交通灯控制电路设计课题报告

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1、一、实验目的1、掌握综合应用理论知识和中规模集成电路设计方法2、熟练掌握万用电表、函数信号发生器、数字电路实验箱、示波器的正确使用方法。3、能识别和正确使用各种所需的集成块、电阻、电位器等，熟悉集成块的管脚功能结构。4、自行设计实验图、检查和排除故障。5、掌握调试及电路主要技术指标的测试方法二、设计任务与要求有一条主干道和一条支干道的汇合点形成十指交叉路口，为确保车辆安全、迅速地行驶，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；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。设计一个十字路

2、口交通灯信号控制器，设计要求如下：1、用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯，用传感器或用逻辑开关代替传感器作检测车辆是否到来的信号，设计制作一个交通灯控制器。2、由于主干道车辆较多而支干道车辆较少，所以主干道处于常允许通行的状态，而支干道有车来才允许通行，当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯。而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯。3、当主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行24s，支干道每次放行20s，设立24s,和20s计时显示电路。4、在每次由亮绿灯转变成亮红灯的转换过程中间，要亮4s的黄灯作为过渡，以使

3、行驶中的车辆有时间停到禁止线以外，设置4s计时显示电路。三、设计原理与参考电路   1．分析系统的逻辑功能，画出其框图   交通灯控制系统的原理框图如图12、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为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则，TL=0。 图12、1交通

4、灯控制系统的原理框图2．画出交通灯控制器的ASM（AlgorithmicStateMachine，算法状态机）（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。   （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

5、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，乙车道黄灯亮。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、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如表12、1所示，控制器应送出甲、乙车道红

6、、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：    表12、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（00）甲绿，乙红甲车道通行，乙车道禁止通行      S1（01）甲黄，乙红甲车道缓行，乙车道禁止通行      S3（11）甲红，乙绿甲车道禁止通行，甲车道通行      S2（10）甲红，乙黄甲车道禁止通行，甲车道缓行      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

7、道黄灯亮；      AR=1：甲车道红灯亮；   BY=1：乙车道红灯亮；由此得到交通灯的ASM图，如图12、2所示。设控制器的初始状态为S0（用状态框表示S0），当S0的持续时间小于25秒时，TL=0（用判断框表示TL），控制器保持S0不变。只有当S0的持续时间等于25秒时，TL=1，控制器发出状态转换信号ST（用条件输出框表示ST），并转换到下一个工作状态。依此类推可以弄懂ASM图所表达的含义。三．单元电路的设计1、基于NE555的秒方波发生器用NE555芯片以及外围电路搭建成一个多谐振荡器，通过设计外围电路的参数输出

8、方波频率为1Hz，故称为秒方波发生器。由于脉冲的占空比对系统的影响不大，故把占空比设计为1/3。输出方波用作计数器及D触发器的clk信号。NE555定时器引脚图如图1所示，脉冲频率公式：f=1／（R1+2R2）C㏑2选择R1=47K，R2=47K，RV1=2K，C=10μF，形成电路图如图