本设计通过 CD4060 计数器产生的是 2Hz 的时钟脉冲，不符合系统要求的 1Hz 时针脉冲，所 以需要一个分频电路，即把 CD4060 所产生的信号进行 2 分频。该分频电路可以用任何一个二进 制计数器来实现。本文选用 74HC390 计数器来实现，74HC390 是一个双二-五-十进制加法计数 器，其引脚接法及功能如下所示： ① 每个集成块中由 2 组计数器，每组计数器由两个计数器组成，共有 4 个计数器。 ② 每组计数器内有 1 个一位二进制计数器和 1 个五进制计数器。它们可以单独计数，但清零时 同时清零。A，B 为时钟脉冲的输入，下降沿触发。QA，QB，QC，QD 为计数输出。 ③ 如 1 位二进制计数器的输出 QA 接上五进制计数器的时钟脉冲的输入 B，则构成 8421BCD 码 十进制的计数器。A 为时钟脉冲的输入，QA，QB，QC，QD 为输出，QD 是最高位；五进制计数器 的输出 QD 接上二进制计数器时钟脉冲输入 A，则构成 5421BCD 码十进制的计数器，B 为时钟脉 冲的输入，QA，QB，QC，QD 为输出，QA 是最高位。 ④ 清零 RD 为异步清零，高电平有效。 在本电路中，将 clka 与 CD4060 脉冲发生器的时钟输出相连，Qa 即为 1Hz 时钟输出。其具体电 路如图 3 所示。
考虑到控制信号与输入变量的关系，需要用一个数据选择端，同时由于数据是由四位二进 制数所组成，所以共选用两个双 4 选 1 数据选择器 74153。 74153 的输出受与 4516 相连的加法 器 74390 的输出控制。此部分采用 74LS153 芯片、输入与非门 74LS00 以及加法器 74390 构成， 其电路原理图见图 4 和图 5。
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第 2 章 相关电路的设计
第 2 章 相关电路的设计
2.1 时序脉冲产生和分频电路
时钟电路是数字系统不可缺少的一个重要组成部分，因为数字电路只有在时钟电路的驱动 下才可正常工作。根据应用场合的不同，不同数字电路选择使用不同类型的时钟发生器。因交 通灯控制系统的秒信号精度不高，故可选用 555 定时器，也可选用 RC 环行振荡器，考虑到红灯 亮的时间与倒计数的时间一致，本系统选用 CD4060 计数器来得到一个时钟脉冲。

和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城
市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合
适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周
边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此，
其中 74LS153 引脚图内部有 2 个 4 选 1 数据选择器，其真值表为表 2。 其中 C0-C3 为数据输入端，Y 为输出端，A、B 称为地址输入端。A、B 的状态起着从 4 路输 入数据中选择哪 1 路输出的作用。输出状态与输入数据无关。注意 A、B 地址在集成块中由 2 个 4 选 1 共用，高位为 B，低位为 A，BA=01 时，Y=C1，BA=10 时，Y=C2。
在 CP 时钟上升沿减 1 计数。 ⑤ RD为异步清零端，RD为高电平时，计数器清零。 ⑥ C/B 为进位/借位输出，在减法计数时，当 Q0-Q3 输出“0000”时为低电平；在加法计数
时，当 Q0-Q3 输出“1111”时为低电平，其余输出高电平
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第 2 章 相关电路的设计
2.3 初值预置电路
交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要
的组成部分。
随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行
的情况，因此，自 80 年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，
它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究
1、寄存电路:：主要用于记录和控制十字路口交通灯的工作状态，它产生控制信号，通过 状态译码器译码后，分别点亮相应的信号灯；
=2、脉冲发生器产生该系统的时基脉冲信号，通过减法计数器对秒脉冲减记数，实现控制每 一秒钟做状态持续时间的目的 ；
3、减记数到零时，产生回零脉冲使状态控制器完成状态转译码。 4、显示红灯闪烁控制置数控制状态控制器 5、交通灯定时控制-显示系统同时状态译码器根据系统的下一个工作状态决定计数器下一 次减计数的初始值；减计数的状态经 BCD 译码器译码后，由数码管显示。 (3) 4516 是异步可预置四位计数器 数据选择器 74LS53 加法器 74390 74HC390 计数器 双 2—4 译码器 74139 74HC390 计数器 74LS283 全加器
笔者进行了深入的研究，以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题
来进行具体分析讨论。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况
阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设
计方案。 关键字：交通控制 , 交通灯, 译码器,
计数器
在各种数字控制系统所处理的数据都是二进制代码的，而我们实际生活中总是习惯于十进 制数。因此需用要把十进制代码转达换为二进制代码，或用二进制代码组成二一十进制代码。 完成此项功能的电路称为编码器。CD4510 具有复位 CR,置数控制 LD,并行数据 D0～D3,加减控 制 U/D ,时钟 CP 和进位 CI 等输入.CR 为高电平时,计数器清零.当 LD 为高电平时,D0～D3 上的 数据置入计数器中,CI 控制计数器的计数操作,CI=0 时,允许计数.此时,若 U/D 为高电平,在 CP 时 钟上升沿计数器加 1 计数;反之, 在 CP 时钟上升沿减 1 计数. 除了四个 Q 输出外,还有一个进位/ 错位输出 BOCO
电路工作总体框图
交通灯控制电路主要由以下几部分构成，如附录图 1 所示，分别为时序脉冲产生和分频电 路、绿灯计时电路、绿黄灯初值预置电路、状态控制电路、红灯计时器、显示电路等部分构成。 状态控制器是系统的核心部分，由它决定交通灯处于哪一个运行状态。（状态 0~状态 3）。从而 使相应的交通灯点亮，并决定下一个状态的预置电路该预置的绿灯或黄灯的预置值。图中的状 态控制器由二位加法器实现，2 位加法器输出 00～11 对应红绿灯的 4 个状态，绿灯 1、黄灯 1、 绿灯 2、黄灯 2。当一个状态计时时，数据选择下一个状态的预置值。当前状态计时结束后，计 数器置入下一个状态计数值并计数，循环往复。绿灯 1 和黄灯 1 亮时红灯 2 亮，绿灯 2 和黄灯
安徽工贸职业技术学院
毕业论文（设计）
论文题目：交通灯控制电路的设计 姓 名：刘 倩 专 业：生产过程自动化 指导教师：杨 嵩 提交日期：2009 年 4 月
交通灯控制电路的设计
摘要:随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，
已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、
, 控制器
目录
第 1 章 道路交通灯的总体设计 …………………………………………………………1
1.1 设计电路总体框图和要求 …………………………………………………………1 1.2 所需相关器材介绍及环节原理 ……………………………………………………2
第 2 章 相关电路的设计 ………………………… ……………………………………3
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第 1 章 道路交通灯的设体设计
亮时红灯 1 亮。绿灯亮时，红灯显示值为绿灯的值加黄灯预置值加 1，黄灯亮时，红灯显示数 据和黄灯同步。
其他单元在状态控制器的状态控制下有序的完成计时和计时转换。假定当前状态如绿灯亮， 运行结果分析如下：状态控制器输出接入四选一译码器，选中绿灯 1 所对应的数码管，此时四 位减法计数器输出结果送入绿灯 1 对应的数码管，显示绿灯计时的时间，其他数码管（黄灯 1、 绿灯 2 和黄灯 2 均不亮），而红灯 2 同时也被选中，开始显示当前的红灯 2 时间，红灯 2 的时间 为绿灯 1 和黄灯 1 计时之和。当计时递减到 0 时，状态控制器的状态进入下一个状态，同时四 位减法计数器置入黄灯 1 预置的时间，开始对黄灯计时进行递减，此时红灯 2 的时间仅为黄灯 1 的时间，当黄灯 1 递减到 0 ，状态控制器又进入绿灯 2 亮的时间，分析过程与上面类似。这 样周而复始完成交通的显示过程。
2.1 时序脉冲产生和分频电路 …………… …………………………………………3 2.2 倒计时计数电路计 ………………………………… ……………………………3 2.3 初值预置电路 …………………………………………………………………… 5 2.4 状态控制电路 ………………………………………………………………………5 2.5 红灯数值控制电路 …………………………………………………………………6 2.6 数码显示电路 ………………………………………………………………………7 2.7 论证方案 ……………………………………………………………………………8 2.8 设计心得 ……………………………………………………………………………8
①CP为计数器时钟输入，上升沿触发。 ② LD为异步数据预置控制端，当LD高电平，D0-D3上的数据置入计数器中。 ③ CI 为计数控制端，控制计数器的计数操作，CI=0 时，允许计数，CI=1 时，保持。 ④ U/D 为加/减计数控制端，U/D 为高电平时，在案 CP 时钟上升沿计数器加 1 计数；反之，
2.2 倒计时计数电路
倒计时计数电路主要由计数器构成，它在整个系统设计中的作用是实现计时计数，在此我 们选用减法计数器，因为本设计说明计时时间可预设，所以需要可预置数的计数器，结合以上 要求，本系统采用 4516。 当交通灯控制系统开始工作时，该部分电路将实现各种状态的转换 功能，即东西南北方向绿灯、黄灯 4 种工作状态的转换，首先数码管显示东西方向绿灯的预值， 当其减到零时，计数器产生借位，状态由之前的“00”转为“01”，此时东西方向绿灯灭，计 数器重新置数，即东西方向黄灯预置值，当其减到零时，计数器又产生借位，状态由之前的“01” 转为“10”，此时东西方向黄灯灭，计数器又重新置数，即南北方向绿灯预置值，反复循环。