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简易交通灯控制逻辑电路设计-数电课程设计

简易交通灯控制逻辑电路设计-数电课程设计
简易交通灯控制逻辑电路设计-数电课程设计

数字电子课程设计

_____交通等控制逻辑电路

学校:咸阳职业技术

专业:应用电子技术

班级: 0701

姓名:李丹

学号: 070620171

日期: 2011.10.01到2011.10.20

简易交通灯控制逻辑电路设计

一、设计任务与要求

1.东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮,时间15s。

2.东西方向与南北方向黄灯亮,时间5s。

3.南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮,时间l0s。

4.如果发生紧急事件,可以手动控制四个方向红灯全亮,禁止该道路的车辆通行,特殊

情况过后能恢复正常。

二、方案设计与论证

根据设计任务与要求,我们可以知道这个交通灯的设计是分主次干道的,两个方面的时间是不同的,东西方向通行15s,南北方向10s,这就要求我们要有两个计数器,根据我自己的经验,东西方向通行15s完,倒计时数字显示器会显示到0,然后切换到南北方向通行10s 完之后, 倒计时数字显示器也会显示到0之后然后切换到南北方向,这样如此循环,这样的话我们就要设计一个16进制和一个11进制的计数器,根据我们所学和知识,可以用两片74192芯片来构成对应进制的计数器,由于是15和10之间循环切换,我们可以用利用JK触发器的翻转功能来实现两种进制计数器之间的切换;当然还有每个方向倒计时只有5s时,黄灯闪,一直到0为止,由于黄灯是当两个计数器倒计时到5时开始闪,我们就可以在这时发出一个脉冲然后一直保持到0,或者是接收0~5这段时间的脉冲都可以控黄灯只在到了这段时间才亮;还有就是一个紧急开关,我们可以控制在出现紧急情况时使用清零端使之清零,并且红灯直接接到电源,使之一直处于亮的状态。

方案一:

交通灯控制原理图:

图1

1)正常运行时

倒计数首先倒计时预置数,通过秒脉冲源给器发送秒脉冲,倒计时器开始倒计时,驱动时间显示器显示,并且交通灯也正常运行,当倒计时器计到5s时,我们当然同时可以在时间显示器上看到,这时倒计时器驱动黄灯控制器,使正在亮绿灯方向的黄灯闪烁,当倒计时器计到0时,驱动计数进制转换器,使倒计时器预置为另一个进制,并同时控制和改变交通灯的显示,其实就是计数进制转换器既可以完成进制转换,也同时充当了交通灯的转换功能.如此往复循环.

2)紧急情况时

当按下紧急开关时,倒计时器一直处于清零状态,车辆通行的交通灯四个方向的红灯同时亮起.并且在出现紧急情况后恢复正常时通过紧急开关可以切换哪个方向先通行.

1)正常运行时

由555定时器计时,驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,当一个方向的计数完成之后会产生一个脉冲,给通道选择器, 然后通道选择器驱动计数进制转换器转换到另一个进制,由计数进制转换器预置555定时器的定时时间,然后再驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,如此往复,其中555定时器是由电阻和电容来控制定时时间,其中的计数进制转换器就可用一个数据分配器74138来选择所需电阻的大小来控制,通道择器就可用两个JK触发器构成一个四进制的计数器,其中两个输出端就可以来作为计数进制转换器74138的输入,并且这两个输出端还可作为交通灯选择器74138的输入

2)紧急情况时

当按下紧急开关时,使交通灯选择器的使能端为0,各个方向的红灯直接接到电源,这样可以使车辆通行的交通灯四个方向的红灯同时亮起.

选择:

通过这两个方案的对比,由第二个方案用的是555定时器来计时,所以无法显示倒计时的时间, 并且在出现紧急情况后恢复正常时也不能通过紧急开关切换哪个方向先通行.我觉得第一个方案更符合我们的实际要求,所以我选择了第一个方案.

