课程设计报告。
—数字电子技术。
题目交通灯模拟电路。
院系： 机电工程学院
专业： 电子科学与技术
学号： 20110661108
学生姓名廖炜旭。
指导教师陈金兰。
起止日期： 2023年 3月18日——2023年 3月22日。
摘要。交通灯控制电路是为了解决现代社会交通拥堵及易发交通事故，规范驾驶者的行车规则而设计的。我们做交通灯控制系统电路是将所学习的理论知识用于生活实际，进一步深入理解和掌握555定时器、74hc160计数器、74hc153选择器、74ls47译码器等电路元器件的工作原理和作用。
本文着眼于目前普遍应用在城市道路上的交通灯控制系统，从课程设计的题目要求出发，设计了一个东西方向和南北方向单向通行十字路口的交通灯控制电路。 首先进行交通灯状态变换的分析和交通灯总体框架的设计，接着提出了2种电路设计方案，通过优劣比较后选定了方案2：先设计让计时显示器按规律运行的电路，再通过计时电路的信号来控制交通灯按4种状态循环变换。
电源采用5v的直流电。1hz脉冲由555定时器产生，用两块74hc160实现计时，一块显示十位，一块显示个位，用2个d触发器74hc74实现60s，30s，4s时间的转换；利用计时电路控制4个状态。最后通过74hc153和相应的逻辑门实现对交通灯亮灭的控制。
目录。1、设计要求与目的4
1.1设计要求4
1.2设计目的4
2、方案比较及电路工作原理4
2.1方案比较及优选4
2.2方案二电路图原理如下5
2.2.1脉冲电路5
2.2.2 倒计时电路6
2.2.3状态控制电路8
2.2.4 灯显示电路8
3、pcb版制作与调试9
4、电子元器件清单11
5、实验、调试及测试结果与分析11
参考文献12
附录一13附录二14
交通灯模拟电路。
1、课程设计任务及要求：
1.1设计要求：
设计一个东西方向和南北方向单向通行十字路口的交通灯控制电路。要求如下：
1）南北方向（主干道）车道和东西方向（次干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为60s、次干道每次通行间为30s；
2）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）；
3）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮4s钟，才能变换运行车道；
4）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次；
（5）同步设置人行横道红、绿灯指示。
6）设计相关提示：所设计的交通路口为一十字路口，不涉及左右转弯问题。
1.2设计目的：
通过此次交通灯控制电路的设计，调制电路与pcb板的制作，了解常用电子电路设计的思路与过程，要求学会怎么通过protel绘制电路原理图，通过原理图导入成pcb图，以及pcb板的制作流程。同时，掌握交通灯控制电路的基本原理，其所涉及的通过555定时器产生秒脉冲信号，译码转换电路控制红绿灯的转换，利用加减计数器对时间的控制， 我们应该通过此次设计举一反三，学会了利用逻辑门电路与d触发器实行状态的转换和红绿黄交通灯的控制。
2、方案比较及电路工作原理：
2.1方案比较及优选。
从交通灯控制电路功能模块框图可知在倒计时电路，状态控制电路，灯显示电路这三块电路产生设计分歧。所以实现交通灯控制电路可以有2种方案：
1)先设计出让交通灯按4种状态循环变换的灯显示电路，再通过灯的状态控制计时显示器的显示的功能；
2)先设计让计时显示器按规律运行的电路，再通过倒计时电路的信号来控制交通灯按4种状态循环变换；
方案1，2均符合设计的要求，但通过具体实践和分析方案1显示电路需要比较多的芯片，其电路不是太复杂，但是过程比较繁琐。而方案2让显示电路来控制灯的发亮，这样显示电路就不受其他信号的影响，并且通过显示电路来控制交通灯的状态变换比较容易。综上所述，选择方案2来设计具体的电路。
2.2方案二电路图原理如下。
交通灯控制状态分析：
交通灯控制电路，要求每个方向有三盏灯，分别为红、黄、绿，配以红、黄、绿三组时间到计时显示。一个方向绿灯、黄灯亮时，另一个方向红灯亮。每盏灯顺序点亮，循环往复，每个方向顺序为绿灯、黄灯、红灯。
交通灯的运行状态共有四种，分别为：
状态0：东西方向车道绿灯亮，车道，人行道通行；南北方向车道红灯亮，车道，人行道禁止通行。
