交通灯课程设计报告

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1、摘要在今天的交通情况下，很多路口都出现拥堵和秩序混乱的情况，由此可见交通灯在生活中的重要性。我们本次课程设计的题目是交通灯控制器设计，要求设计并制作主/支交通信号灯控制器。我们小组成员通过共同交流和努力，完成了仿真图的设计、电路板的焊接、原理图的绘制。在由主干道和支干道汇成的十字路口，主、支道分别装有红、绿、黄三色信号灯，并完成数码管的置数。通过本次课设，我们小组成员对数字电路的知识有了更深刻地了解。明白了在课设的各个阶段，我们都必须对元器件的原理非常了解。目录1设计内容及要求12方案论证13单元设计电路23.1总原理23.2

2、控制电路33.3时钟产生电路33.4显示电路43.5器件53.5.1可预置的十进制同步计数器74LS16053.5.23线－8线译码器74LS13853.5.3双时钟方式的十进制可逆计数器74LS192(bcd,二进制)63.5.4七段码译码器CD451164组装及调试74.1通电前检查74.2通电检查74.2.1555电路模块的检查74.2.2CD4511的检查74.2.374LS192的检查84.2.4控制电路及相关门电路的检查84.2.5发光二极管的检查94.3结果分析95设计总结105.1体会105.2设计电路的特点和

3、方案的优缺点125.3改进方法12参考文献、附录Ⅰ、附录Ⅱ131设计内容及要求设计并制作主/支交通信号灯控制器。在由主干道和支干道汇成十字路口，主、支干道分别装有红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则停止行驶（给行驶中的车辆有时间停在禁行线以外）。具体要求如下：(1)主、支干道交替允许通行。主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒。(2)由绿灯亮转换到红灯亮时，黄灯要先亮5秒。发挥部分：用数码管显示计时时间。注：用红、绿、黄发光二极管作为信号指示灯。参考元器件：74HC160/161，74HC190/

4、192，74HC02/08/10/11/21，74HC151/153，74HC138/139，CD4511，NE555。提示：用Multisim软件验证电路设计是否正确，无误后再制作。2方案论证通过计数器和译码器组成的控制电路来控制六个交通灯的各个状态；通过555电路来控制计数器的置数进而控制数码管的显示；通过计数器的反馈来触发脉冲实现控制电路对交通灯的重置。方案一：当接通电源后，通过74LS160和74LS138组成的控制电路的控制，数码管首先显示的示数为：主干道40，支干道45。此时主干道亮绿灯，支干道亮绿灯。555电路产

5、生一个1Hz（相当于周期为1秒）的时钟信号，给74LS192双时钟计数器的减法计数端一个脉冲，让74LS192减法计数，当数码管显示为0时，反馈信号给74LS160，让它改变译码器的状态，进而控制交通灯，同时可以改变74LS192的置数。以此类推，可以实现主干道绿灯，黄灯，红灯，分别为40，5，25秒状态的改变；支干道红灯，绿灯，黄灯，分别为45，20，5秒状态的改变。方案二：原理与方案一相同，但是只有一个74LS192和CD4511。综上所述，选用方案一，因为方案一主干道和支干道分开，显然在生活中更为常见。总体方框图如下：1

6、4图2-1总体方框图3单元设计电路3.1总原理当接通电源后，通过74LS160和74LS138组成的控制电路的控制，数码管首先显示的示数为：主干道40，支干道45。74LS160计数器产生二进制00，01，10，11四个数字循环计数，让138译码器产生每个周期4个状态通过每个状态来决定主支路红绿灯的亮暗。此时主干道亮绿灯，支干道亮绿灯。555电路产生一个1Hz（相当于周期为1秒）的时钟信号，给74LS192双时钟计数器的减法计数端一个脉冲，让74LS192减法计数，当数码管显示为0时，反馈信号给74LS160，让它改变译码器的

7、状态，通过74LS138译码器来显示出每个状态的时间给74LS192的输入端（相当于是192每次计数的初始值），进而控制交通灯，同时可以通过改变74LS192输出让主干道数码管的显示发生变化。143.2控制电路图3-1控制电路控制电路部分由数据选择器74LS160和译码器74LS138组成，74LS160计数器产生二进制00，01，10，11四个数字循环计数，让138译码器产生每个周期4个状态通过每个状态来决定主支路红绿灯的亮暗。3.3时钟产生电路图3-2时钟产生电路14555电路产生一个1Hz（相当于周期为1秒）的时钟信号，

8、给74LS192双时钟计数器的减法计数端一个脉冲，让74LS192开始减法计数。根据需要可知生成的波形为：频率1Hz占空比为50%通过公式频率f=1/T=1/((R1+2R2)Cln2)=1;占空比q=(R1+R2)/(R1+2R2);通过两公式可计算出：R1=R2=47K欧