简易交通灯控制器 课设报告.doc

《电子技术》课程设计报告 简易交通灯控制器 目 录 前言… …………… …… ……… … …… … ……… ……1 一、课程题目设计要求… …………… ……………………2 二、系统选择与方案论证………… …………………… .2 三、系统总框图及说明………………………………… ….7 四、单元电路设计……………………………………… ….9 五、仿真过程与效果分析 ……………………… ……14 六、体会总结……… …………………………… … … ….16 附录：元件清单………………………………… ………… 17 参考文献，鸣谢……………………… ………… 19 前 言 在街道的十字路口中，为保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯。一般道路分主干道和支干道俩条，主干道和支干道上的车辆交替运行，主干道上车辆较多，因此通行时间较长，支干道上车辆较少，因此通行时间较短。主干道通行时绿灯亮，支干道上红灯亮；支干道通行时绿灯亮，主干道红灯亮，主干道与支干道之间红绿灯进行转换时需有黄灯作为过渡。基于以上规则，可以实现十字路口的交通管理自动化。 在本次课程设计中将采用Mutisim 10软件来实现原理图的创建、电路的测试分析、结果的图表显示等。在搭建电路之前，可以进行虚拟测试，可使得实验方法和实验手段现代化，扩展实验容量，市实验内容完备，提高实验效率，节省了实验资源。 实验准备期间，我们在网上、图书馆里搜集了大量的有关交通灯控制电路设计的资料，在深刻理解交通灯控制电路原理的基础上，我们组成员确定了以电路总体框架描述、电路功能模块划分、单元电路设计、仿真测试这四个主要实验步骤。 本次设计中，脉冲信号发生器及定时器部分由叶永强同学负责设计；主控制器部分和交通信号灯由周小军同学负责；数码管显示电路及计数器部分由我自己负责，最后整合得到完整系统。 在设计过程中，得到了各方的支持和帮助，在此向老师表示由衷的感谢。鉴于时间仓促，水平有限，错误与疏漏在所难免，敬请批评指正。 一、设计题目：交通灯控制器 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、出行人员安全便捷到达目的地的效果。本次实验通过一个实例，结合数字电路课程的学习来实现这样一个应用工具，达到理论在实际中的应用。摘要： 本论文介绍了利用数字电路中的一些基础芯片设计交通灯控制器。新控制器由时钟信号发生器、主控制器、置数器、计数器、译码驱动电路和数字显示电路等组成，它除了实现基本交通灯功能外，还具有倒计时显示、时间设置功能。相比于采用单片机或FPGA实现交通灯设计，新设计方法简单，不需要软件编程和调试。最后经Mutisim 10软件仿真表明，新设计方法完全正确 。关键词： 交通信号灯；秒脉冲信号发生器；定时器；控制器；译码显示电路 设计要求： 1. 定周控制：主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒； 2. 每次由绿灯变为红灯时，应有5秒黄灯亮作为过渡； 3. 分别用红、黄、绿色发光二级管表示信号灯； 4. 设计计时显示电路。 二、系统选择与方案论证： 方案一：采用单片机实现 选用8031单片机，8255并行通用接口芯片，74LS07，MAX692‘看门狗’，共阴极的七段数码管，双向晶闸管，7805三端稳压电源，红、黄、绿三色交通灯，开关键盘等，系统总框图如图1.1所示： 键盘设置时间参数 键盘设置时间参数 红外对管检测信号输入 8031 系统处理 锁存 红灯报警及记录车流量 8255A扩展CPU的并行接口 显示时间 交通灯 片选. 图1.1 方案一系统总框图 ② 方案二：采用数字电子技术（核心控制部分用触发器来实现） 交通灯控制系统的原理框图如下图所示。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。秒脉冲信号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，如图1.2所示： TL：表示主干道绿灯亮的时间间隔为45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。 TL TL ST HY FR HG FR TY ST ST HR FY HR FG TY TL ST S0 00 0 1 S1 01 0 1 1 0 S3 11 0 1 图1.2 方案二流程图 方案三： 交通灯控制原理图: