!未定义书签。 74LS04非门的调试................................. 错误!未定义书签。 74LS32非门的调试................................. 错误!未定义书签。 发光二极管的调试................................. 错误!未定义书签。 结果分析............................................. 错误!未定义书签。 7 小结：................................................. 错误!未定义书签。 8 设计体会及今后的改进意见............................... 错误!未定义书签。 体会................................................. 错误!未定义书签。 本方案特点及存在的问题............................... 错误!未定义书签。 改进意见............................................. 错误!未定义书签。
设计题目 交通灯控制器设计
广西科技大学 单片机技术课程设计报告 课程：单片机技术 题目： 学院： 专业： 姓名： 学号： 指导老师： 完成时间： 成绩评定 设计报告得分S1：(百分制) 平时考勤得分S2：(百分制) 问题回答得分S3：(百分制) 总成绩：(S1×0.6+S2×0.2+ S3×0.2) 指导教师签字年月日
摘要 随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。 交通灯控制器设计主要功能是用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西南北方向的十字路口交通灯信号控制情况。以89C52单片机为核心芯片，采用中断方式实现控制。本模拟系统由单片机硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制。 关键词：交通灯单片机数码管
目录 1.概述 (1) 2系统总体方案及硬件设计 (2) 2.1设计内容 (2) 2.2 设计要求 (2) 2.3 总体设计思想 (2) 2.4 设计参考 (2) 2.5 知识点准备 (2) 3各模块设计 (3) 3.1设计项目简介 (3) 3.2总体设计 (3) 3.3硬件设计 (3) 3.4软件设计 (9) 4软件仿真 (12) 5课程设计体会 (13) 参考文献 (14) 附录一程序清单 (15) 附录二系统原理图 (21)
简易交通灯的设计
目录 一、设计任务和基本要求 (3) 二、实验原理 (3) 三、交通灯电路设计 (5) 四、交通灯的仿真结果图 (14) 五、交通灯的仿真总电路图 (15) 六、元器件清单 (16) 七、收获与体会 (17) 八、参考文献 (17)
一．设计任务和基本要求 （一）设计任务 设计一个十字路口交通灯信号控制器。 （二）基本要求 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；黄灯亮提醒司机将行驶中的车辆停靠在禁止线之外。 ①定周控制：主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒 ②每次由绿灯变红灯时，应有5秒黄灯作为过渡 ③分别用红黄绿色发光二极管表示信号灯 ④设计计时显示电路 二．实验原理 交通信号灯自动定时控制器用中小规模数字集成电路实现非常方便，而且便于在multisim内进行仿真实验。利用计算机和Multisim仿真软件将使系统的分析过程大大简化，而且更加直观。 设系统工作的十字路口由主、支两条干道构成，4路口均设红、黄、绿三色信号灯和用于计时的2位由数码管显示的十进制计数器，其示意图如图1所示。
图1 十字路口交通信号灯控制示意图 根据交通规则，交通信号灯自动定时控制器所需实现的功能如下： (1)主、支干道交替通行。 (2)每次绿灯换红灯前，黄灯先亮较短时间用以等待十字路口内滞留车辆通过。 (3)主支干道通行时间和黄灯亮的时间均可由同一计数器按减计数方式计数(零状态瞬间进行状态的转换，视为无效态)。 (4)在减计数器回零瞬间完成十字路口通行状态的转换(换灯)。 (5)计数器的状态由Multisim显示器件库中的带译码器七段数码管显示，红、黄、绿三色信号灯由Multisim显示器件库中的指示灯模拟。 1．系统工作流程图 设主干道通行时间为45S，支干道通行时间为25S，主、支干道黄灯亮的时间均为5S。系统工作流程图如图2所示。
微机原理课程设计——交通灯控制系统
南通大学电子信息学院 微机原理课程设计 报告书 课题名交通灯控制系统 班级 _______ 学号 __________ 姓名 ____ 指导教师 ______ 日期 _________
目录 1 设计目的 (1) 2 设计内容 (1) 3 设计要求 (1) 4 设计原理与硬件电路 (2) 5 程序流程图 (4) 6 程序代码 (4) 7 程序及硬件系统调试情况 (8) 8 设计总结与体会 (9) 9 参考文献 (9)
1 设计目的 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。交通灯能保证行人过马路的安全,控制交通状况等优点受到人们的欢迎，在很多场合得到了广泛的应用。 交通灯是采用计算机通过编写汇编语言程序控制的。红灯停，绿灯行的交通规则。广泛用于十字路口,车站, 码头等公共场所,成为人们出行生活中不可少的必需品,由于计算机技术的成熟与广泛应用,使得交通灯的功能多样化,远远超过老式交通灯, 交通灯的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了交通灯的功能。诸如闪烁警示、鸣笛警示，时间程序自动控制、倒计时显示，所有这些，都是以计算机为基础的。还可以根据主、次干道的交通状况的不同任意设置各自的不同的通行时间。或者给红绿色盲声音警示的人性化设计。现在的交通灯系统很多都增加了智能控制环节，比如对闯红灯的车辆进行拍照。当某方向红灯亮时，此时相应的传感器开始工作，当有车辆通过时，照相机就把车辆拍下。 要将交通灯系统产品化，应该根据客户不同的需求进行不同的设计，应该在程序中增加一些可以人为改变的参数，以便客户根据不同的需要随时调节交通灯。因此，研究交通灯及扩大其应用，有着非常现实的意义。 2 设计内容 交通灯控制系统 利用8253定时器、8255等接口，设计一电路，模拟十字路口交通灯控制。要求能实现自动控制和手动应急控制。 3 设计要求 在Proteus环境下，结合课程设计题目，设计硬件原理图，搭建硬件电路 软件设计
单片机设计方案——交通灯控制系统设计方案
单片机课程设计报告交通灯控制系统设计
摘要 本设计是针对交通灯系统的设计，由单片机AT89C51（实物用AT89S52）、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中，构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列，是一组高性能兼容型单片机，AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机，40个引脚，片内含4KB Flash ROM和128B RAM，它是一个全双工的串行通行口，既可以用常规编程，又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示，对每一位数码分时轮流通电显示，复位电路采用上电+按钮电平复位，时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式，在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描，已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计，并将已编程的程序载入调试，可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。A道放行 25秒，B道放行20秒。一道有车而另一道无车，交通灯控制系统能立即让有车道放行。有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1：源程序代码 (13) 附2：系统原理图 (20)
交通灯控制器的设计
交通灯控制器的设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
电子设计自动化实训说明书 题目：交通灯控制器的设计 系部：信息与控制工程学院 专业：电子信息工程 班级： 06级1班 学生姓名: 朱清美学号: 015 指导教师:张建军 2009年12月21日 目录 1摘要............................................................... 2设计任务与要求..................................................... 3设计原理及框图..................................................... 