状态1：东西方向车道黄灯亮，车道，人行道缓行；南北方向车道红灯亮，车道，人行道禁止通行；
状态2：东西方向车道红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车道绿灯亮，车道，人行道通行；
状态3：东西方向车道红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车道黄灯亮，车道，人行道缓行；
4种状态循环往复。交通灯电路的具体运行状态框图如图2.1(人行道交通灯未标明)所示。
2.2.1脉冲电路。
利用555定时器为主组成多谐振荡器，输出1hz的矩型方波，实现脉冲电路功能。
根据t=ln2（r1+2r2）*c1计算：取r1=r2=10k c1=47uf c2=0.1uf
计算出较为准确的周期t=1s
2.2.2计时电路。
十字路口要有数字显示，作为计时提示，以便人们更直观地把握时间。具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每s加1的计数方式工作，直至加到数为6和0，十字路口绿、黄、红灯变换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。
根据题目的要求南北方向（主干道）车道和东西方向（次干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为60s、支干道每次通行时间为30s。也就是一个循环是90s，如此先显示60s后显示30s计时，然后再显示60s计时，以此类推。 设计时采用两块74hc160，一块是显示十位，一块是显示个位。
个位接成十进制，从0开始计时，当到达9时，向高位发出一个进位信号，再继续从0计时。一开始使十位数置数为0，二进制为0000，个位数为0，二进制为0000，此时个位产生一个进位信号给十位的脉冲输入端，十位的74hc160芯片计时一次，结合个位的设置，电路从00开始计时。当主车道绿灯亮了56s，此时，个位显示6，十位显示5，主车道的绿灯熄灭，主车道的黄灯开始计时闪亮4s，当计时到60后，个位芯片74hc160发出一个进位信号，向高位进数，但是高位已经是6了，按照要求此时十位应该是从0翻转4，即二进制0100，为了实现这功能，通过研究十位的二进制数发现，十位的二进制是从0000到0101计数完，翻转为二进制0000，然后从到0101计时，当到0101后就结束一个循环，又从0000开始新的一个循环。
从二进制0011和0010两个不同的预置数，发现可以用1个d触发器74ls74接成t触发器并把q端接至十位计时的最低位来完成这个功能。高位产生进位信号时将q端的信号置入，当这个进位信号（低电平）消失后，产生一个上升沿的脉冲信号，使t触发器翻转然后保持，下一个进位信号来时就把此时的q值置入（此时q值为原来的非，即由0变1或由1变0），然后翻转。通过以上置数方式可实现0011和0010的交替置入。
另外，通过在特定时刻（倒计时高位由0000变为0010后）对t触发器进行清零，可实现主次干道通行时间的调整。最后将电路的倒计时接到译码器74hc4511，再接到共阳极数码显示管上显示十进制数字。
数电交通灯课程设计报告
四 实验结果分析。1 时钟信号。ne555芯片外围参数设置为r1 100k，r2 22k，c 10uf,根据周期理论计算公式为。代入参数t约为1s，从示波器波形图上观察得到测得的周期为1.000s,与理论值相符！2 主线绿灯时间。示波器通道1显示时钟信号 实际测量时修改ne555外围参数将时钟频率提...
数电 交通灯课程设计
四川航天职业技术学院。电子工程系。数字电路课程设计报告。课题名称 交通信号灯控制系统 姓名 谢正杰。学号 201011111090 专业班级 g10电子装配一班 指导老师 李涛。目录。第1章交通信号灯控制器的总方案及总设计框图2 1.1 交通信号灯控制器的方案比较2 1.2 交通信号灯控制器的总方案...
数电课程设计 交通灯
目录。1.设计总体思路，基本原理和框图 2 2.单元电路设计3 3.总电路图7 4.安装 调试步骤8 4 故障分析与电路改进8 5 总结与设计调试体会9 6 附录 元件清单10 7 参考文献10 8评分表11 1.设计总体思路，基本原理和框图。1 用 制计数器的状态信号控制预置数达到n进制逆计数器进...