三、单元电路设计

1.倒计时计数器

这里是采用两片74192两片芯片构成16和11进制计数器,控制个位数字的74192的减计数控制端接1HZ的脉冲输入,其中输入端A、C是接在一起并接在进制控制器的输出端。其中两个74192的置数端是由控制十位数字的74192一个高位输出端QD通过一个非门接过来的,并且低位输入端A接高电平,控制十位数字的74192的减计数控制端接控制个位数字的74192的借位输出端BO。两个74192的清零端都接在紧急开关的一端。如下图:

图3

2.黄灯控制电路

这里是采用数据分配器74138,该芯片的输入端A、B、C 分别接倒计时计数器中的控制个位数字的74192的输出端QA、QB、QC,为了保证是在显示器只是在显示0~5s 时黄灯亮,应把此74138的使能端G1由倒计时计数器中的控制十位数字的74192的输出端QA与由倒计时计数器中的控制个位数字的74192的输出端QD通过一个或门再经过一个非门接过去。然后6输出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5都分别经过一个非门然后都接

入一个或门,那么或门的输出端就是接黄灯的,也即黄灯控制器的输出端。如下图:

图4

3.信号灯转换电路(计数进制转换器)

信号灯转换器其实就是由计数进制转换器来实现,即一个JK触发器,其中J、K端都

同时接高电平,即构成了一个T’触发器,目的就是实现翻转功能,其时钟输入端是由倒计时计数器中的两片74192的八个输出端经过一个或门然后经过一个非门接入。如下图:

图5

4.交通灯显示电路

一个方向的红灯由信号灯转换电路的反向输出端~Q和一个紧急开关的输出端经过一个或门接入,黄灯是由信号灯转换电路的正向输出端Q和一个紧急开关的输出端经过一个非门以及一个黄灯控制电路的输出端经过一个1HZ的脉冲源,这三个输出端再经过一个与门接入,绿灯由信号灯转换电路的正向输出端Q和一个紧急开关的输出端经过一个非门,这两个输出端再经过一个与门接入;另一个方向的红灯由信号灯转换电路的正向输出端Q和一个紧急开关的输出端经过一个或门接入,黄灯是由信号灯转换电路的反向输出端~Q和一个紧急开关的输出端经过一个非门以及一个黄灯控制电路的输出端经过一个1HZ的脉冲源,这三个输出端再经过一个与门接入,绿灯由信号灯转换电路的反向输出端~Q和一个紧急开关的输出端经过一个非门,这两个输出端再经过一个与门接入.其中还加入一人行道的信号灯,这些灯的接法就是红灯接在相邻车辆信号灯的绿灯上,绿灯接在相邻车辆信号灯的红灯上即可,也就是该方向上的车辆通行,人行道就禁通行,反之,人行道通行.如下图:

5.紧急开关

该开关这里用的是单刀双掷开关,一端就是接入每个交通灯,直接接红灯,其它灯是经过了一个非门接入,该端还接入到倒计时计数器两片74192的清零端.另一端是不起作用,其实也可以用一个单刀单掷开关,该开关不仅能够在发生紧急事件,可以手动控制四个方向红灯全亮。在处理完紧急事件后,第一次开始进入正常运行状态时还可以通过它控制切换选择哪个方向开始先通行.

图7

6. 脉冲发生器

图8

如上图所示,R6和C2组成一个串联的充放电电路,在NE555的7引脚上输出一个方波信号C2上得到一个三角波,此三角波送到NE555的2脚输入端。由NE555的内部比较器和门电路共同作用,以维持7脚上的方波信号和3脚上的输出方波。

四、总原理图及元器件清单

1.总原理图

如图8

2.元件清单

五、结论与心得

经过20天的努力,我终于完成关于交通灯控制电路的电子课程设计,通过20天不断的查资料让我积累了许多实际操作经验,已初步掌握了数电的应用技术,以及数字电路的知识和有关器件的应用,我深刻体会到了数子电路技术对当今现代社会的重要作用。经过这次设计,我学会了许多东西,学会了严密的思考,构想及怎样把计划付诸于实际行动之中。同时与社会的不断高速发展的步伐相比,我认识到自己所学的知识和技能还远远不足,有些实际性的问题还不能够解决,缺少很多有实际运用价值的知识储备,缺乏应有的动手解决实际

问题的能力,缺乏些高效利用及筛选大量资料的能力,缺乏资源共享及应有的团队合作精神,有待进一步提高,我应当学好自己的专业知识以适应不断发展的社会。

在这次课程设计中,我学会了如何有效的利用网络资源及图书馆的藏书,找到了几个很不错的专业网站,为以后的查阅专业方面的信息和相互之间的交流打下了坚实的基础,学会了如何看电路图,识别电路图,提高了自己的专业技能,同时也培养了自己独立解决实际问题的能力,也培养了自己认真和严谨的科学态度,收到了很大的启发,为以后的工作积累了些宝贵的经验。

