西安邮电学院数电课程设计13

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1、西安郵電學院数字电路课程设计报告书题目：交通灯控制系统系部名称：通信工程系学生姓名：胡先莹（11）专业名称：通信工程班级：通工0502时间：07年12月10日至07年12月21日交通灯控制器一、任务要求：为了确保十字路口的车辆顺利畅通地行驶，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下：控制器状态S0控制器状态S1控制器状态S2控制器状态S3支干道红灯亮主干道绿灯亮支干道绿灯亮主干道黄灯亮定时30定时5秒定时20秒定时5秒支干道绿

2、灯亮支干道黄灯亮主干道红灯亮主干道红灯亮1.设南北方向的红、黄、绿灯分别为r，y，g；东西方向的红、黄、绿灯分别为R，Y，G，满足图1的工作流程并且可以并行工作：g（R）→r（G），黄灯用于闪烁提示绿灯变为红灯。图1：时序工作流程2.满足两个方向的工作时序：东西方向红灯亮的时间应等于南北方向黄、绿灯亮的时间之和；南北方向红灯亮的时间应等于东西方向黄、绿灯亮的时间之和。其中东西方向为主干道，绿灯亮30秒，红灯亮20秒，黄灯5秒；南北方向为支干道，绿灯20秒，红灯30秒，黄灯5秒。3.十字路口要有数字显示装置，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体要求为：

3、当某方向绿灯亮时，置计数器为某一个数值，然后以每秒减1的计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，进入另一个方向的工作循环。例如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为19，并使数显计数器开始减“1”计数，当减法计数到绿灯灭而黄灯亮（闪耀）时，数码管显示的数值应为4，当减法计数到“0”时，黄灯灭，而南北方向的红灯亮；同时，使得东西方向的绿灯亮，并置东西方向的数码管的显示为29。二、总体方案：在一个有主次两个干道的十字路口，东西和南北方向各设置一个有红、黄、绿三种颜色的交通灯。红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行。

4、在绿灯变为红灯之前先要求黄灯亮5秒，以便让后来的车辆准备停车。由于主干道车辆较多，所以要求主干道处于通行状态的时间长一些，为30秒；而次干道通行时间为20秒。本次课程设计我的课题是“交通灯控制器”。这个系统的主要功能是：1.实现红绿灯的交通管制功能；2.在红绿灯交换的前5秒钟，有亮的黄灯提示司机注意，此时绿灯已灭；3.可适应主次干道不同的车流量的需要，拟设计主干道的车辆通行时间为30秒，次干道的车辆通行时间为20秒；4.另有数字倒计时装置，提示司机和行人剩余时间。时钟信号发生器555产生稳定的“秒”脉冲信号，确保整个电路装置同步工作和实现定时工作。两个74L

5、S161级联作为计数器，其输出端通过与非门与74LS48相连，在数码管上实现倒计时。由于输出端输出不变，所以用74LS74控制输入端的输入信号，使其实现模30、模20、模5的转化。而74LS74自身也有一个循环，使74LS161的模值按所需的要求变化。而六个灯由74LS74的输出端通过门电路直接控制。下图为简单的原理图：主干道灯次干道灯译码驱动电路计数器数字显示器时钟信号主控制器时钟信号发生器产生一个CP脉冲，计数器74LS161接受CP脉冲，实现同步计时。两片74LS161，实现技术功能，并通过非门产生倒计时。计数器的输入端用主控制器实现其模值循环。利用同

6、步置数端，当高位输入为1101、低位输入为0110时实现模30的计数器；当高位输入为1111、低位输入为1011时实现模5的计数器；当高位输入为1110、低位输入为0110时实现模20的计数器。然后主控电路74LS74控制74LS161的输入端。当74LS74的输出Q2、Q1（令其为“A”、“B”）为00时实现模30的计数器，此时主干道的绿灯和次干道的红灯亮起来；当AB为01时实现模5计数器，此时主干道的黄灯和次干道的红灯一起亮而主干道的绿灯熄灭；当AB为10时实现模20的计数器，此时主干道的红灯和次干道的绿灯亮起来；当AB为11时实现模5计数器，此时主干道

7、的红灯和次干道的黄灯一起亮，次干道的绿灯熄灭；然后AB再回到00状态，这样就实现了交通灯的循环且实现了主次干道通车时间不同的功能。倒计时显示：十位倒计时显示，将74LS161的输出端通过非门接入74LS48，利用它的反码输出在数码管上实现倒计时。在利用74LS74的输出来控制发光二极管，从而实现红绿灯的变化。这样便实现了该电路的所有功能。交通灯以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1所示，控制器应送出主、支干道红、黄、绿灯的控制信号。如下：控

8、制状态信号灯状态车道运行状态S0（00）主绿，支红主