课程论文
（2012小学期）
论文题目：交通信号灯控制器设计报告课程名称：电子技术课程设计
任课教师：冯磊
班级：电子102
学号：1008140105
姓名：高华宇
交通信号灯控制器设计报告
第一章任务要求
（1）设计内容：在主道，支道的路口，设计交通信号等控制器；
（2）基本要求：主道通行30秒，支道通行20秒，通行间隔5秒，主道优先为原则；显示通行时间；
（3）附加要求：紧急情况处理：制动检测路口是否有等候车辆；
(4 ) 设计时显示电路，计时方式尽量采用倒计时；
第二章原理框图
各模块间关系如下图所示：
第三章电路设计
3.1 方案原则
◆满足题目的技术指导和设计要求
◆简单明了，思路清晰
◆设计新颖
◆成本低，体积小，器件少
3.2 方案设计
总体思路如下图所示：
第四章体统实现
4.1 车辆检测电路
由两个单刀双掷开关代替车辆检测电路4.2 主控电路
（1）状态选择
电路中灯的四种状态如下：
状态（Q1Q2）主干道支干道
00 绿红
01 黄红
10 红绿
11 红黄（2）状态转换图
（3）芯片选择
使用双JK触发器CD4027
JK触发器特性方程：Q*=JO’+K’Q
且J1=Q2 K1=Q2 得J2=X2Q’2+(X1+X’2)Q2 K2=1
4.3 灯控电路
（1）真值表
（2）逻辑表达式
G=Q1’Q2’Y=Q1’Q2 R=Q1
g=Q1Q’2 y=Q1Q2 r=Q’1
4.4 置数电路
（1）原理
四种主状态与置入计数器的数呈一一对应关系。

结合反馈控制部分，我们发现，由于芯片的延时效应，当主控时钟上升沿到来，主状态发生变化时，置数信号已经消失。

所以要用前一时刻的主状态给后一时刻置数。

（2）逻辑表达式
2D=2C=1D=1B=0 2B=Qz
2A=Q1Q2 1C=2A=Q’zJz
4.5 时基电路
（1）原理
该部分由555定时器接成的多谐震荡器提供时钟信号CLK
周期公式：T=（R·+2R2）C1In2
选C1=100uF R1=1k
根据周期公式
可取R2=6.8k
（2）电路图如图所示:
4.6 计数电路
（1）计数控制电路
为了便于控制，在电路中选用两片CD40192（十进制加减计数器）作为计数控制芯片
在技术控制时采用倒计时，时钟信号从CPD端输入。

同时采用两芯片异步计数，将低位的借位信号作为高位的时钟信号。

由于在一轮的技术完成后需要对芯片进行置数，故将高位的借位信号（低电平）接至两芯片的异步置数端PL。

（2）计数显示电路
使用七段数码管和CD4511译码器作为驱动芯片，可以用来实现计数显示。

在电路中，数码管选用共阴极连接方式。

考虑到数码管的电压电流限制，为了防止数码管被烧毁，需要在各个管脚串联电阻R进行控制，R选用510欧。

第五章仿真动态分析
当主道支道均有车，电路处于正常工作状态，数码管分别显示30S,5S,20S,5S循环，信号灯分别按照既定的状态显示；
当主道有车，支道无车，电路处于主道优先状态，数码管不管之前显示何种状态，最终显示为00状态，信号灯最终也随之停止在主绿支红的状态；
当主道无车，支道有车，电路处于支道优先状态，数码管之前显示何种状态，经过切换，最终显示00状态，信号灯最终也随之停止在主红支绿的状态；
当主道支道均无车，电路处于主道优先状态，数码管不管之前显示何种状态，经过切换，最终显示为00状态，信号灯也随之最终停止在主绿支红的状态。

第六章组装调试过程及心得
在整个组装调试过程中，我只能用困难重重来表达我的感受。

实验初期，我报着极大的热情去焊接电路板，仅用了两天的时间就连完了电路，并且全部焊接完。

可能是开始进行的太顺利了，在调试的过程中遇到了很多的问题，我不断的调试，同时也帮着同学调试，虽然我到最后一天才让电路正确运行，但在整个调试的过程中，我学到了很多，也对书本上的知识有了更深的理解，在帮助同学的过程中，我见识了各种各样的错误，比如，虚焊，断焊，由于疏忽连接了本不该连接的节点，电路图连接不正确，电路逻辑
有问题，电阻太小导致灯泡获得的电压低而不亮，同时也更加熟练的运用万用表。

总的来说，我在调试电路的过程中对焊接电路及其运行原理有了更深的理解。

在调试电路的过程中也磨练了我的心智，我有过好几次下定决心要放弃，最后还是坚持下来，检查出了错误。

就因为一个40192芯片有问题，我花了4天的时间把整个电路检查了2边，又测了每个地方的电平，分析逻辑，最后才找出问题。

在查找错误的过程中，我深深的感受到了科学的严谨，在以后从事科学研究时，我们应该持有严谨的态度，因为一个小小的问题就可以让我们的工作前功尽弃！
电子电路全图。