六、参考文献

[1]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京:高等教育出版社

[2] 孙梅生,李美莺,徐振英.电子技术基础课程设计[M].北京:高等教育出版社

[3] 梁宗善.电子技术此处课程设计[M].武汉:华中理工大学出版社

[4]张玉璞,李庆常.电子技术课程设计[M].北京:北京理工大学出版社

[5]谢自美.电子电路设计?实验?测试(第二版)[M].武汉:华中科技大学出版社

数字电子技术课程设计之交通灯控制系统

数字电子技术课程设计之交通灯控制系统 专业班级:物联网112 指导教师:陈际 组成员:王海超、殷修修、张天一

一、内容摘要 二、设计内容与要求 三、方案分析 四、原理图设计 4、1信号灯控制器电路 4、2信号灯译码器电路 4、3计时器系统 4、4显示译码器 4、5 LED七段数码管 4、6 555振荡器组成的秒脉冲电路 五、整体电路图以及工作原理 六、参考文献 一、内容摘要 电路通过两个D触发器组成的四进制级数器和由与非门组成的译码器来控制主干道和支干道红、绿、黄灯的状态变化,从而达到疏

通车辆安全顺利通过十字路口,有555计时和电容电阻组成的秒脉冲发生器,计时器由两个74LS190计数器构成,分别用于计时的十位和个位,显示译码器把74LS190输出的BCD码译成七位二进制代码通过七段数码管显示出相应的十进制数。 二、设计内容与要求 为了确保在十字路口车辆安全顺利的通过,在交叉路口设置红、绿、黄三种信号灯,红灯亮时禁止通行,绿灯亮时允许通行,黄灯亮时给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。 任务和要求: 1、在主干道和支干道之间交替放行,主干道每次放行50秒,支干道每次放行40秒。 2、每次绿灯亮变红时,黄灯先亮4秒,而原红灯不变。 3、用十进制数显示放行与等待时间。 三、方案分析 方案一、用数电电子技术来实现交通灯的控制 1、交通灯控制系统原理框图如图1-1所示 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,秒脉冲发生器是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,经驱动电路驱动信号灯工作,控制器是系统的主要成分,由它控制定时器和译码器工作。

简易交通灯控制电路的设计课程设计

长安大学 电子技术课程设计 题目简易交通信号灯控制器 班级 姓名黄红涛指导教师温 凯歌 日期 前言 在现代城市中,人口和汽车日益增长,市区交通也日益拥挤,人们的安全问题也日益重要。因此,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。有了交通灯之后人们的安全出行有了很大的保障。 自从交通灯诞生以来,其内部的电路控制系统就不断的被改进,设计方法也开始多种多样,从而使交通灯显得更加智能化。尤其是近几年来,随着电子与计算机技术的飞速发展,电子电路分析和设计方法有了很大的改进,电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段,这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。 因此,在本次课题为简易交通灯的课程设计中,通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。

本设计分为两个部分:第一部分是由定时器、时钟脉冲驱动和控制器组成的秒脉冲信号发生装置;第二部分是有译码器、发光二极管和数码管组成的交通信号灯以及时间显示装置。各部分采用分模块设计,正文中详细介绍了各模块的功能和原理。 为了完成本次设计,参阅了大量的资料,包括所用到的芯片的详细中英文资料。搜集和查阅资料是一个漫长但是非常重要的过程,获取各模块电路原理,然后经过讨论比较,结合课题要求,确定出一套最合适的方案。小组人员花费几天时间,通过图书馆和上网查阅资料,分别查阅到相应资料。经过商讨,结合现有资料,制定基本框架,并基本定出电路图。在MULTISIM软件里进行电路仿真,来验证电路的正确性。通过仿真来验证实验原理和电路的正确性。在整个过程中,充分发挥主观能动性,将平时所学的理论知识和实际相结合,往往理论可行的东西,实际并不一定能出现结果,这就是我们需要解决的问题,通过问老师或者查资料来分析解决问题。最后确定仿真没有错误后,汇总电路图。 本设计分为两大部分,交通信号灯以及译码显示电路(时间显示)部分由黄红涛同学和韩白雨同学负责主导设计;秒脉冲信号发生以及控制部分由任永刚同学负责,最后进过整合后得到完整系统。 由于缺少实践经验,并且知识有限,所以本次课程设计中难免存在缺点和错误,敬请老师批评指正。 黄红涛 2010年12月29日 目录 前言 (2)

智能交通信号灯控制系统设计

编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系(盖章) 二O一五年五月十日

德州学院毕业论文(设计)中期检查表

目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误!未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误!未定义书签。 杨红宇 要: 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力,这些缺点体现在:红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制,随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。

