交通灯控制器设计数字课设.doc

前 言 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、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 ? ? 不同的城市有不同城市的问题，但共性就是混合交通流问题。在交叉口如何解决混合交通流中的相互影响或彼此的相互影响，就是解决问题的关键！随着我国城市化建设的发展，越来越多新兴城市的出现，使得城市交通成为了一个绝对主要的问题。同时随着我国经济的稳步发展，随着城市机动车量的不断增加，人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进入寻常老百姓的家庭许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，再加上政府大力发展的道交、出租车，使得车辆越来越多，这不仅要求道路要越来越宽阔，而且要求有新的交通管理模式和交通规则的出台。因此，自80年代后期，很多城市纷纷扩建城市道路，在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道路的系统研究和控制，加宽道路并没有充分发挥出预期的作用。而城市道路多十字路口、多交叉的特点，也决定了城市道路的交通状况必然受这种路况的制约。 于是，旧的交通控制系统的弊病和人们越来越高的要求激化了矛盾，使原来不太突出的交通问题被提上了日程。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多车道城市道路，缓解城区的交通拥堵状况，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。 由于交通路口的形状和规模不一，所采用的信号灯的数量、控制要求不一，控制的复杂程度也就不一样，为此有关部门愈来愈多的注重在交通管理中引进自动化、智能化技术比如“电子警察”、自适应交通信号灯以及耗资巨大的交通指挥控制系统等。随着经济的发展和社会的进步，道路交通已愈来愈成为社会活动的重要组成部分。对交通的管控能力，也就从一个侧面体现了这个国家对整个社会的管理控制能力，因此各国都很重视用各种高科技手段来强化对交通的管控能力。 图1.1 交通灯控制器控制流程图 2) 增加自动夜间开关功能，黄灯亮(使用光敏三极管) 3)增加手动功能，方便盲人通过 〖提高要求〗 1)要求显示剩余时间 2)增加拐弯时序 〖主要参考元器件〗：74LS74，74LS00，74LS168，74LS248，74LS164，74LS08 第二章 系统的组成及工作原理 2.1 系统的组成: 2.1.1 系统原理框图 本次设计的交通灯控制器原理框图如图1.2所示： 图1.2 系统原理框图 图中看出此次设计主要由4个大部分组成： 1.脉冲产生电路。 设置好参数R1,R2和C就可以产生交通灯控制器所需要的1秒的脉冲。 2.分频电路。 因十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮时间比例分别为5:1:6；所以通过两个1/2 74LS74芯片与秒脉冲连接产生4倍分频（既是4秒的脉冲）。 3.系统控制电路。 选用中规模74LS164八位移位寄存器组成扭环形12进制计数器。 4.显示部分电路。 显示控制部分实际上是一个定时控制电路。当绿灯亮时，使减法计数器开始工作（用对方的红灯信号控制），每来一个秒脉冲，使计数器减1，直到计数器为“0”而停止。译码显示用74LS48 BCD码七段译码器。显示器用LC5011-11共阴极LED显示器，计数器材用可预置加、减法计数器，如74LS192。 2.2 工作原理 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。 控制器部分它由74LS164组成扭环形计数器，然后经译码后输出十字路口南北、东西两个方向的控制信号。其中黄灯信号必须满足闪耀，并在夜间时，使黄灯闪亮，而绿、红灯灭。 数字显示部分当南北方向绿灯亮，而东西方向红灯亮时，使南北方向的74LS168以减法计数器方式工作，从数字“24” 开始往下减，当减到“0”时，南北方向绿灯灭，红灯亮，而东西方向红灯灭，绿灯亮。由于东西方向红灯灭信号（EWR：0）使与门关断，减法计数器工作结束，而南北方向红灯亮使另一方向——东西方向减法计数器开始工作。在减法计数开始之前，由黄灯亮信号使减法计数器先置入数据，黄灯亮（为高电平）时，置入数据。黄灯灭（Y=0）而红灯亮（R=1）开始减计数。 第三章单元电路设计、参数计算、器件选择 3.1 电路模块设计 3.1.1 设计方案 根据设计要求，参考交通灯控制器的逻辑电