数电技术课程设计交通灯控制电路设计大学论文 .doc

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1、课程设计报告书专用纸淮海工学院课程设计报告书课程名称：数电技术课程设计题目：交通灯控制电路设计系（院）：电子工程学院学期：专业班级：电子101姓名：学号：031091130评语：成绩：签名：日期：第10页共10页课程设计报告书专用纸1引言众所周知，中国是世界上人口最多的国家，同时中国也是世界上交通事故发生率最高的国家。中国每年交通事故死亡人数超10万人，居世界第一。目前中国的道路安全形势非常严峻，有统计数据表明每5分钟就有一人丧生车轮，每1分钟就会有一人因交通事故而伤残，每年中国因交通事故所造成的经济损失上达数百亿元。随着社会经济的发展，每

2、年都有大量的农村人口迁往城市，逐年增多的城市人口无疑给城市的交通带来了很大的负担。尤其在一些经济较发达的城市，例如上海，北京几乎每天都会发生很多次堵车，这就白白浪费了很多人宝贵的时间。因此设计一个行之有效的交通灯控制电路，并让人们自觉遵守，不但能有效的降低交通事故的发生率，而且可以帮助很多人节省大量的时间，从而间接提高人们每天的工作效率。我国交通路灯标志分为4种：禁止标志用红色；警告标志用黄色；指示标志用蓝色。本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路进行设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,

3、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。2设计任务1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙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25s。2、要求黄灯先亮5s，才能变换运行车道。3、黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。4、每路口均有时间显示（两位LED）。3设计要求1、画出总体设计框图，以说明交通灯由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输途径、方向和频率变化。并以文字对原理做辅助说明。2、设计各个功能模块的电路图、真值表（或状态转换图）并加上原理说明。3、有条件时选择合适的元器

4、件，在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证是设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出信号方式要便于电路的测试和故障排除。4、设计整个电路的电路图，加上原理说明。有条件时对整个电路的元器件和布线进行合理布局，并进行整个交通灯电路的接线测试第10页共10页课程设计报告书专用纸4设计原理与参考电路4.1交通信号灯控制电路的系统框图如图1所示为交通灯控制系统的系统框图。电路主要由秒脉冲发生器、减法计数器和控制器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中减法计数器标准时钟信号源，控制器输出两组信号灯的控制信号，经

5、驱动电路后驱动信号灯工作。图1交通信号灯控制电路的系统框图4.2交通灯控制器的ASM一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程如下：(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间隔后，控制器发出状态转换信号，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。黄灯亮足规定的时间间隔时，控制器发出状态转换信号，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

6、的时间间隔时，控制器发出状态转换信号，转到下一工作状态。(4)甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上未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时，控制器发出状态转换信号，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进行控制的。设控制器的四种状，分别用S0，S1，S3，S2表示，则控制器的工作状态及其功能如表1所示.表1控制器工作状态及功能控制状态信号灯状态车道运行状态S0甲绿，乙红甲通行，乙禁止S1甲黄，乙红甲缓行，乙禁止第10页共10页课程设计报告书专用纸S2甲红

7、，乙绿甲禁止，乙通行S3甲红，乙黄甲禁止，乙缓行控制器应送出甲、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=l：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；5功能模块设计5.1秒脉冲发生器脉冲信号发生器用的是555定时器构成多谐振荡器。555定时器的芯片结构如下图2图2555定时器引脚图可以用555定时器构成多谐振荡器，从而产生所需的脉冲信号，由555定时器组成的多谐振荡器如图3所示，其中R1、R2和

8、电容C为外接元件。图3555接成的多谐振荡器第10页共10页课程设计报告书专用纸可选择R1=54.9K，R2=47K，C=0.2uF，则振荡频率f=f=1.43/(R1+2R2)