数字电路课程设计交通灯

数字逻辑电路设计 课程设计报告 系(部):三系 专业:通信工程 班级: 2011级<1>班 姓名:陈 学号: 201103061 成绩: 指导老师:李海霞 开课时间: 2012-2013 学年二学期

一、设计题目 交通信号灯控制器 二、主要内容 1、分析设计题目的具体要求 2、完成课题所要求的各个子功能的实现 3、用multisim软件完成题目的整体设计 三、具体要求 (一)、交通灯信号控制器仿真设计 设计要求 (1)设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为35s。时间可 设置修改。 (2)在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5s,才能变换运行车道。 (3)黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。 (4)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。 (5)假定+5V电源给定。 四、进度安排 第一天:介绍所用仿真软件;布置任务,明确课程设计的完整功能和要求。第二天:消化课题,掌握设计要求,明确设计系统的全部功能,图书馆查阅资料。 第三天:确定总体设计方案,画出系统的原理框图。 第四天:绘制单元电路并对单元电路进行仿真。 第五天:分析电路,对原设计电路不断修改,获得最佳设计方案。 第六天:完成整体设计并仿真验证。 第七天:对课程设计进行现场运行检查并提问,给出实践操作成绩。 第八天:完成实践报告的撰写

五、成绩评定 课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定,最终考核成绩由四部分组成: 1、理论设计方案,演示所设计成果,总成绩40%; 2、设计报告,占总成绩30%; 3、回答教师所提出的问题,占总成绩20%; 4、考勤情况,占总成绩10%; 无故旷课一次,平时成绩减半;无故旷课两次平时成绩为0分,无故旷课三次总成绩为0分。迟到20分钟按旷课处理。

基于PLC的智能交通灯控制系统设计 开题报告

南京师范大学中北学院
毕业设计(论文)开题报告
( 10 届)
题 目: 基于 PLC 智能交通灯控制系统设计
专 业: 电气工程及其自动化
姓 名: xxx 学 号: xxx
指导教师: xxx 职 称:
填写日期:
2014 年 2 月 20 日
南京师范大学中北学院教务处 制
开题报告填写要求
1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格

审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业 设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及院、系审查 后生效;
2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计 的电子文档标准格式(可从教务处网址上下载)打印,禁止打印在 其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;
3.有关年月日等日期的填写,应当按照国标 GB/T 7408—94《数 据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一 律用阿拉伯数字书写。如“2011 年 4 月 26 日”或“2011-04-26”。
4.院系审查意见栏签章:自办专业盖中北学院教学院长签名章、 中北学院公章,非自办专业盖联办二级学院教学院长签名章、联办 二级学院公章。

毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告
1.本课题的目的及研究意义:
随着我国交通事业的迅速发展,各种公交、运输汽车、私家车等车的急速增加,使 得城市道路交通日益堵塞,交通在许多城市已经成为“瓶颈”问题。因此,提高城市路 网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。
虽然各城市已在十字路口设置了交通灯,对交通进行了有效的疏通,但是随着社会、 经济的快速发展,原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何 改善交通灯控制系统,使其适应现在的交通状况,成为研究的课题。
传统的十字路口交通控制灯,通常的做法是:事先进行车流量的调查,运用统计的 方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而,实际上车辆流量的变化往往是不确定 的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的 方案,仍然会发生这样的现象:绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等 候通过。可见,统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状,更为现实的需要是:能有 一种能够根据车流量变化适时调节的交通灯控制系统。
我所要研究的就是基于 PLC 的智能交通灯控制系统。智能交通系统(ITS—— Intelligent Transport Systems)ITS 是一个跨学科、信息化、系统化的综合研究体系, 其主要内容是:将先进的人工智能技术、自动控制技术、计算机技术、信息与通讯技术 及电子传感技术等有效的集成,并应用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围 内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。由于交通系统具 有较强的非线性、模糊性和不确定性,是一个典型的分布式非线性系统,而且具有多种 信息来源、多传感器的特点,用传统的理论与方法很难对其进行有效的控制。把先进的 智能控制技术、信息融合技术、智能信息处理技术与交通管理技术结合起来,代表着城 市交通信号控制系统发展的方向。
智能交通的发展是现代社会经济发展的客观要求,交通运输是国民经济和现代社会 发展的基础。由于现代社会城市化速度越来越快、国民经济的高速增长、全球经济的一 体化进程加快、个人旅行与休闲时间的不断增加以及人们对交通需求越来越高,智能交 通便成为现代社会经济发展的客观要求。

