课程设计（论文）-交通灯控制电路设计

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1、目录一、引言…………………………………………………………1二、设计任务及指标……………………………………………2三、交通灯控制电路设计1.交通灯运行状态分析……………………………………32.电路工作总体框图………………………………………43.方案分析比较……………………………………………54.单元电路的设计4.1电源电路设计………………………………………54.2脉冲电路设计………………………………………64.3分频电路设计………………………………………84.4倒计时电路设计……………………………………104.5控制电路设计………………………………………124.6灯显示电路设计……………………

2、………………135.总体电路图……………………………………………156.实验数据和误差分析…………………………………177.体会总结………………………………………………18四、致谢…………………………………………………………19五、参考文献……………………………………………………19引言当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了

3、世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两个以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段

4、时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。设计任务要求一、设计内容：设计十字路口的交通灯控制电路，要求交通灯变

5、化次序为：南北向东西向1绿灯30s红灯30s2黄灯3s红黄灯3s3红灯20s绿灯20s4红黄灯3s黄灯3s5绿灯30s红灯30s二、基本原理多谐振荡器、计数器、触发器、门电路以及相关的模拟电路、数字电路知识。三、功能描述：为方便描述及设计电路，将控制电路分为三层子电路。1.时钟信号发生层：产生方波作为时钟信号。555定时器或运放1.计时层：提供各状态的变更触发信号。集成同（异）步计数器2.状态层：锁存控制交通灯状态。JK触发器交通灯控制电路设计1、交通灯运行状态分析交通灯控制电路，要求每个方向有三盏灯，分别为红、黄、绿配以时间倒计时显示。一个方向绿灯、黄灯亮时，另一个方向红灯亮。每盏灯顺序点

6、亮，循环往复，每个方向顺序为绿灯、黄灯、红灯。交通灯的运行状态共有四种，如图1所示：北图1交通灯运行状态分析图状态0支干道绿灯亮状态1支干道黄灯亮状态2主干道绿灯亮状态3主干道黄灯亮十字路口的交通灯控制系统的工作过程如下：状态0：东西方向车道的绿灯亮，车道通行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行。状态1：东西方向车道的黄灯亮，车道缓行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行；状态2：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行；南北方向车道的绿灯亮，车道通行；状态3：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行；南北方向车道的黄灯亮，车道缓行；4种状态循环往复，并且红灯的倒计初始值为绿灯的倒计初始值和黄灯的倒计初始

7、值之和。  交通灯以上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下表1所示。控制器状态信号灯状态车道运行状态S0（00）S1（01）S2（11）S3（10）甲绿，乙红甲黄，乙红甲红，乙绿甲红，乙黄甲车道通行，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，乙车道通行甲车禁止道通行，乙车道缓行表