课程设计
本科生通用课设题目：交通信号控制器
电子信息工程专业班级：
名：姓
学号：
指导教师：
2012-12-28 时间：
成绩：
前言
在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。
因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。
交通信号灯常用与交叉路口，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。
有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。
自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化。
尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。
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。
目录
一．设计要求 (3)
二．系统概述 (4)
三．总体设计方案 (5)
四．各部分电路框图 (6)
4.1秒脉冲信号发生器的设计 (6)
4.2定时器的设计 (7)
4.3 控制器的设计 (8)
4.4 显示电路的设计 (11)
五．本人负责的电路设计 (12)
5.1电路图 (12)
5.2设计原理 (13)
5.3工作逻辑原理 (14)
5.4 仿真结果 (15)
六．结束语 (16)
6.1 总结及心得体会 (17)
6.2 总体电路图见附图 (17)
参考文献 (19)
一．设计要求：
设计一个十字多路口交通信号灯控制电路，用来控制主干道和支干道的红，绿，黄三种信号灯的亮与灭；
1、主干道处于允许通行状态亮绿灯60秒，行人灯同时亮绿灯，行人灯绿变红闪烁5秒后主干道开始黄灯闪烁10秒，然后同时变红灯，主干道左、右转弯绿灯亮30秒黄灯5秒变红；
2、支干道绿灯亮50 秒，行人灯亮25秒红灯闪烁，5秒后支干道黄灯闪烁5秒，之后与行人灯同时变红；支干道绿灯
亮10秒时右转绿灯亮，当支干道红灯时左转绿灯亮15秒，右转绿灯继续亮，二灯同时闪烁黄灯5秒变红；
3、具有外供电和电池供电两种方式，以保证外供电停止时信号灯仍保持工作，主干道应有倒计时装置。
二、概述
用NE555设计一个时基电路，用来产生秒脉冲。
在主干道用74ls190、74ls48以及两位共阴数码管来进行倒计时显示，时间分别是75s，60s，10s，30s，05s。
用74ls160与74ls138来进行状态转换。
75s倒计时时主干道禁行，60s倒计时时主干道绿灯亮，行人绿灯亮倒计时到5s时行人绿灯闪烁，10s倒计时时主干道黄灯闪烁，行人道绿灯闪烁，其余时间主干道与行人道红灯亮，30s倒计时时主干道左右转其余时间左右转红灯倒计时时左右转黄灯闪烁，5s绿灯亮，亮，
当主干道显示75s倒计时时，支干道开始通车，当75s到25s 时支干道绿灯亮，然后支干道黄灯闪烁5s随后变红，55s时行人绿灯亮，25s后红灯开始闪烁10s，然后变红。
20s时左转绿灯亮，然后左转黄灯闪烁5s，其余时间左转红灯亮。
65s到5s时右转绿灯亮，随后右转黄灯闪烁5s，其余时间右转红灯亮。
用74ls85组成八位数值比较器来控制支干道灯的亮灭。
用整流电路，滤波电路，稳压电路来将组成直流稳压电源来提供系统外供电。
三、方案
显示器
译码器信号主干道灯信号灯计数器时钟信号发生器
译码支干道驱动信号灯预置数电路主控电路
电路
四．交通信号灯控制原理电路框图
（一）用NE555组成多谐振荡器，产生秒脉冲
（二）用74ls190与74ls48以及共阴数码管组成倒计时显示电路
（三）用74465三态同相使能端八总线输出缓冲器来组成74ls190预置电路分别预置75，60，10，30,05，
来实现不同时间倒计时。
．
（四）用74ls160以及74ls138来组成主控电路来提供状态转换。
75s
60s
30s 10s
05s
状态转换图
（五）用与非门，电子开关4066以及数字比较器74ls85来组成主干道控制电路
（六）用74ls85数值比较器以及与非门来组成支干道控制电路
（七）用整流电路，滤波电路，稳压电路来将组成直流稳压电源来提供系统外供电。