数电课程设计交通灯

数字电路课程设计报告书 系部名称:电子工程学院 学生姓名: 专业名称:微电子 班级: 实习时间: 题目:交通灯控制器

一实验目的 1.综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件的原理及其应用,锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。 2.深入了解交通灯的工作原理。 二实验要求 1)在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯,显示顺序为其中一个方向是绿灯,黄灯,红灯,另一方面是红灯,绿灯,黄灯。 2)设置一组数码管,以计时的方式显示允许通行或禁止通行时间,其中一个方向上绿灯亮的时间为20秒,另一个方向上绿灯亮的时间是30秒,黄灯亮的时间都是5秒。 3)当任何一个方向出现特殊情况,按下手动开关,其中一个方向常通行,倒计时停止,当特殊情况结束后,按下自动控制开关,恢复正常状态。 三使用元件 器件型号数量器件型号数量 161 2 LED 6 08 2 电阻4.7K 1 04 3 电阻150K 1 00 1 电阻100欧姆 1 48 2 电容4.7uF 1 74 1 电容103 1 555 1 数码管 2 面包板 1 斜口钳 1 四总体方案的设计 1.分析系统的逻辑功能,画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图所示。它主要由控制器、定时器和秒

脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源,控制器是系统的主要部分,由它控制定时器,数码管和二极管的工作。 2.分析系统的状态变化,列出状态转换表: (1)主干道绿灯亮,支干道红灯亮。表示主干道上的车辆允许通行, 支干道禁止通行。 (2)主干道黄灯亮,支干道红灯亮。表示主干道上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行,支干道禁止通行。 (3)主干道红灯亮,支干道绿灯亮。表示主干道禁止通行,支干道上的车辆允许通行。 主控部分 秒脉冲发生 器 交通灯 倒计时控制部分 数码管显示 反馈 控制

交通灯控制电路设计.doc

百度文库 长沙学院 电子技术 课程设计说明书 题目交通灯控制电路设计 系( 部) 电子信息与电气工程系 专业 ( 班级 ) 电气工程及其自动化 姓名龙欣 学号B214 指导教师张海涛 起止日期 电子技术课程设计任务书(27) 系(部):电子信息与电气工程系专业:电气工程及其自动化指导教师:张海涛课题名称 交通灯控制电路设计

百度文库 由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口,为确保车辆安全、迅速地通行,在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行; 绿灯亮允许通行;黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。实现红、绿灯的 自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。 设设计要求: 1.掌握交通灯控制电路的设计、组装与调试方法。 计 2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法,能够运用所学知识设计一定规模的电路。 内 设计任务: 容 1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。 及 2.当主干道允许通行亮绿灯时,支干道亮红灯,而支干道允许亮绿灯时,主干道亮红 要 灯。 求 3.主支干道交替允许通行,主干道每次放行30s、支干道20s。设计 30s 和20s 计时 显示电路。 4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,要亮 5s 的黄灯作为过渡,以使行驶中 的车辆有时间停到禁止线以外,设置5s 计时显示电路。 1、系统整体设计; 设 2、系统设计及仿真; 计 3、在 Multisim 或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示; 工 作 4、提交一份完整的课程设计说明书,包括设计原理、仿真分析、调试过程,量参考文献、设计总结等。 起止日期(或时间量)设计内容(或预期目标)备注 进 第一天课题介绍,答疑,收集材料 第二天设计方案论证 度 安第三天进行具体设计 排 第四天进行具体设计 第五天编写设计说明书 指导老师 月教研室 年日 意见意见 年月日 长沙学院课程设计鉴定表 姓名龙欣学号B214专业电气班级 2

单片机设计方案——交通灯控制系统设计方案

单片机课程设计报告交通灯控制系统设计

摘要 本设计是针对交通灯系统的设计,由单片机AT89C51(实物用AT89S52)、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中,构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列,是一组高性能兼容型单片机,AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机,40个引脚,片内含4KB Flash ROM和128B RAM,它是一个全双工的串行通行口,既可以用常规编程,又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示,对每一位数码分时轮流通电显示,复位电路采用上电+按钮电平复位,时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式,在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描,已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计,并将已编程的程序载入调试,可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时,A、B道轮流放行。A道放行 25秒,B道放行20秒。一道有车而另一道无车,交通灯控制系统能立即让有车道放行。有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止普通车辆通行,A、B道均为红灯,紧急车由K2 开关模拟。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。

