毕业论文-交通信号灯的设计与制作.doc

武汉软件工程职业学院 2010级毕业论文（设计） 课题名称 交通信号灯的设计与制作 学生姓名 学 号 班 级 光电1004班 指导老师 完成时间： 2012 年 11 月 28 日 光电子与通信工程系  目录 摘要 3 第一章 设计概论 3 1.1 设计目的 3 1.2 设计任务与要求 3 1.3 设计思路 4 第二章 设计原理与分析 4 2.1 设计原理与分析 4 第三章 设计器材简介 12 3.1 双4选1数据选择器74LS153 12 3.2 74ls74双d触发器 13 3.3 NE555定时器 15 第四章 设计内容 16 4.1 仪器设备 16 4.2 设计步骤 16 4.3 电路图 17 第五章 设计心得与个人体会 18 5.1 心得体会 18 5.2 感谢 19 参考文献 21 摘要 当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。交通信号灯是交通信号中的重要组成部分是道路交通的基本语言交通信号灯由红灯（表示禁止通行）、绿灯（表示允许通行）、黄灯（表示警示）组成交通灯控制器是可以自动控制交通灯，并以倒计时的方式显示出时间，方便行人和车辆在通行时有条不紊的通行，达到交通井然有序，出行人员安全快捷的到达目的地的效果。本次实验的就是想通过这样的一个实例，来结合数字电路课程的学习共同实现这样的一个应用工具，达到理论和实践相结合的目的。设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒；要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道；黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次 。甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次 实现这个交通灯控制器可以采用PLD、FPGA、单片机等可编程器件或基本数字逻辑器件实现。在这次实验中采用74系列数字集成芯片和555时基芯片实现相应功能 设计原理与分析 2.1 设计原理与分析 此电路为十字路口交通灯控制电路，要求东西向和南北向不能同时出现绿（黄）灯，发生“撞车”现象。即当某一方向为绿灯或黄灯时，另一方向必为红灯。设计时序如下： 东西向 南北向 ??交通灯控制系统的原理框图如图所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中： TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则，TL=0。??TY：表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，TY=1，否则，TY=0。??ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。图 交通灯控制系统的原理框图 （1）图甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行，乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔TL时，控制器发出状态信号ST转到下一工作状态。（2）甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道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，乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。（3）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。（4）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上位过县停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换号ST，系统又转换到第（1）种工作状态。  交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如表12、1所示，控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。表1 控制器工作状态及功能???为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定： AG=1：甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮；AY=1：甲车道黄灯亮；BY=1：乙车道黄灯亮；AR=1：甲车道红灯亮BR=1：乙车道红灯亮；??由此得到交通灯的ASM图，如图2所示。设控制器的初始状态为S0（用状态框表示S0），当S0的持续时间小于25秒时，TL=0（用判断框表示TL），控制器保持S0不变。只有当S0的持续时间等于25秒时，