交通信号灯制电路.doc

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控、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。随着城市机动车辆的不断增加，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，它们也是曾有效的改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长很热缺乏对高速道路的系统研究和控制，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倒库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，缓解主干道与道、城市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，通过我应用我所学的知识设计了一套交通灯控制电路的方案。交通灯的控制系统主要由计时电路，主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发生器组成。 关键词：控制系统; 计时电路； 主控电路； 信号灯转换器； 脉冲信号发生器  目录 第一章 绪论 1.1 交通信号灯控制系统研究的背景和意义 1.2 交通信号灯控制系统设计方案 第二章 状态控制器设计 2.1 状态分析 2.2 CD4029 的引脚图及引脚功能 2.3 状态控制器设计图 第三章 状态译码器设计 3.1 控制信号灯的译码电路的真值表 3.2 电路分析 3.3 三态门的功能 3.4状态译码器设计图 定时系统设计 4.1 计数器的作用及工作情况 4.2 共阳极LED七段数码管引脚图 4.3 74LS245的引脚图及引脚功能 4.4 数码连接译码电路 4.5三态门74LS245的引脚图及引脚功能 4.6 触发器的电路结构及功能 4.7定时系统设计图 第五章 秒脉冲发生器设计 5.1 555定时器介绍 5.2 NE555的特点 5.3 555定时器的引脚排列图及引脚功能 5.4 555定时器构成的秒信号发生器 5.5 秒信号发生器工作原理 第六章 系统电路原理图 要实现上述交通信号灯的自动控制，则要求控制电路由控制器、译码器、秒脉冲发生器、计数器信号灯译码驱动电路和数字显示译码驱动电路灯几部分组成、整个电路的原理框图如图所示： 译码、显示 主道信号灯 支道信号灯 　减法计数器 状态译码器 红灯闪烁控制 置数控制 状态控制器 秒脉冲发生器 图 1 交通信号灯控制系统结构框图 状态控制器：主要用于记录十字路口交通灯的工作状态，义实现对主、支干道车辆运行状态的控制。 状态译码器：按照状态控制器所处的状态，通过状态译码器分别驱动点亮相应的信号灯，指挥主、支干道的行人和车辆。 秒脉冲发生器：产生整个定时系统的时基脉冲，确保整个电路同步工作和实现时控制。 减法计数器：通过减法计数器对秒脉冲作减计数，完成计时任务，达到控制每一种工作状态持续时间的目的。减法计数器的回零脉冲使状态控制器完成状态转换，同时状态译码器根据系统下一个工作状态，决定计数器下一次减法计数的初始值。 第二章 状态控制器 2．1 状态分析 首先分析十字路口交通信号灯的实际各种可能状态。因主干道和支干道各有3种灯（红、绿、黄），它们在正常工作时，亮灯的组合只有4种可能。 设开始时主干道通行，支干道不通行，这种情况下主绿灯和支红灯亮，持续时间为30s。 30s后，主干道停车，支干道仍不通行，这种情况下主黄灯亮，支红灯闪烁，持续时间为5s。 5s后，主干道不通行，支干道通行，这种情况下主红灯和支绿灯亮，持续时间为20s。 20s后，主干道仍不通行，支干道停车，这种情况下主红灯闪烁，支黄灯亮，持续时间为5s。5s后又回到第一种情况，如此循环反复。 因此，主控制电路有4种状态，设这4种状态依次用So（主绿灯亮，支红灯亮）、S1（主黄灯亮，支红灯闪烁）、S2（主红灯亮，支绿灯亮）、S3（主红灯闪烁，支黄灯亮）表示，器状态编码及状态转换如图2-1所示： 图2-1 交通灯状态装换图CD4029连接成二进制加法计数器构成状态控制器。 2.2 CD4029的引脚图及引脚功能 CD4029为4位可预置二进制/十进制可逆计数器。它的引脚图如图所示2-2所示。该计数器可进行二进制加/减计数器或BCD十进制加/减计数操作，两种计数方式均有超前进行位功能；B/D端为高电平时，进行二进制数；B/D端为低电平时，进行十进制计数。U/D为高电平时，为