课程设计-交通信号灯控制电路的设计

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1、课程设计任务书课题名称交通信号灯控制电路的设计完成时间指导教师职称学生姓名班级总体设计要求和技术要点设计一个交通信号灯控制电路。要求：1．主干道和支干道交替放行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒。2．每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，此时原红灯不变。3．用十进制数字（递增计数）显示放行和等待时间。4．选作部分：采用倒计时的方式显示方形和等待时间。工作内容及时间进度安排第15周：周1---周3立题论证方案设计、熟悉软件周4---周5检查设计结果，预答辩第16周：周1---周2仿真实验周3---周4验收答辩周5完成设计报告课程设计成果1．与设计内容对应的软件程

2、序2．课程设计报告书内容摘要随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此，通过我应用所学的知识设计了一套交通灯控制电路的方案。交通灯的控制系统主要由计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲

3、信号发生器组成。　　关键词：计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发生器。目录一、概述……………………………………………………………………1二、方案设计与论证…………………………………………………………………11．方案设计………………………………………………………………………12．论证……………………………………………………………………………2三、单元电路设计与分析……………………………………………………………21．555定时器构成多谐振荡器……………………………………………32．用74LS161计数器构成5、20、30进制计数器…………………………33．用三态

4、门、非门和D型锁存器构成控制电路……………………………4四、总电路图及元器件清单…………………………………………………………51．总电路图………………………………………………………………………52．元器件清单……………………………………………………………………5五、结论………………………………………………………………………………5六、心得体会…………………………………………………………………………6七、参考文献…………………………………………………………………………6一、概述用555定时器构成一个多谐振荡器，即信号产生器，为计数器提供信号，再用74LS161（16进

5、制计数器）分别构成5进制、20进制、30进制计数器（即支干道黄灯亮、绿灯亮和红灯亮的时间），再利用三态门（控制端高电位时为导通电路，反之为关闭电路的特性）、非门和D型锁存器（S、R分别为置1和置0强迫端的特性）构成控制电路来控制5、20、30进制计数器电路工作之间的转换，即利用三态门、非门和D型锁存器的特性在各进制计数器产生进位信号时，控制相关进制电路工作与不工作从而实现5、20、30进制计数器电路工作之间的转换和指示亮灭状态的转换。二、方案设计与论证1．方案设计图1交通控制灯电路设计如图1所示为交通控制电路设计方案图，根据概述中的设计思想及方法来实现下图（图2）的

6、交通指示灯状态转换图中描述的指示灯的转换及每种状态维持的时间（用数码显示管来显示）。状态1左右黄灯亮前后红灯亮状态0左右绿灯亮前后红灯亮状态3左右红灯亮前后黄灯亮状态2左右红灯亮前后绿灯亮图2交通指示灯状态转换图2．论证用示波器来测量555构成的多谐振荡器产生的脉冲周期是否为1s；连接数码显示管来显示各个状态的转换以及每种状态持续的时间来验证控制电路知否正确；根据交通指示灯状态转换图来检验信号译码驱动电路是否正确。三、单元电路设计与分析1．555定时器构成的多谐振荡器图3555定时器构成的多谐振荡器如图所示为555定时器构成的多谐振荡器，C2为0.01uF，若C1取

7、10uF，依据公式周期T=（R1+2R2）Cln2可计算出R1+2R2=144k欧姆时可得到周期为1s的振荡信号。2．用74LS161计数器构成5、20、30进制计数器图474LS161构成的5、20、30进制计数器若图所示设计数器从上到下分别记为1、2、3、4。1为5进制计数器：将输出端Q2、Q0（信号为0101即5）经一与非门与74LS161的置0端MR相连，即计数器累加到5时置0；2与3构成30进制计数器：2为十进制计数器，即个位计数器，进位输出端与3的ENP、ENT端相连，3为三进制计数器，即十位计数器（2、3进制的实现与1计数器构成5进制原理一样）；2