电子课程设计说明书--交通信号灯控制.doc

电子课程设计 题 目： 交通信号灯控制 院 别： 机电学院 专 业：机械电子工程（师范） 姓 名： 学 号： 同组人员： 指导教师： 日 期： 2016.01.08  电子课程设计任务书 一、 本次课程设计实践的目的和意义 学习和掌握电子电路的应用和设计，充分认识理论知识对实践的指导性作用，进一步加强理论知识 与应用相结合的实践和锻炼。通过这次电子课程设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识的认识 和理解，使学生的设计水平和对所学知识的应用能力以及分析问题、解决问题的能力得到全面提高。 二、 实践设计时间和题目 （一）设计实践时间：1 周 （二）设计分组及要求：每组 3-4 人，每个题目仅限 2 组选择。 设计要求：a.方案确定、单元电路计算；b.设计、仿真相关电路；c.编写说明书。 （三）设计内容 交通信号灯控制器： ①用红、黄、绿三种发光二极管作为信号灯，用逻辑开关代替传感器作为检测车辆是否到来的 信号；②交通规则遵循“红灯停、绿灯行”，红绿灯的时间设定为 60 秒； ③每次绿灯变红灯过程中， 要求黄灯先闪亮 5 秒； ④采用中小规模集成电路设计。 设计任务及要求： 1、 电路设计：根据题目和所用的接口电路芯片设计出完整的应用电路。 2、课程设计说明书：a、本次课程设计的目的和意义。b、设计报告：字数约 3000～5000 字（不包 括程序清单），内容包括：1 设计题目；2 系统的主要功能、作用以及主要技术性能指标；3 总体 设计方案、工作和组成原理（框图）或设计说明、采用的技术路线等；4 系统设计：电路设计，程 序设计（程序框图和程序清单及注释）其他有关的理论分析和计算；5 设计总结：对整个设计工作 过程进行归纳和综合，对设计中所存在的问题和不足进行分析和总结，提出解决的方法、措施、建 议和对这次设计实践的认识、收获和提高。c、作品的使用或操作说明。d、设计图纸或图表（如接 口电路原理图等）。装订时将课程设计说明书附在封面的 3 页之后。 设计题目：交通信号灯控制 摘要 本设计设计一个交通信号灯控制系统，包括移位寄存器的选择、电路的设计与调试和系统仿真，实现用红、黄、绿三种发光二极管作为信号灯，用逻辑开关代替传感器作为检测车辆是否到来的信号；交通规则遵循“红灯停、绿灯行”，红绿灯的时间设定为 60 秒；每次绿灯变红灯过程中，要求黄灯先闪亮 5 秒。系统地阐述了整个交通信号灯的设计过程。 关键词：交通信号灯；调试；电路设计；仿真；寄存器 目录 1 系统设计分析 3 1.1设计要求 3 1.2 总体设计 3 1.2.1原理框图 3 1.2.2分析 4 1.2.3单元电路设计 4 2 硬件电路设计及实现 6 2.1 秒脉冲产生模块 6 2.2信号转换模块 7 2.3计数和显示模块 7 3系统仿真 9 3.1 主干道绿灯，支干道红灯状态 9 3.2 主干道黄灯，支干道红灯状态 10 3.3 主干道红灯，支干道绿灯状态 11 3.4 主干道红灯，支干道黄灯状态 12 4参考文献 13 5 课程设计总结 14 附件 15 1 系统设计分析 1.1设计要求 用红、黄、绿三种发光二极管作为信号灯，用逻辑开关代替传感器作为检测车辆是否到来的信号； 交通规则遵循“红灯停、绿灯行”，红绿灯的时间设定为60秒； 每次绿灯变红灯过程中，要求黄灯先闪亮5秒； 采用中小规模集成电路设计。 1.2 总体设计 1.2.1原理框图 交通灯控制系统的原理框图如图1所示。它主要有秒脉冲发生器、分频器、控制器、计数器及倒计时显示电路组成。秒脉冲发生器是该系统中控制器的标准时钟信号源。控制器是系统的主要部分，由它来控制计数电路工作。 图1 1.2.2分析 :主干道绿灯亮，支干道红灯亮。支干道禁止通行，绿灯亮足规定的时间间隔30s时，转到下一个工作状态。 ：主干道黄灯亮，支干道红灯亮。支干道禁止通行，黄灯亮足规定的时间间隔5s时，转到下一个工作状态。 ：主干道红灯亮，支干道黄灯亮。主干道禁止通行，支干道的黄灯亮足规定时间间隔的5s时转到下一个状态。 ：主干道红灯亮，支干道绿灯亮。主干道禁止通行，支干道上的车辆允许通过绿灯亮足规定的时间间隔30s时，电路有转到第一种工作状态。 交通灯的以上四种状态是由控制器的移位寄存器74LS164芯片和一些门电路来进行控制的，具体介绍见后续控制器功能说明。 1.2.3单元电路设计 实现信号灯的转换有多种方法，现采用比较