目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1:源程序代码 (13) 附2:系统原理图 (20)

交通灯控制电路数电课程设计数字电路课程设计

——交通灯控制电路 目录 第一章:序言 (2) 第二章:设计任务书 (2) 第三章:电路组成和工作原理 (4)

第四章:设计步骤及方法 (7) 第五章:总结 (10) 第七章:参考文献 (10) 第一章序言 随着社会的飞速发展,城市交通问题日益凸显严重,尤其在城市街道的十字叉路口,频繁发生交通问题,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。其中红灯亮,表示道路禁止通行;黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行,已经过停车线的的车辆继续通行;绿灯亮表示道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换,指挥车辆行人通行,保证车辆行人的安全,实现十字路口交通管理自动化。

第二章设计任务书 一、设计题目: 二、技术内容及要求: 三、给定条件及器件 四、设计内容 1.电路各部分的组成和工作原理。 2.元器件的选取及其电路逻辑图和功能。 3.电路各部分的调试方法。 4.在整机电路的设计调试过程中,遇到什么问题,其原因及解决

的办法。 第三章电路组成和工作原理设系统工作的十字路口由主、支两条干道构成,4路口均设红、黄、绿三色信号灯和用于计时的2位由数码管显示的十进制计数器,其示意图如图5—1所示。 图1 十字路口交通信号灯控制示意图 根据交通规则,交通信号灯自动定时控制器所需实现的功能如下: (1)主、支干道交替通行,通行时间均可在0 ~ 99 s内任意设定。 (2)每次绿灯换红灯前,黄灯先亮较短时间(也可在0 ~ 99 s内任意设定),用以等待十字路口内滞留车辆通过。 (3)主支干道通行时间和黄灯亮的时间均可由同一计数器按减计数方式计数(零状态瞬间进行状态的转换,视为无效态)。 (4)在减计数器回零瞬间完成十字路口通行状态的转换(换灯)。

交通灯电路设计

第三章数字电路课程设计 课程设计1:交通灯逻辑控制电路设计 一、简述: 为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过,往往都采用自动控制信号灯来进行指挥。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。交通灯控制电路的系统框图如图3.1.1所示: 图3.1.1 交通灯控制器系统框图 二、设计任务和要求 设计一个十字路口交通信号灯控制器。基本要求如下: 1.满足图3.1.2顺序工作流程。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。它们的工作方式有些必须是并行进行的,即南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮;南北方向黄灯亮,东西方向红灯亮;南北方向红灯亮,东西方向绿灯亮;南北方向红灯亮,东西方向黄红灯亮。 2.应满足两个方向的工作时序:即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。时序工作流程图3.1.3所示。图3.1.3中,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15秒、3秒、18秒,一次循环为36秒。其中红灯亮

的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和。 图3.1.3 交通灯时序工作流程图 3.十字路口要有数字显示,作为时间提示,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0,然后以每秒加1计数方式方式工作,直至加到绿灯灭为止;当黄灯亮时,置显示器为0,然后以每秒加1计数方式方式工作,直至加到黄灯灭为止;当红灯亮时,置显示器为0,然后以每秒加1计数方式方式工作,直至加到红灯灭为止。例如:假设每个单位时间为3 秒,当南北方向从红灯转换成绿灯时,置南北方向数字显示为0,并使数显计数器开始加“1”计数,当加到绿灯灭而黄灯亮时,数显的值应从14跳回到0,同时黄灯亮,黄灯计数,当数显值从2跳到0时,此时黄灯灭,而南北方向的红灯亮;红灯计数加“1”计数,当加到红灯灭时,数显的值应从17跳回到0。同时,使得东西方向的绿灯亮,并置东西方向开始计数。 4.扩展功能: (1)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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 NSG t

交通灯控制电路

交通灯控制电路 交通灯的课程设计 [要点提示] 一、实验目的 二、实验预习要求 三、实验原理 四、实验仪器设备 五、练习内容及方法 六、实验报告 七、思考题 [内容简介] 一、设计任务与要求 1(设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为25秒; 2(要求黄灯先亮5秒,才能变换运行车道; 3(黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次。 二、实验预习要求 1(复习数字系统设计基础。 2(复习多路数据选择器、二进制同步计数器的工作原理。 3(根据交通灯控制系统框图,画出完整的电路图。 三、设计原理与参考电路 1(分析系统的逻辑功能,画出其框图

