交通信号灯控制系统-数电课程设计.doc

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1、…………………….……………….…………………山东农业大学电子技术综合训练交通信号灯控制系统院部jxydzgcxy专业班级dqgcjqzdh学生姓名vtmcjq学号20160000指导教师侯加林、张观山装订线……………….…….………….………….………-9-目录摘要2关键字2设计要求2系统概述3交通灯逻辑分析3（1）系统组成3（2）逻辑分析4方案设计6（1）定时器的设计6（2）控制器的设计7电路图9-9-交通灯控制系统曹俊强摘要：交通信号灯常用于交叉路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。交通灯控制器主要由控制器、秒脉冲发生器、定时器、译码显示电路及信号灯组成。控制

2、器由74LS153与74LS74来实现，脉冲发生器用晶体震荡器产生，计数器采用两个74161来实现，显示电路经过74LS192的倒计数、七段显示译码器7447及七段数码显示器连接起来实现。控制器通过RT对定时器进行控制，从而实现数字的显示及绿、黄、红灯的转换。关键字：交通灯、控制器、脉冲发生器、定时器、译码显示、状态转换、主支干道。设计要求：设计一个主干道和支干道十字路口的交通信号灯控制电路，其技术要求如下：1.一般情况下，保持主干道畅通，主干道绿灯亮、支干道红灯亮，并且主干道绿灯亮的时间不得少于60秒；2.当主干道绿灯亮超过60秒且支干道有车时，主干道红灯亮、支干道绿灯亮，但支干道绿灯亮的

3、时间不得超过30秒；3.每次主干道或支干道绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒。-9-i.系统概述：本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,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。因此，在本次课程设计里，将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。本实验设计目的是培养数字电路的能力，掌握交通信号灯控制电路的设计方法。系统由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显示器五大部分组成。其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号，通过定时器向控制器发出三种定时信号，使相应的发

4、光二极管发光。译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号，分别产生三种倒计时时间显示，控制器根据定时器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。ii.交通灯逻辑分析（1）系统组成：系统由控制单元和处理单元组成，控制单元接收外部系统时钟和传感器信号。处理单元由定时器和译码器组成。定时器能向控制单元发出60s、30s或5s定时信号，译码显示电路在控制单元的控制下，改变交通灯信号。HG、HY、HR分别表示主干道绿、黄、红三色灯。FG、FY、FR分别表示支干道绿、黄、红三色灯。交通灯系统工作有三个不同的时间段，TL，TS和TY交通灯系统框图-9-上图表示位于主干道和支干道的十字路口交通灯

5、控制系统，每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿3个灯组成，绿灯表示允许车辆通行，红灯表示禁止通行，黄灯为过渡灯，表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆禁止通行。系统主要由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码器、信号灯显示器组成。其中控制器是核心部分，由它控制定时器和译码器的工作，秒脉冲信号发生器产生定时器和控制器所需的标准时钟信号，译码器输出两路信号灯的控制信号。（2）逻辑分析：图中TL、TS、TY为定时器的输出信号，ST为控制器的输出信号。HG、HY、HR分别表示主干道绿、黄、红三色灯，FG、FY、FR分别表示支干道绿、黄、红三色灯。当某车道绿灯亮时，允许车辆通行

6、，同时定时器开始计时，当达到指定时间时，TL输出为１，否则TL输出为０；当某车道黄灯亮后，定时器开始计时，当计时到５秒时，TY输出为１，否则TY＝０；当某车道红灯亮时，定时器开始计时，当计时到指定时间时，TS输出为１，否则TS＝０。因此，用定时器分别产生三个时间间隔后，向控制器发出“时间已到”-9-的信号，控制器根据定时器的信号，决定是否进行状态转换。如果肯定，则控制器发出状态转换信号ST，定时器开始清零，准备重新计时。交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2、S3表示。S0状态：主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许车辆通行，主干道禁止车辆通行。

7、当主干道绿灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。S1状态：主干道黄灯亮，主干道红灯亮，此时主干道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，支干道禁止车辆通行。当主干道黄灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。S2状态：主干道红灯亮，支干道绿灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许车辆通行，当支干道绿灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统