八、元件列表
2十进制加减计数2十进制计数13-译码1
四位数值比较8八线缓冲5
模拟开1
控制电若若充放电、限若显示
放大、限若组成秒脉1开关与置若连接各电若非
与或174ls21 2个四输入端与门或非个
五．以下为设计的支干道电路：
一．支干道电路图：
二．设计思路
采用数值比较器74LS85为核心，逻辑与或非电路辅助完成对支干道各个灯的控制。
支干道总时间为75秒倒计时，当74LS138的14脚为低电平时，开启第一个74LS465,75秒倒计时开始，（同时74LS138的14脚接反相器
变为高电平）。
基本构成：由四位比较器组成八位比较器，A1A2A3A4连接倒计时的输出，B1B2B3B4置不同的数比较
两个74LS85的B1B2B3B4分别置65秒、55秒、30秒、25秒、20秒、05秒。
三．工作原理：
当主干道红灯时，支干道绿灯亮50 秒（从75秒到26秒），行人灯亮25秒（从55秒到31秒），行人灯红灯闪烁10秒（从30秒到21秒），支干道黄灯闪烁5秒（从25秒到21秒），之后与行人灯同时变红；
支干道右转绿灯亮60秒（从65秒到6秒），当支干道红灯时左转绿，右转绿灯继续亮，二灯同时闪烁黄灯秒）6秒到20秒（从15灯亮秒）变红；主干道绿灯亮秒（从5秒到05闪烁比较十位比较个位
25秒比较与，支干道绿灯亮秒（倒计时5075~26）
秒比较与20 倒计时5秒（25~21），支干道黄灯闪烁，支干道左转绿灯亮20~6）倒计时15秒（
55秒比较与 55~3125秒（），支干道行人灯绿灯亮倒计时
与30秒比较，支干道行人等红灯闪）30~21倒计时10秒（烁
与65秒比较，支干道右转绿灯亮）秒（倒计时6065~6
与5秒比较秒（倒计时55~0，支干道左右转黄灯闪烁）
黄灯闪烁功能：电路与时钟秒脉冲与逻辑，实现黄灯闪烁。
四．仿真结果：
1.主干道全部红灯，支干道绿灯亮50秒，从75秒开始到26秒。
2.支干道右转绿灯亮60秒从65秒到6秒。
3. 支干道右转绿灯继续亮60秒（从65秒到6秒），。
秒）31秒到55秒（从25支干道行人灯亮
4. 支干道右转绿灯继续亮60秒（从65秒到6秒）
行人灯红灯闪烁10秒（从30秒到21秒），
支干道黄灯闪烁5秒（从25秒到21秒）。
5.支干道右转绿灯继续亮60秒（从65秒到6秒），。
秒）6秒到20秒（从15当支干道红灯时左转绿灯亮
6.左右转向灯闪烁黄灯闪烁5秒（从5秒到0秒）变红。
六．心得体会：
本次课设内容丰富，难度适中。
能够很好地锻炼我的能力，对进一步掌握数字电子技术有了较大提高与巩固。
首先是对交通灯逻辑关系的分析，通过累真值表、卡诺图等方式，找出支干道各个灯不同的逻辑关系。
然后，巩固和查找实现这种逻辑关系的芯片，掌握芯片功能用途，想数值比较器的用途，74LS190计数器的倒计时功能，总线与分线在逻辑和功能上的相辅相成。
其次通过多人合作，相互交流，锻炼了团结合作的能力，而且通过交流不同的思想，讨论不同芯片的用途，掌握了如74LS465缓冲器的功能用途，用计数器74LS160和译码器74LS138组成置数控制电路，知道了三相电变两相电的设计。
通过多人电路的组合，还发现了一些问题，像主干道与支干道灯交替亮的逻辑混乱的克服，有个别灯延迟的现象的解决，都经过了一番研究。
七．总电路图
CVCCCV
C UU Bus TRAFFIC_LIGHT_SINGL5 V5
V U1774LS08U15U17U1574LS0474LS0874LS04U15X_74LS04V C5TRAFFIC_LIGHT_SINGLTRAFFIC_LIGHT_SINGL5
V U1U1M_1U17VD8)Ln1(11INAOAGTD4)Ln4(CL SOAEQB7)Ln1(1OA LTA74LS082)Ln3(G_DAT1INBDS1A Ln2(1)1INBD U151SA0)Ln1(B1 1IND1SAGT3)Ln4(X_AEQVS74LS04ALT4066BD_574LS85U3774L S02U2974LS08U3774LS02U3574LS08U31U3474LS0874LS08U3 174LS08U3374LS21N
参考文献：《数字电子技术基础》第五版高等教育出版社
编清华大学电子学教研组阎石主编。