交通灯控制系统的原理框图如图12、1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。图中: TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25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。 2(画出交通灯控制器的ASM图12、1 交通灯控制系统的原理框图(Algorithmic State Machine,算法状 态机)

(1)图甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道 禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔TL时,控制器发出状态信号ST,转到下一工作状态。 (2)甲车道黄灯亮,乙车道红灯亮。表示甲车道上未过停车线的车辆停止通 行,已过停车线的车辆继续通行,乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY 时,控制器发出状态转换信号ST,转到下一工作状态。 (3)甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行,乙车道上的车辆允 许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时,控制器发出状态转换信号ST,转到下一工作状态。 (4)甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行,乙车道上位过县停 车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时,控制器发出状态转换信号ST,系统又转换到第(1)种工作状态。 交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10,并分别用S0、S1、S3、S2表示,则控制器的工作状态及功能如表12、1所示,控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见,把灯的代号和灯的驱动信号合二为一,并作如下规定: 表12、1 控制器工作状态及功能 控制状态信号灯状态车道运行状态 S0(00) 甲绿,乙红甲车道通行,乙车道禁止通行 S1(01) 甲黄,乙红甲车道缓行,乙车道禁止通行 S3(11) 甲红,乙绿甲车道禁止通行,甲车道通行 S2(10) 甲红,乙黄甲车道禁止通行,甲车道缓行 AG=1:甲车道绿灯亮;

交通灯控制系统课程设计

2011年至2012年第1学期《单片机原理与应用》课程设计 班级1006402 指导教师涂立旎 学生人数___ _3__ ___ 设计份数 1 2011年12月23日

城市交通灯控制系统设计报告 1006402-42 流溪 1006402-24钱升 1006402-06毛运鹏 一.设计时间 2012年12月19日——2011年12月23日 二.设计地点 一实验楼401机房 三.设计小组及成员分工 1006402-42 流溪(组长,编写及调试程序) 1006402-24 钱升(负责设计报告的书写及资料整理) 1006402-06 毛运鹏(原理图、流程图设计) 四.指导老师 涂立老师,旎老师 五.设计题目 基于51型单片机的城市交通灯控制系统 六.设计容及目标 1.该交通灯系统的设计容 本设计是基于AT89S51单片机的十字路口交通灯控制系统,利用6个发光二极管模拟交通灯。按照时间控制原则,利用并行接口和定时器,采用时间中断方式设计一套十字路口的交通灯管理系统,通行时间(或禁止时间)30秒,准备时间3秒,在准备时间里黄灯闪烁3次,闪烁频率为0.5秒,周而复始。 2.该交通灯系统的设计目标 本系统结构简单,操作方便;可实现自动控制,具有一定的智能性;对优化城市交通具有一定的意义。本设计将各任务进行细分包装,使各任务保持相对独立;能有效改善程序结构,便于模块化处理,使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。

七.流程图与原理图及部分说明 1.程序流程图如图1所示: 图1. 程序流程图 2.主程序流程图步骤说明: (1)东西方向车道红灯亮,南北方向车道绿灯亮。表示东西方向车道上的车辆禁止通行,南北方向车道允许通行。绿灯亮足规定的时间隔时,控制器发出状态信号,转到下一工作状态。

数电课设交通灯

太原理工大学

课程设计任务书 注:1.课程设计完成后,学生提交的归档文件应按照:封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交(大张图纸不必装订) 2.可根据实际内容需要续表,但应保持原格式不变。 指导教师签名:日期:

专业班级 学号 姓名 成绩 一、 简述 为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过,往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。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。 交通灯控制器的系统框图如图3.1所示。 图3.1 交通灯控制器系统框图 系统由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显示器五大部分组成。其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号,通过定时器向控制器发出三种定时信号,使相应的发光二极管发光。译码显示器在控制器的控制下,改变交通灯信号,分别产生三种倒计时时间显示,控制器根据定时器的信号,进行状态间的转换,使显示器的显示发生相应转变。 二、设计目的 通过本次课题设计,应该掌握以下内容 (1)学习数字逻辑电路设计的一般方法。 (2)要求学会用理论知识解决实际问题。 (3)灵活掌握部分74LS 系列集成电路的使用。 (4)掌握Multisim 仿真软件的应用。 (5)掌握常用元器件的识别与测量。 (6)了解实际电路调试和解决问题的基本方法。 三、总体方案设计 用定时器分别产生三个时间间隔后,向控制器发出“时间已到”的信号,控制器 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………

