课程设计（论文）-交通信号灯控制电路的设计

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1、唐山学院课程设计目录1前言12交通信号灯控制电路的设计22.1设计题目22.2设计要求23交通信号灯控制电路的性能简介34交通信号灯控制电路的设计44.1直流稳压电源的设计44.2秒脉冲产生电路的设计54.3十二进制计数电路的设计64.4分频器电路的设计84.5组合逻辑电路的设计94.6信号灯驱动电路的设计124.7白天夜间模式切换的设计124.8整体电路电路设计135器件清单146总结15参考文献1620唐山学院课程设计1前言21世纪是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违

2、章控制、突发事件、故障处理等方面给予技术革新。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。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）、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

3、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。因此本次课设能深入了解交通信号灯的应用原理，更好的掌握所学知识，将理论联系实际，而且在实际操作中培养自己的实际动手能力，将理论应用与实际生活中！20唐山学院课程设计2交通信号灯控制电路的设计2.1设计题目设计题目：交通信号灯控制电路的设计2.2设计要求1.信号灯白天工作要求某方向绿灯点亮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

4、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、黄发光二极管模拟。信号指示灯白天点亮流程图如下图。图1-1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南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮5t南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮5t南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮5t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.夜间工作方式南北东西各方向黄灯亮，且

5、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。20唐山学院课程设计3交通信号灯控制电路的性能简介1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，建议用555定时器组成多谐振荡器。十二进制计数器:计数器可以用触发器组成，也可以用中规模集成计数器组成，以及用移位寄存器组成环形或扭环形计数器。建议用中规模移位

6、寄存器组成扭环形12进制计数器。分频器:上述十二进制计数器的时间单位为4秒，即它的CP脉冲为4秒。为了使整体电路工作步调一致，4秒脉冲应该利用秒脉冲经分频获得，这就需要设计一个4分频器电路。秒脉冲经4分频后得到4秒脉冲，将其作为十二进制计数器的CP脉冲。采用两个D触发器组成4分频器电路。控制电路的特点：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。因此采用组合逻辑设计。组合逻辑电路：将十二进制计数器作为组合逻辑电路的

7、输入，而组合逻辑电路的输出去驱动东西和南北两个方向的信号灯的点亮。其整体电路框图如下图所示：图3-1整体电路框图根据交通灯的性能要求以及整体电路图，设计本次课程设计的交通灯电路。20唐山学院课程设计4交通信号灯控制电路的设计4.1直流稳压电源的设计直流稳压电路的作用是将整流滤波输出的不稳定直流电进行稳定，输出负载需要的稳定直流电。从稳压电路中起稳压作用的器件的工作状态角度分为：线性稳压电源和开关稳压电源。线性稳压电源从稳压器件与负载的连接方式角度分为：串联型稳压电源和并联型稳压电源。本章介绍串联型稳压电源（并联型输出电流较小）。串联型线性稳压电

8、源从电路组成角度分为：分立元件稳压电源和集成稳压电源。本章两种情况都介绍，但重点在集成稳压电源。作为一个实际的应用系统直流稳压电源是必不可少的。本次课