电子技术课程设计---交通信号灯系统设计.doc

河南理工大学 电子技术课程设计报告 交通信号灯系统设计 姓 名： 学 号： 专业班级： 指导老师：　 郭 宇 所在学院： 电 气 学 院 2011年6月29日 目 录 摘 要 3 一 交通灯基本工作原理 4 1.1工作流程图 4 1.2工作时序 5 二 交通灯基本组成 7 2.1 单次手动电路及秒脉冲发生器 7 2.2 控制器 7 2.3 显示控制部分 7 三 设计步骤及方法 8 3.1 单次手动及脉冲电路 8 3.2 控制器部分 9 3.3 数字显示部分 10 3.4 汽车模拟控制电路 10 四 电路总体说明 12 五 设计所用器材 13 参考文献 14 摘 要 本文介绍交通信号灯的基本工作原理，基本组成，设计步骤及方法，电路说明等。着重强调了设计的原理和方法，并附以电路说明，从更深层次的把交通灯的设计原理展现给大家。它结合模拟电子技术和数字电子技术的基本研究方法并根据实际情况进行设计电路，并最终实现指挥交通。本文的思路基于智能交通灯设计方案，并进行简单改进。着重从数字电子的方向研究问题，把与非门和RS密码锁等方面的知识运用到实际的设计中，并发挥实际作用，最终实现红黄绿的三个灯的交替自动变换。 关键词 电子技术 课程设计 交通信号灯 计数器号灯计数器 一 交通灯基本工作原理 交通灯系统原理图：其中红灯R亮，表示该条道路禁止通行；黄灯Y亮表示停车；绿灯G亮表示允许通行。见下图 图1 交通灯控制器系统框图 设计中十字路口交通信号灯控制，要求如下： 1.1工作流程图 图2 交通灯顺序工作流程图 图中设南北方向的红，黄，绿灯分别为NSR,NSY,NSG东西方向的红，黄，绿灯分别为EWR,EWY,EWG。 工作方式：南北方向绿灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向黄灯亮。 1.2工作时序 东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和；南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序工作图如下： 假设每个单位时间为3秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为15秒、3秒、18，一次循环为36秒。其中红灯亮的时间为绿、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。 图3　交通灯时序工作流程图 为了方便人们玩直观地把握时间，十字路口要有数字显示，作为提示，具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减1计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的人作循环。 例如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为18，并使数显计数器开始减“1”计数，当减到绿灯灭而黄灯亮时，数显的值应为3，当减到“0”时，此时黄灯灭，而南北方向的红灯亮；，同时，使得东西方向绿灯亮，并置东西方向的数显为18。 二 交通灯基本组成 它主要由控制器、和秒脉冲信号发生器等部分组成。RS触发器产生的；秒脉冲发生器是该系统中和控制器的标准时钟信号源，RC振荡电路构成。 控制器 控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。74LS164组成扭环形计数器，然后经译码后，输出十字路口南北、东西二个方向的控制信号。 显示控制部分 显示控制部分，实际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，使计数器减肥，直到计数器为“0”而停止。译码显示可用法74LS168BCD码七段译码器，显示器用LC5011—11共阴极LED显示器，计数器采用可预置加、减法计数器，如74LS168、74LS193等。 汽车模拟运行控制部分 此部分为电路扩展部分，可用LED发光二极管模拟汽车行驶电路当某一方向绿灯亮时，这一方向的发光二极管接通，并一个一个向前移动，表示汽车在行驶；当遇到黄灯亮时，移位发光二极管就停止，而过了十字街口的移位发光二极管继续向前移动；红灯亮时，则另一方向转为绿灯亮，那么，这一方向的LED发光二极管就开始移位（表示这一方向的车辆行驶）；用移位寄存器组成汽车模拟控制系统。 三 设计步骤及方法