4单元电路设计及仿真调试............................................. 状态控制器的设计................................................ 状态译码器设计及仿真调试........................................ 定时系统设计及仿真调试.......................................... 秒脉冲发生器设计................................................ 5个人总结 (14) 6参考文献........................................................... 1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。关键词：交通控制交通灯时间发生器定时器1 引言随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道
数字系统课程设计-交通灯控制器实验报告
交通灯控制器 ——数字系统设计报告 姓名： 学号：
一．实验目的 1.基本掌握自顶向下的电子系统设计方法 2.学会使用PLD和硬件描述语言设计数字电路,掌握 Quartus II等开发工具的使用方法 3.培养学生自主学习、正确分析和解决问题的能力 二．设计要求 我所选择的课题是用Verilog HDL实现交通灯控制器。该课题的具体内容及要求如下： 主干道与乡村公路十字交叉路口在现代化的农村星罗棋布，为确保车辆安全、迅速地通过，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。红灯禁止通行；绿灯允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间行驶到禁行线之外。主干道和乡村公路都安装了传感器，检测车辆通行情况，用于主干道的优先权控制。 （1）当乡村公路无车时，始终保持乡村公路红灯亮，主干道绿灯亮。 （2）当乡村公路有车时，而主干道通车时间已经超过它的最短通车时间时，禁止主干道通行，让乡村公路通行。主干道最短通车时间为25s 。 （3）当乡村公路和主干道都有车时，按主干道通车25s，乡村公路通车16s交替进行。 （4）不论主干道情况如何，乡村公路通车最长时间为16s。 （5）在每次由绿灯亮变成红灯亮的转换过程中间，要亮5s时
间的黄灯作为过渡。 （6）用开关代替传感器作为检测车辆是否到来的信号。用红、绿、黄三种颜色的发光二极管作交通灯。 （7）要求显示时间，倒计时。 （C表示乡村道路是否有车到来，1表示有，0表示无；SET用来控制系统的开始及停止；RST是复位信号，高电平有效，当RST=1时，恢复到初始设置；CLK是外加时钟信号；MR、MY、MG分别表示主干道的红灯、黄灯和绿灯；CR、CY、CG分别表示乡村道路的红灯、黄灯和绿灯，1表示亮，0表示灭） 系统流程图如下：（MGCR:主干道绿灯，乡村道路红灯；MYCR:主干道黄灯，乡村道路红灯；MRCG:主干道红灯，乡村道路绿灯；MRCY:主干道红灯，乡村道路黄灯；T0=1表示主干道最短通车时间到，T1=1表示5秒黄灯时间到，T2=1表示乡村道路最长通车时间到。）
交通灯控制器设计(课题设计)
题目______ ＿____＿_____ 班级＿＿_ _＿＿＿__＿_____＿ 学号_______ _____＿_______ 姓名______＿___ ____＿_____＿_＿＿ 指导＿__＿___ ＿ _＿＿_＿__＿___＿＿_ 时间＿＿_ _________＿__
电子技术课程设计任务书
目录 1、总体方案与原理说 明．.. .．．．. ．. . . ．. ．. . ．. .. .．. . . ．．. ．．.. .. . . . ．．. . . ．. . ．１ 2、C l o cｋ的分频电 路. . .. . . ．．. . ．. ．.．.. . ．. ．．. ．. . . . . ．. . . .．．.2 3、数码管显示电 路. . . . ．．. ．．.. ．. . ．. . . . .. . ．. .. . . .．．.．．. . .. ３ 4、主控制电 路. . . ．. .. . ．. .. . ．.. . .... ．. . ．. . . . . . . . . . .. ．. ．4 5、交通灯显示电 路. . ．．. . .．..．. . .．. ．．．．．. . . . . . . . .. .
．...．.．．.．.．.５6、总体电路原理相关说 明. ．. . . .. . . . ．. . ．. . . . . . . ．. ．.．... . . .. .6 7、总体电路原理 图．..．. . ．. ．. ．... . ..．．. . .．. . . ．. . ．....． (7) 8、元件清 单. . . . ．. . . . ．. .．. . ．..．.. . . . . . . . .. . . . . .．. . . . . ．8 参考文献. .. .. .. ．．. . .. ．. . . ．．. .. . ．.. . . . ．. . ．. . . . .. ．.. ．．. . ．．．. . ．.．．.. ..．．９ 设计心得体 会. . . . . .. . . . ．. ... . . .．.. ．．. ... ．. ．．．．. ．. . . . . . . . ... . ．.. .．. .．10
基于FPGA下的交通灯控制器设计
引言 随着城乡的经济发展，车辆的数量在迅速的增加，交通阻塞的问题已经严重影响了人们的出行。 现在的社会是一个数字化程度相当高的社会，很多的系统设计师都愿意把自己的设计设计成集成电路芯片，芯片可以在实际中方便使用。随着EDA技术的发展，嵌入式通用及标准FPGA器件的呼之欲出，片上系统(SOC)已经近在咫尺。FPGA/CPLD 以其不可替代的地位及伴随而来的极具知识经济特征的IP芯片产业的崛起，正越来越受到业内人士的密切关注。FPGA就是在这样的背景下诞生的，它在数字电路中的地位也越来越高，这样迅速的发展源于它的众多特点。交通等是保障交通道路畅通和安全的重要工具，而控制器是交通灯控制的主要部分，它可以通过很多种方式来实现。在这许许多多的方法之中，使用FPGA和VHDL语言设计的交通灯控制器，比起其他的方法显得更加灵活、易于改动，并且它的设计周期性更加短。 城市中的交通事故频繁发生，威胁着人们的生命健康和工作生活，交通阻塞问题在延迟出行时间的同时，还会造成更多的空气污染和噪声污染。在这种情况下，根据每个道路的实际情况来设置交通灯，使道路更加通畅，这对构建和谐畅通的城市交通有着十分重要的意义。
第一章软件介绍 1.1 QuartusⅡ介绍 本次毕业设计是基于FPGA下的设计，FPGA是现场可编程门阵列，FPGA开发工具种类很多、智能化高、功能非常的强大。可编程QuartusⅡ是一个为逻辑器件编程提供编程环境的软件，它能够支持VHDL、Verilog HDL语言的设计。在该软件环境下，设计者可以实现程序的编写、编译、仿真、图形设计、图形的仿真等许许多多的功能。在做交通灯控制器设计时选择的编程语言是VHDL语言。 在这里简单的介绍一下QuartusⅡ的基本部分。图1-1-1是一幅启动界面的图片。在设计前需要对软件进行初步的了解，在图中已经明显的标出了每一部分的名称。 图 1-1-1 启动界面 开始设计前我们需要新建一个工程，首先要在启动界面上的菜单栏中找到File，单击它选择它下拉菜单中的“New Project Wizard”时会出现图1-1-2所显示的对话框，把项目名称按照需要填好后单击Next，便会进入图 1-1-3 显示的界面。
交通灯(proteus仿真设计+程序)
52单片机简易交通灯proteus仿真设计原理 交通灯作为日常生活中必不可少的交通标志，它的设计是单 片机初学者必不可少要接受的一项课题，下面简单介绍用proteus 仿真一个由52单片机控制的简易交通灯。 本设计主要要求以下几个方面：一是根据系统控制要求设计 硬件电路,这里是用PROTEUS软件来完成；二是根据硬件电路编写 相应的程序流程图然后编写相关程序,这里程序的编制主要是用KeilC51软件来完成；三是在KEIL上用已经编好的程序生成.hex 文件载入到PROTEUS中，实现PROTEUS与KEIL的联调，完成调试 和仿真，观察调试结果是否满足设计要求，。 一：设计方案及重点： 首先南北方向红灯、东西方向绿灯亮，南北方向红灯35秒、东西方向绿灯35秒，相应的数码管显示对应的数字并读秒，同时南北方向红色的交通灯和东西方向的绿色交通灯接通点亮显示，当东西方向的绿灯时间到，则东西方向的绿灯转为黄灯，同时数码管显示黄灯的时间3秒，东西方向的黄色二极管接通点亮，此时南北方向的红灯不变。南北方向的红灯和东西方向的黄灯时间同时到，此时南北方向的红灯跳转为绿灯，时间同北方向的绿灯时间到，南北绿灯跳转为黄灯，东西方向的红灯不变，当南北方向的黄灯和东西方向的红灯时间到，南北方向的黄灯跳转为红灯，东西方向的红灯跳转为绿灯。
