数电课程设计-交通信号灯控制电路

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1、唐山学院课程设计说明书目录1引言12交通信号灯控制电路概述22.1交通信号灯控制电路两种工作方式22.2交通信号灯的总体逻辑框图23各单元模块43.1直流稳压电源43.2秒脉冲产生电路43.3分频器53.4十二进制计数器63.5逻辑控制电路74交通信号灯电路的仿真与调试94.1仿真软件简介94.2电路的仿真94.3调试方法134.4调试中出现的问题、原因分析及解决方法135设计总结15参考文献16附录I17附录II1818唐山学院课程设计说明书1引言交通信号灯是交通信号中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。交通信号灯由红灯（表示禁止通行）、绿灯（表示允许通行）

2、、黄灯（表示警示）组成，分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具，适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。设计出符合人们普遍要求及放心的产品具有重要的实际意义。同时，设计该系统所应用的知识涉及范围广，通过设计可以牢固掌握所学理论知识，对电子信息工程专业的就业方向有初步认识，将理论与实际有机联系起来。要求设计一

3、个交通信号灯控制系统，能实现以下两个功能：1.信号灯白天工作某方向绿灯点亮20秒，然后黄灯点亮4秒，最后红灯点亮24秒。在该方向为绿灯和黄灯点亮期间，另一方向红灯点亮。2.夜间工作南北东西各方向黄灯亮，且每秒闪动一次。其它灯不亮。要求设置一个手动开关，用它控制白天和夜间工作方式。如果以4秒作为时间计量单位，则某一方向绿、黄、红三种指示灯点亮的时间比例为5：1：6。从点亮要求可以看出，有些输出是并行的：如南北方向绿灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向黄灯亮。信号灯采用LED红、绿、黄

4、发光二极管模拟。18唐山学院课程设计说明书2交通信号灯控制电路概述2.1交通信号灯控制电路两种工作方式交通信号灯控制电路由两种不同工作状态组成，分别为白天工作方式和夜间工作方式。白天时某方向绿灯点亮20秒，然后黄灯点亮4秒，最后红灯点亮24秒。在该方向为绿灯和黄灯点亮期间，另一方向红灯点亮。如果以4秒作为时间计量单位，则某一方向绿、黄、红三种指示灯点亮的时间比例为5：1：6。从点亮要求可以看出，有些输出是并行的：如北方向绿灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向黄灯亮。夜间时南北东西各

5、方向黄灯亮，且每秒闪动一次，其它灯不亮。需要设置一个手动开关，用它控制白天和夜间工作方式。信号灯采用LED红、绿、黄发光二极管模拟。信号灯指示灯白天点亮流程图如图2-1所示。图2-1信号指示灯白天点亮流程图南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮5t南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮1t南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮5t南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮1t2.2交通信号灯的总体逻辑框图交通信号灯的总体逻辑框图如图2-2所示：18唐山学院课程设计说明书东西信号灯南北信号灯系统电源组合逻辑电路十二进制计数器工作方式控制开关四分频器秒脉冲产生回路图2-2交通信号灯的逻辑框图该电路由5

6、55定时器组成的多谐波振荡器、双74LS74组成的4分频器、74LS164组成的扭环型12进制计数器、逻辑控制电路、LED灯组成。该系统的工作原理为，由555组成的多谐波振荡器产生1S的脉冲经过分频器得到4S的脉冲，4S脉冲进入计数器，当计数器产生相应的输出时，LED灯会随、的不同值产生变化。18唐山学院课程设计说明书3各单元模块3.1直流稳压电源5VRL78053300ufuf220V电源电路如图所示，220V交流电经变压器变为9V交流电，后经整流（全波整流）、滤波（3.3mF电容）、稳压（W7805）输出+5V直流电。电路如图3-1：图3-1直流稳压源电路3

7、.2秒脉冲产生电路由于黄灯点亮时按秒闪动以及时间显示按秒倒计时，所以需要设计秒脉冲产生电路。秒脉冲产生电路实际就是一个多谐振荡电路，它可以是用门电路和电阻、电容组成的多谐振荡电路，也可以是用定时器555和电阻、电容组成的多谐振荡器。为了电路简单和调节振荡周期方便，选择用555定时器组成多谐振荡器。5KΩ5KΩ5KΩ图3-2555定时器结构图双极型555定时器由电阻分压器、比较器、基本RS触发器、双极型三极管T和输出缓冲器组成，其外部有八个引脚，第8脚为电源端，第1脚为接地端，第3脚为输出端，第4脚为直接复位端，第5脚为控制电压输入端，第6脚为复位控制端，第2脚为

8、置位控制端，第7脚为放电