51交通灯控制器的设计科研科技报告.pdf

福州大学至诚学院

《科研科技实践》设计报告

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2020年12月30日

目录

1设计任务与要求1

1.1基本功能1

1.2扩展功能1

2设计原理2

3Proteus仿真原理图4

4系统设计框图5

5硬件电路图6

6元件清单8

7设计体会9

8参考文献9

附录10

1

交通灯控制器的设计

1设计任务与要求

1.1基本功能

设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，

在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，

黄灯亮则停止行驶（给行驶中的车辆有时间停在禁行线以外）。具体要求如下：

（１）用红、绿、黄发光二极管作信号指示灯。

（２）主支干道交替允许通行。主干道每次放行45秒，支干道每次放行25

秒。

（３）在每次由绿灯亮转换到红灯亮的过程中，要亮5秒钟的黄灯作为过渡。

1.2扩展功能

1、紧急通行控制，模拟交通管制，通过按键强行切换为路口双向红灯闪烁

或者黄灯闪烁。

2、模拟高峰时段车辆通行时可以根据车流量对主干道和支干道经行时间调

整。

2设计原理

设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一

方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体

状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，

直至状态6然后循环至状1，周而复始，即如图（图2-1）所示：直至状态6然

后循环至状态1，通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态

归纳如下：

2

图2-1交通状态

东西方向红灯灭，同时绿灯亮，南北方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时20

秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。

东西方向绿灯灭，同时黄灯亮，南北方向红灯亮，倒计时2秒。此状态下，

除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。

南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时20

秒。此状态下，东西向允许通行，南北向禁止通行。

南北方向绿灯灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时2秒。此状态下，

除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。

下面我们可以用图表表示灯状态和行止状态的关系如下：

3

状态1状态3状态4状态6

东西向禁行等待变换通行等待变换

南北向通行等待变换禁行等待变换

东西红灯1100

东西黄灯0001

东西绿灯0010

南北红灯0011

南北绿灯1000

南北黄灯0