设计重点： 1．数码显示管的计时 2．数码管控制交通灯的转换 3．锁存器与位选器端口的选择 4．电路连接与程序编写 二：仿真器件的介绍: 1.单片机芯片：AT89C52, AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机， AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 2.数码管：7SEG-MPX2-CC,这是一个两位数共阴极的数码管, 1就是左边数码管的阴极2就是右边数码管的阴极,a,b,c,d,e,f,g,就是数码管的段码,dp就是数码管的小数点 3.锁存器与位选器：74HC573，具体作用：74HC573锁存器在数码管显示时作用的确是为了节省IO口，单片机P0口先发送abcdefghp段选信号，这时使用一个74HC573将段选信号保存住，单片机P0口再发送位选信号，此时单片机P0口信号不影响被锁存住的段选信号。，使用另一个74HC573锁存住位选信号。按以上循环，显示8位数码管只需要10个IO口。 4.上拉电阻：RESPACK-8，作用，拉高端口电压，稳定端口电压值。 5.交通灯：TRAFFIC LIGHTS。
基于EDA十字路口交通灯控制器设计
十字路口交通灯控制器设计 一、实验目的 1、进一步加强经典状态机的设计 2、学会设计模可变倒计时计数器 二、实验要求 一条主干道，一条乡间公路。组成十字路口，要求优先保证主干道通行。有MR（主红）、MY（主黄）、MG（主绿）、CR(乡红)、CY（乡黄）、CG（乡绿）六盏交通灯需要控制；交通灯由绿→红有4秒黄灯亮的间隔时间，由红→绿没有间隔时间；系统有MRCY、MRCG、MYCR、MGCR四个状态； 乡间公路右侧各埋有一个传感器，当有车辆通过乡间公路时，发出请求信号S=1，其余时间S=0； 平时系统停留在MGCR（主干道通行）状态，一旦S信号有效，经MYCR（黄灯状态）转入MRCG（乡间公路通行）状态，但要保证MGCR的状态不得短于一分钟；一旦S信号无效，系统脱离MRCG状态。随即经MRCY（黄灯状态）进入MGCR 状态，即使S信号一直有效，MRCG状态也不得长于20秒钟。 三、实验思路 1、设计一个状态寄存器，控制六盏灯的亮与灭 2、设计一个计时器，控制各状态的持续时间，计时器应满足以下要求： 1）当S=1，且计数器已完成60计数时，计数器进入模4计数，随后进入模20计数，再进入模4计数，再回到模60计数 2）当计数器进行摸20计数时，一旦S变为0，计数器立马进入模4计数，再进入模60计数 3）完成模20计数后，不论S为0或1，计数器进入模4计数，再进入模60 计数 4）若计数器未完成模60计数，不论S如何变话，计数器将继续进行模60 计数 3、使用文本设计底层文件，并生成相应元器件，再使用原理图设计顶层文件 四、实验步骤 1、建立工作库文件夹和编辑设计文件 1）建立一个文件夹保存工程文件； 2）打开QuartusII，建立新的VHDL文件，再打开的页面下输入以下程序 控制6盏灯的模块代码： LIBRARY IEEE;
简易交通灯电路设计
课程设计说明书 课程设计名称：数字逻辑课程设计 课程设计题目：简易交通灯电路设计 学院名称：信息工程学院 专业：计算机科学与技术班级： 学号：姓名： 评分：教师： 20 10 年9月16 日
摘要 随着社会经济快速发展以及现代社会人口的增加，顺应各种交通工具的发展和交通指挥的需要，加强交通道路管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，此时交通灯便应运而生。它已逐渐成为改善交通状况的一种重要工具。因此设计交通灯电路对我们的生活息息相关。 本次课题设计采用NE555产生计时信号，定时给出方波脉冲信号，同时采用CD4017集成芯片实现三种信号灯的自动循环功能，以及利用或门真值表功能实现简易交通灯的设计。此简易交通灯可以而且仅可以控制一条交通道路，主要实现红，黄，绿，红，黄，绿单向交通灯循环控制，但是同样可以改动电路从而实现红，黄，绿，黄，绿双向交通灯循环控制；而在时间控制上，红，黄，绿亮灯时间上取为2:1:2。 经过一系列分析准备，本次课题设计除了在手动控制上存在一些不足外，已完成电路设计要求。 关键字：循环控制计时电路译码电路 NE555 CD4017
目录（页码要调整下） 前言 (4) 第一章设计内容与要求 (5) 第二章简易交通灯设计方案 (5) 2.1基本要求设计方案..........................................,5 2.2提高要求设计方案..........................................,6 第三章系统组成及工作原理. (6) 3.1 系统组成 (6) 3.2 工作原理 (7) 第四章简易交通灯设计方案单元模块电路设计 (8) 4.1电源电路 (8) 4.2译码电路 (9) 4.3 光源电路 (10) 4.3.1红黄绿单向循环 (10) 4.3.2红黄绿黄红双向循环 (11) 第五章实验调试和分析 (12) 结论 (13) 参考文献 (14) 附录一 (14) 附录二 (15) 附录三 (16)
交通灯控制器课程设计说明书
交通灯控制器课程设计说明书课程设计说明书 学生姓名：____________ 学号：________________ 学院：_______________________________________ 专业：_______________________________________ 题目：_____________ 交通灯控制器_____________ 指导教师：职称：
2010年1月15日 目录 1、实验任务 (3) 2、实验目的 (3) 3、设计方案 (3) 4、参考电路设计 (4) 5、实验仪器设备 (9) 6、实验心 得 (10)
一.实验任务 设计一个交通灯控制器，具体要求如下： 1、以红，黄，绿三种颜色的发光管作为交通灯。绿灯亮表示可以通行, 红灯 亮表示禁止通行.黄灯亮表示未通过的车辆禁止通行. 2、每次放行时间为30秒，红转绿或绿转红时，需黄灯亮5秒作为过度。 二.实验目的 1、掌握电子电路的一般设计方法和设计流程。 2、学习使用PROTEL软件绘制电路原理图和印刷版图。］ 3、掌握应用EWB对设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确 性。 三.设计方案 交通灯控制器参考方案 图1 图1为交通灯控制器的一个参考设计方案。在这一方案中，系统主要由控制器.定时器?脉冲信号发生器.译码器?信号灯组成。 TL.TY为定时器的输出信号，ST为控制器的输出信号。 当车道绿灯亮时，定时器开始记时，当记时到30秒时，TL输出为1,否则，TL=0； 当车道黄灯亮后，定时器开始记时，当记时到5秒时，TY输出为1,否则，TY=0；
ST 为状态转换信号，当定时器数到规定的时间后，由控制器发出状态转 换信号，定时器开始下一个工作状态的定时计数。 控制状态为: 表1 ?状态转换 表 图2画出了控制器的状态转换图，图中TY 和TL 为控制器的输入信号, ST 为控制器的输出信号。 00 .01 . 11. 交通信 号灯 有四个状态, 用SO. 来表 SI. S2 ? S3 示，并且分别 分配 编码状态为
简易交通灯控制器的设计报告
一、概述 交通灯在人类道路交通发展过程中扮演着非常重要的角色，而我国是一个人口超 级大国，汽车工业的发展正在快速增长的阶段，因此限制车辆的增加不是解决问题的好方法。而采取增加供给，即大量修筑道路基础设施的方法，在资源、环境矛盾越来越突出的今天，面对越来越拥挤的交通，有限的源和财力以及环境的压力，也将受到限制。这就需要依靠除限制需求和提供道路设施之外的其他方法来满足日益增长的交通需求。 智能交通灯系统正是解决这一矛盾的途径之一。对城市交通流进行智能控制，可以使道路畅通，提高交通效率。合理进行交通灯控制可以对交通流进行有效的引导和调度，使交通保持在一个平稳的运行状态，从而避免或缓和交通拥挤状况，大大提高交通运输的运行效率，还可以减少交通事故，增加交通安全，降低污染程度，节省能 源消耗，本文就是通过对交叉路口交通灯的智能控制，达到优化路口交通流的目的。 二、方案论证 设计一个简单的交通灯控制器。实际上就是四个平时状态加上一个紧急状态。我们不妨设： S1：南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮，时间15s； S2：南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮，时间3s； S3：南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l5s； S4：南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮，时间3s； S5（紧急状态）：如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。 图1 主电路状态与指示灯状态转换
S5的紧急状态，我们可以设计一个开关来控制这个状态的开启与关闭。剩余的四个状态我们可以放在一起来综合考虑。 因为四个状态是轮换的。首先，用10进制计数器对平时状态下的四种情况进行计数，再用3线——8线译码器对这四种状态进行编码，之后控制四个方向的二极管（代替红绿灯）的亮暗。其次，1Hz脉冲信号我们可以用555时基电路构成的多谐振荡器来实现。555定时器内部的比较器灵敏度高，输出驱动电流大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰。再者，用两片十进制可逆计数器来显示黄绿灯亮的秒数。 最后，就可以基本实现红绿灯的简单控制。 图2 红绿灯控制器的基本流程图 三、电路设计 1.脉冲产生电路 脉冲是由555时基电路构成的多谐振荡器产生的。选取两个固定电阻，计算出电容，使其频率为1Hz，其电路图如下:
交通灯信号控制器仿真设计
交通灯信号控制器仿真设计 一、设计目的 1、巩固和加强《数字电子技术》课程的理论知识。 2、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。 3、掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用Multisim软 件仿真。 4、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题、解决问题以及团队协作能力。巩固所学知识，加强综合能力，提高实验技能，启发创新能力的效果 5、培养学生创新能力和创新思维。让学生通过动手动脑解决实际问题，巩固课程中所学的理论知识和实验技能。 二、设计要求 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，每次通行时间都设为45s。时间可设置修改。 2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s，才能变换运行车道。 3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示。 5、假定+5V电源给定。 三、总体概要设计 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，每次通行时间都为45s，每次绿灯变红时黄灯先亮5秒。该交通灯控制系统的总体设计方案如下图所示所示。90进制加法计数器作为该系统的主控制电路，控制东西方向和南北方向交通的及LED显示，秒信号发生器产生整个定时系统的时间脉冲，通过加法计数器对秒脉冲加计数，当到达固定时刻，控制LED显示的减法计数器进行数制转换，交通灯做出相应的变化。 交通灯控制系统的总体设计方案 电
电路流程图 四、局部细节设计 一、秒脉冲电路部分
二、主控电路（89进制加法计数器）部分 三、东西方向减法计数器及LED显示部分
简易交通灯控制逻辑电路设计
电子技术课程设计报告题目：简易交通灯控制逻辑电路设计 学生姓名： 学生学号： 年级： 2014级
专业：自动化 班级：（1）班 指导教师： 机械与电气工程学院制 2017年5月 简易交通灯控制逻辑电路设计 机械与电气工程学院自动化专业 1设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 本系统由单片机系统、数码管显示、交通灯显示系统组成。系统除基本的交通功能外，还具有倒计时。东西、南北两个干道交于一个十字路口，各干道有一组红、绿、黄三色的指示灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换。 1.2 课程设计的要求 本次课程设计实现的交通灯是带有额外的功能，预期实现的主要功能如下。 (1)具有时间显示功能，就是数码管倒计时功能； (2)红绿灯具有两种状态，南北直行，东西直行；
(3)具有模式转换功能，切换到不同状态，交通灯通行时间不一样； 程序开始运行先南北段通行、东西段禁止60s，后东西段通行、南北段禁止60s，依此循环。系统分三种工作模式：正常模式、繁忙模式、特殊模式，并且通过三个按钮“正常”、“繁忙”、“特殊”可相互转化。 正常模式：直行时间显示数码管显示60。此时南北段直行通行（绿灯）、东西段禁止（红灯）60s，倒计时到3s时，黄灯亮，提醒人们注意了。然后是东西段通行（绿灯），南北段禁行（红灯），一直循环下去。 繁忙模式：南北段、东西段的通行时间改为30s，其它与正常模式类似。 特殊模式：特殊模式红灯全亮，倒计时20s，到最后3秒黄灯闪3次后并转入正常模式。 2 简易交通灯控制逻辑电路设计方案制定 2.1 简易交通灯控制逻辑电路设计的原理 系统上电或手动复位之后，系统先显示状态灯及LED数码管，将状态码值送显P1口，将要显示的时间值的个位和十位分别送显P0口，在此同时用软件方法计时1秒，到达1s就要将时间值减1，刷新LED数码管。 时间到达一个状态所要全部时间，则要进行下一状态判断及衔接，并装入次状态的相应状态码值以及时间值，当然，还要开启两个外部中断，其一为紧急情况处理中断，一旦信号有效，即K键为低电平时进入中断服务子程序，东西南北路口的保持现有通行状态，再按一下Ｋ键，中断结束返回。其二为通行时间调整中断，若按键有效，进入相应的中断子程序，对时间进行调整，可延长或减少某一路段的通行时间，此后再按键则中断结束返回。 2.2 简易交通灯控制逻辑电路设计的技术方案