摘要此次课程设计主要是设计一个交通灯管理系统，此系统主要由分频电路，n进制计数控制器，05秒译码电路，00译码电路，4-7段译码电路，动态扫描控制，黄灯闪烁控制，红绿灯交替控制，手动/自动模式选择，手动切换控制红绿灯等部分组成。
其中各部分电路之间存在一定的相互控制及制约作用，比如某个方向的绿灯转化为红灯之前，黄灯需要闪烁，同时绿灯要熄灭，那么就由控制黄灯的信号同时控制绿灯。
在手动模式和紧急情况下，开关需要对整个系统进行独立控制，这样就可以避免自动模式与手动及紧急情况下的矛盾。
在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。
交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，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。
AbstractThe main aim of this Course Design is to design a system of managing traffic lights,which contains frequency divider circuit,control of N counters,encoders of 05 seconds an 00 seconds,4-7 segment of decoding circuit,control of dynamic scanning,yellow lights flashing ,the red and green lights working in turn,selection of manual mode or automation,manual switching control traffic light and so on.There are some relations among some partial circuits,for example,before the green light in one direction turn to red ,the yellow light should flash and green light should extinguish at the same time,which will be controlled by the signals that controls yellow lights.When the system is in manual mode and an emergency,it need to be independent controlled by switches,which can avoid the conflicts between the automation and manual mode,emergency.目录摘要 (1)Abstract (1)设计要求 (3)一、任务 (3)1) 系统设计 (3)2) 实验调试 (3)3) 设计总结 (3)二、设计给定条件 (3)三、设计基本要求 (4)红绿灯管理 (4)时间牌管理 (4)四、设计附加要求 (4)红绿灯管理 (4)时间牌管理 (4)正文 (5)一、设计要求分析 (5)二、系统框图及工作原理 (5)三、模块电路 (6)1) 64Hz脉冲产生电路 (6)2) 分频电路 (8)3) 时间牌起始数设定电路 (8)4) 时间牌起始数选择电路 (9)5) 时间牌工作控制电路 (9)6) 数码管控制及驱动电路 (10)7) 黄灯控制及驱动电路 (10)8) 红绿灯控制及驱动电路 (11)9) 控制开关电路 (11)四、总体电路图分析 (12)1) 功能介绍 (12)2) 创新部分 (12)3) 自动模式下电路分析 (12)4) 手动模式下电路分析 (13)5) 紧急情况下电路分析 (14)五、芯片功能表 (15)六、调试步骤 (18)七、元器件清单 (19)八、收获体会 (20)九、附件 (21)参考文献 (21)设计要求一、任务根据给定的设计要求，在一定的条件限制范围内，综合运用模拟/数字电子技术知识进行方案分析、电路设计、参数计算，并经仿真调试得到一个满足设计要求的系统电路。
1)系统设计系统设计就是根据设计任务书给定的技术要求设计完整的系统电路。
具体要求:✧仔细分析设计任务书给定技术指标和设计要求，比较选择总体方案，并绘制系统方案结构框图；✧针对系统方案结构框图中的各个子功能模块，逐一设计并绘制各功能模块的单元电路图；✧根据系统结构框图进行各单元电路之间的信号连接；✧通过反复检查、修改,最后绘制出完整的系统设计电路图。
2)实验调试利用EDA开发环境MAX+PLUSII，完成系统电路图的设计输入、逻辑综合、时序仿真、编程下载和硬件验证全过程，实现片上系统SOC设计。
具体要求:✧设计输入以逻辑原理图方式为主，文本、波形等其它设计输入方式也可以考虑；✧熟练掌握MAX+PLUSII开发环境的操作与使用，独立完成系统设计的输入、编译、仿真、下载、硬件测试等工作。
3)设计总结整理设计资料，体会设计过程，撰写课程设计总结报告。
基本内容包括：✧设计任务与设计要求并简述设计系统功能；✧系统结构框图并简述各功能模块的工作原理；✧各单元电路原理图并简述各子电路设计过程；✧总体电路图及其相关说明(绘制规范标准3#图纸1张)；✧进行必要的方案讨论、参数计算、仿真分析、波形说明；✧收获体会与改进意见(包括设计中对遇到问题的分析以及解决办法)。
