基于NE555的交通灯设计.pdfVIP

武汉理工大学《电子综合实训Ⅱ》说明书

交通信号灯电路的设计

1.技术指标

1.1初始条件

直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备

工具。

1.2要求完成的主要任务

（包括电子综合实训工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）

1.3技术要求

设计一种利用发光二极管作为交通信号灯的指示，实现南北、东西车道的交替通行，

要求实现南北车道方向循环显示的顺序是绿灯、黄灯、红灯；东西车道方向循环显示的顺

序是红灯、绿灯、黄灯。

2.设计方案及其比较

2.1方案一

电路结构：脉冲信号发生器，控制电路，交通灯显示电路。电路如图1所示。

图1方案一原理图

脉冲信号发生器：由NE555构成的多谐振荡器组成，振荡周期T=(R1+2R2)C2Ln2,我

们需要1HZ的信号，于是T=1S,我们取C2=10uf,R1=25K,R2=50K可满足产生频率为

1

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1HZ方波的条件。

控制电路：由74ls161和74ls138组成，74ls161是四位二进制计数器，用来控制计数

的时间。为了满足74ls138译码器的8个端口输出。这里我们只用Q2Q1Q0三个输出口，

构成8进制计数器，即从000计数到111循环，刚好和74ls138译码器的输出的8个数相

对应。译码器则与交通灯相连，将74ls161的控制信号传给交通灯。

交通灯显示电路：通过译码器和一些门电路，可以设定相应交通灯的显示时间，满足

南北东西显示的要求。这里我们设置南北方向的绿灯，黄灯，红灯的时间分别为3s，1s，

4s，东西方向对应的灯为红灯，绿灯，黄灯，时间分别为4s，3s,1s。由于138译码器输

出低电平，所有可以通过与门控制相应的灯显示时间，并且灯为共阳极连接。如（东西）

南北方向需要3s的绿灯显示，则需要一个三输入与门；南北方向需要4s的红灯显示的时

候，由于南北方向的红灯显示的时间等于东西方向的绿灯和黄灯的显示时间之和，所以可

以把东西方向的绿灯对应的三输入与门的输出端和东西方向的黄灯输出端接到一个二输

入与门的输入端，二输入与门的输出接到南北方向的红灯，就可以实现红灯4s显示。

2.2方案二

电路结构：信号发生器，控制器，交通灯显示电路如图2所示。

图2方案二原理图

设计思想：首先我们把交通灯显示分为四个状态，如表1所示：

表1交通灯状态表

2

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采用分模块设计的思想，模块化后，通过设置或程序清除来实现状态的转换，由于每

一个模块的计数大多不是相同的，这里的各模块是以预置数和计数器计数共同来实现的，

所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为：对不同的状态输入要产生相应状态的

下一个状态的预置数，如要求的南北车道和东西车道,分别为南北车道的置数选择和东西车

道的置数选择。

以南北车道为例，简述其设计思想。可以通过程序循环的方法设计该模块，主要思想

是通过数据判断指令、跳转指令实现，由主控制器计时和中断产生的四个状态去译码，从

而得到不同的输出，即预置数，由上分析可用一个计数器和跳转指令去完成的预置数。

可以用数据选择器的思想，在本系统中，直接通过门电路的译码，接下来就是计数模

块了，其主要的功能细分为，要从预置数开始递减计数，一个状态结束，通过判断，通知

主控制模块，使之进入下一模块。

2.3方案三

电路同样由三部分构成：基于NE555的脉冲信号发生器，控制器，交通灯显示电路。

原理如图3所示：

图3方案三原理图

脉冲信号发生器原理不在累述。控制器由四位二进制计数器74ls1