毕业论文（设计）--《十字路口交通管理控制器的设计》课程设计.doc

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1、课程设计《十字路口交通灯》自动化学院《十字路口交通灯》课程设计课程设计题目：十字路口交通灯课程设计姓名：廖伟学号：20110344107班级：自动化111班指导老师：罗松江、邓小彪地点：实验室A513时间：2013年6月17日—2013年6月28日课程设计《十字路口交通灯》自动化学院目录引言2第一章设计任务及要求3十字路口交通管理控制器的设计3第二章设计方案3第三章设计原理及电路41总体设计42单元电路的设计和元器件的选择5第四章电路的组装和测试12第五章设计总结15参考文献17附录117元器件清单17附录218Protel原理图18PCB模板图19课程设计《十字路口交通灯》自动化学院引

2、言城市十字交叉路口为确保车辆、行人安全有序地通过，都设有指挥信号灯。交通信号灯的出现，使交通得以有效地管制，对于疏导交通、减少交通事故有明显的效果。现有2条主干道汇合点形成十字交叉口，为确保车辆安全、迅速的通行，在交叉路口的每条道上设置一组交通灯，交通灯由红、黄、绿3色组成。红灯亮表示此通道禁止车辆通过路口；黄灯亮表示此通道未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该通道车辆可以通行。要求设计一交通灯控制电路以控制十字路口两组交通灯的状态转换，指挥车辆安全通行。第一章设计任务及要求十字路口交通管理控制器的设计任务说明：在主、支道路的十字路口分别设置三色灯控制器，红灯亮

3、禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮要求压线车辆快速穿越。根据车流状况不同，可调整三色灯点亮或关闭时间。要求：①可用LED模拟交通灯；②南北方向绿、黄、红灯亮的时间分别为30秒、5秒、25秒；次道路绿、黄、红灯亮的时间分别为20秒、5秒、35秒；③主、次道路时间指示采用倒计时制，用2位数码管显示。第二章设计方案根据设计要求，主道路绿、红、黄灯亮的时间分别为30s、25s、5s,次道路绿、红、黄灯亮的时间分别为20s、35s、5s.设计的系统可以由控制器、定时器、秒脉冲信号发生器、信号灯等组成。其中控制器是核心部分，由它控制定时器及移位寄存器的工作。秒脉冲信号发生器产生定时器和控制器所需要的标

4、准信号，译码器输出两路信号灯的控制信号号。T1和Ty未定时器的输出信号，St为控制器的输出信号。课程设计《十字路口交通灯》自动化学院2-1交通灯控制器框图Tl：表示主道路或次道路绿灯亮的时间间隔，即车辆正常通行的时间间隔。定时到Tl=1，否则Tl=0.Ty：表示黄灯亮的时间间隔，定时到，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一个工作状态的定时。第三章设计原理及电路1总体设计根据设计要求主道路绿、黄、红灯亮的时间分别为30秒、5秒、20秒，此道路绿、黄、红灯亮的时间分别为20秒、5秒、30秒。其时序关系如图1-1所示。南北方

5、向绿灯：东西方向绿灯：南北方向黄灯：南北方向红灯：东西方向黄灯：东西方向红灯：5秒5秒30秒25秒20秒35秒循环周期图1-1交通灯时序工作图时钟电路主道计数器次道计数器译码显示器译码显示器组合电路组合电路秒脉冲电路主绿主黄主红次绿次黄次红计数器组合逻辑电路课程设计《十字路口交通灯》自动化学院根据要求中交通指示灯定时亮灭，时间指示采用倒计时显示，则需要由定时系统，计数器，时钟电路等来满足，状态控制器主要用于记录十字路口交通灯的工作状态，通过译码器分别点亮相应状态的信号灯。秒信号发生器产生整个定时系统的时基脉冲，通过减法计数器对秒脉冲计数，达到控制每一种工作状态的持续时间。减法计数器的的回

6、零脉冲时状态控制器完成状态转换。其工作框图如图1-2所示图1-2交通管理控制器框图2单元电路的设计和元器件的选择2.1控制器电路根据设计要求各信号灯的工作顺序流程图如图2-1-1所示课程设计《十字路口交通灯》自动化学院.信号灯四种不同的状态分别用S0（主绿灯亮，次黄灯亮）表示、S1（主黄灯亮，次红灯亮）表示、S2（主红灯亮，次绿灯亮）表示、S3（主红灯亮，次黄灯亮）表示，其状态编码即状态及状态转换图如图2-3-2所示。2-1-1交通灯顺序工作流程图这是一个二位二进制计数器。可以采用计数器74LS160构成状态控制器，74LS160的功能表如图2-1-2所示。图2-1-2　7４LS160（

7、交通灯状态控制器）CPRＤ＇LD＇EPET工作状态×0×××置零↑10××预置数×1101保持×11×0保持（但C＝0）↑1111计数表2-1-17４LS160的功能表（其中，“↑”表示上升沿）计数脉冲电路状态等效十进制数输出CQ0Q1Q2Q30000000100011020010203000000课程设计《十字路口交通灯》自动化学院表2-1-274LS160真值表（再设计中所用的部分）7４LS160是同步十进制加法计数器。当RＤ＇