二、设计给定条件●东、西、南、北四个方向的红、黄、绿信号灯分别用红黄、绿三色发光二极管代替。
(东西-南北方向共用两只红、两只绿和两只黄发光管)；●用一个时间显示牌代表四个方向的时间显示牌,并用七段共阴数码管代替时间显示牌（动态扫描显示）；●应用MAX+PLUS II开发环境及EPF10K10LC84芯片进行交通管理系统的软硬件设计与开发；●工作电源与时钟信号源CP可利用实验箱上已有资源。
三、设计基本要求红绿灯管理信号灯要求当东西方向绿灯亮时（表示允许东西方向车辆直行或右转弯通过十字路口），这时，南北方向应亮红灯；当南北方向绿灯亮时，东西方向应亮红灯。
工作模式要求自动工作模式：东西方向和南北方向的红绿信号灯每隔一定时间应能交替点亮；红、绿信号灯显示时间相等，显示时间应能在20s-60s范围内人工设定，且设定间隔为10s；红、绿灯交替之前，从第五秒开始黄灯应以2Hz 频率闪动，至红绿灯交替时结束。
手动工作模式：能手动控制两个方向的红、绿灯显示；红、绿灯交替之前，不要求黄灯闪动；由手动转入自动时，对红灯或绿灯先转至何方向无特别要求。
时间牌管理自动工作模式时：时间牌数码管应从设定值开始，按秒递减显示，直至0秒交替时刻，循环工作手动工作模式时：时间牌数码管应熄灭四、设计附加要求红绿灯管理信号灯要求：当紧急情况发生时，报警电路工作，可手动控制东西方向和南北方向同时亮红灯并灭时间显示牌；当黄灯分时段控制时，黄灯在绿变红前5S闪烁，而在红变绿前5S不闪。
时间牌管理自动工作模式时：时间牌的两位数码管当有0值出现时能自动实现灭零显示；东西方向和南北方向的时间牌数码管的初值；可以进行不一致设置。
正文一、设计要求分析该交通灯管理系统应具有的功能如下：时间牌驱动电路时间牌控制电路红绿黄灯的驱动电路红绿黄灯的控制电路在设计的过程中应该注意各个模块电路之间的联系，在设计时间牌电路时，要考虑这块电路为红绿灯及黄灯送去控制信号，其中时间牌和红绿黄灯均要受手动和紧急信号的独立控制，另外红绿灯和黄灯之间要相互控制。
二、系统框图及工作原理工作原理：首先由脉冲产生与分频电路为控制器送去脉冲信号，同时时间初值设定模块为控制设定计数器的起始值，然后由手动/自动选择模块对控制器进行选择，决定控制器是处于自动模式还是手动模式，在这些信号设置好后，由控制器来控制数码管驱动器和信号灯控制器，接着就由数码管驱动器和信号灯控制器分别控制时间显示和红黄绿信号灯的工作状态，从而完成系统的功能。
时间显示 （数码管） 红黄绿 信号灯 数码管 驱动器 控制器 信号灯 控制器 手动/自动 选择 脉冲产生 与分频 时间初值设定三、模块电路1) 64Hz 脉冲产生电路由555定时器接成的多谐振荡器，由于接入了二极管D1和D2，从而电容的充电电流和放电电流流经不同的路径，充电电流只流经R1，放电电流只流经R2，因此电容C 的充电时间变为：211CLn R T而放电时间为：222CLn R T =故得输出脉冲的占空比为：211R R R q +=若取21R R =，则%50=q如图电路的振荡周期也相应地变为： 2)(2121CLn R R T T T +=+=若取F 12C μ=,21R R =,Hz f 64=则经过理论计算得出Ω==94021R R然而经过multisim 仿真最后得出Ω==85021R R仿真图中显示了由555接成的多谐振荡器产生脉冲的波形，频率以及电容充放电过程。
2)分频电路此处用74161——TTL 可预置四位二进制异步清除计数器进行分频，当由555振荡器送给74161_1 64Hz持续信号时，74161_1便开始加计数，当74161加满16位时，RCO端产生一个上升沿，从而使74161_2加一次数，如此重复，便使得74161_2的QA端产生一个2Hz 的脉冲信号，QB端产生一个1Hz的脉冲信号，从而达到分频的效果。
3)时间牌起始数设定电路此处电路可以作为两个不同方向，时间牌进行减计数时，起始数的设定。
其中A端控制的是南北红灯和东西绿灯所亮的时间，B端控制的是南北绿灯和东西红灯所亮的时间。
当A20s=H,A30s=L,B20s=L,B30s=H，则此时东西绿灯亮的时间为30s而南北绿灯亮的时间仅为20s，这样有利于东西方向车辆的通行。
此处电路主要是为了解决两个不同方向车流量的不同而设计，以便使得交通更为畅通。
4)时间牌起始数选择电路由于设计了时间牌起始数设定电路，所以必须要配有一个时间牌起始数选择电路，这样才能发挥起始数设定电路的作用，如图，74257_1即发挥这种作用，当select为低电平时，选择A端的信号，此时Y1Y2Y3Y4=A1A2A3A4；当select为高电平时选择B端信号此时Y1Y2Y3Y4=B1B2B3B4。
5)时间牌工作控制电路时间牌工作控制电路主要控制数码管的工作，为数码管送去0~9的BCD码。
其中高位的QAQBQCQD和低位的QAQBQCQD进行或运算，为74192_H和74192_L送去低电平置数信号，从而计数器从新进行减计数；74257_2主要受64Hz脉冲信号的控制，当64Hz的低脉冲送入74257_2的SEL端时，Y1Y2Y3Y4=A1A2A3A4，即高位信号被选中，此时64Hz 的低脉冲信号同时控制7448的灭零输入端RBIN，使得在选中高位信号时，灭零输入端RBIN 有效，从而达到高位灭零的效果；当64Hz的高脉冲信号作用于74257_2时，Y1Y2Y3Y4=B1B2B3B4，而7448的灭零输入端RBIN无效，所以低位的零不灭。