交通灯设计实验报告

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1、电子技术综合设计报告——交通灯设计13目录一、设计背景········································3二、设计任务及要求··································3三、设计原理····13····································3四、实物图··········································9五、主要仪器和调试方法·······························9六、实验过程中的问题以及心得·························1013七、附录·

2、············································11交通灯定时控制系统的设计、制作报告一、设计背景在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路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；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，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。二、设计任务及要求设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下：（1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车

3、辆交替运行，每次通行时间都设为25秒。（2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。（3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。选做扩展功能：（4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数；（5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。三、设计原理（一）分析系统的逻辑功能，画出其框图13交通灯定时控制系统的原理框图如图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：T

4、L：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。TY：表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，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。定时器甲车道信号灯秒脉冲发生器TLTYST译码器控制器乙车道信号灯图1交通灯控制系统原理框图（二）画出交通灯控制系统的ASM（算法状态机）图一般十字路口的交通灯控制系统的工作状态及其功能如表1：表1控制器状态信号灯状态车道运行状态S0(00)S1(01)S3(11)S2(10)甲绿，乙红甲黄，乙红甲红，乙绿甲红，乙黄

5、甲车道通行，乙车道禁止通行甲车道缓行，乙车道禁止通行甲车道禁止通行，乙车道通行甲车道禁止通行，乙车道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=1：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。由此得到交通灯的ASM图，如图2所示：ARBYSTAGBR01TYTL010011STTLARBGSTTYAYBRST13图2交通灯控制系统的ASM图（三）单元电路的设计1、脉冲发生器的设计根据已学的知识可以知，脉冲发生器可以用555定时器接成多

6、谢振荡器来设计。555定时器引脚图如图3。图3555定时器引脚以及内部结构图图4555定时器构成的多谐振荡器由设计要求知脉冲发生的频率为f=1Hz，依据公式周期T=（R1+2R2）Cln2，由于实验室只有56kΩ和47kΩ的大电阻，所以取R1=47kΩ，R2=47kΩ，由计算得C1=10μF，C2=10μF满足条件。所连接成的电路图4所示。2、定时器设计定时器由与系统秒脉冲同步的计数器构成，要求计数器在状态转换信号ST作用下，先清零，然后在时钟上升沿作用下，计数器从零开始进行增1计数，用两片74LS163芯片做为计数器，芯片引脚如图5，一片接成10进制做为各位，另一片接成3进制做为十位，连接方

7、式如图6，在30状态时即第一片状态为0000第二片状态为0011时通过与门和非门向计数器提供清零信号。由于本实验是用的加法计数器，则向控制器提供模25的定时信号TY和模30的定时信号TL。13图574LS163引脚图图6计数器连接方式（图中引脚2和9需要对调位置）3、控制器设计控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。从ASM图可以列出控制器的状态转换表，如表2所