根据定时器的信号,决定是否进行状态转换。如果肯定,则控制器发出状态转换信号ST,定时器开始清零,准备重新计时。 交通灯控制器的控制过程分为四个阶段,对应的输出有四种状态,分别用S0、S1、S2、S3表示。 S0状态:主干道绿灯亮,支干道红灯亮,此时主干道允许车辆通行,主干道禁止车辆通行。当主干道绿灯亮够规定的时间后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。 S1状态:主干道黄灯亮,主干道红灯亮,此时主干道允许超过停车线的车辆继续通行,而未超过停车线的车辆禁止通行,支干道禁止车辆通行。当主干道黄灯亮够规定时间后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。 S2状态:主干道红灯亮,支干道绿灯亮。此时主干道禁止车辆通行,支干道允许车辆通行,当支干道绿灯亮够规定时间后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。 S3状态:支干道红灯亮,支干道黄灯亮。此时主干道禁止车辆通行,支干道允许超过停车线的车辆通行,而未超过停车线的车辆禁止通行。当支干道红灯亮够规定的时间后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态------S0状态。 交 灯 状 态 转

交通灯控制电路设计与仿真

交通灯控制电路设计与仿真 一、实验目的 1、了解交通灯的燃灭规律。 2、了解交通灯控制器的工作原理。 3、熟悉 VHDL 语言编程,了解实际设计中的优化方案。 二、实验原理 交通灯的显示有很多方式,如十字路口、丁字路口等,而对于同一个路口又有很多不同的显示要求,比如十字路口,车辆如果只要东西和南北方向通行就很简单,而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂,本实验仅针对最简单的南北和东西直行的情况。要完成本实验,首先必须了解交通路灯的燃灭规律。本实验需要用到实验箱上交通灯模块中的发光二极管,即红、黄、绿各三个。依人们的交通常规,“红灯停,绿灯行,黄灯提醒”。其交通的燃灭规律为:初始态是两个路口的红灯全亮,之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西方向通车,延时一段时间后,东西路口绿灯灭,黄灯开始闪烁。闪烁若干次后,东西路口红灯亮,而同时南北路口的绿灯亮,南北方向开始通车,延时一段时间后,南北路口的绿灯灭,黄灯开始闪烁。闪烁若干次后,再切换到东西路口方向,重复上述过程。 在实验中使用 8 个七段码管中的任意两个数码管显示时间。东西路和南北路的通车时间均设定为 20s。数码管的时间总是显示为 19、18、17……2、1、0、19、18……。在显示时间小于 3 秒的时候,通车方向的黄灯闪烁。 三、实验内容 本实验要完成任务就是设计一个简单的交通灯控制器,交通灯显示用实验箱 的交通灯模块和七段码管中的任意两个来显示。系统时钟选择时钟模块的 1KHz 时钟,黄灯闪烁时钟要求为 2Hz,七段码管的时间显示为 1Hz脉冲,即每 1s 中递 减一次,在显示时间小于 3 秒的时候,通车方向的黄灯以 2Hz 的频率闪烁。系统 中用 S1 按键进行复位。 实验箱中用到的数字时钟模块、按键开关、数码管与 FPGA 的接口电路,以及 数字时钟源、按键开关、数码管与 FPGA 的管脚连接在以前的实验中都做了详细说 明,这里不在赘述。交通灯模块原理与 LED 灯模块的电路原理一致,当有高电平输 入时 LED 灯就会被点亮,反之不亮。只是 LED 发出的光有颜色之分。其与 FPGA 的 管脚连接如下表 19-1 所示: 四、实验步骤 1、打开 QUARTUSII 软件,新建一个工程。 2、建完工程之后,再新建一个 VHDL File,打开 VHDL 编辑器对话框。

交通灯控制电路设计数电课程设计+数字电路课程设计

数字电子技术课程设计 简易交通灯控制逻辑电路设计 专业班级:09自动化一班 时间:2011.12.12-2011.12.19 姓名: 指导教师: :郭计云

大同大学电气工程系

目录 一、课程题目 (2) 二、设计要求 (2) 三、系统框图及说明 (2) 四、单元电路设计 (4) 五、仿真过程与效果分析 (12) 六、体会总结 (13) 七、参考文献 (13)

《一》课程设计题目: 交通灯控制电路设计 《二》设计要求: 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求南北方向(主干道)车道和东西方向(支干道)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30秒、支干道每次通行时间为20秒,时间可设置修改。 2、在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道; 3、黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。 4、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)。 5、同步设置人行横道红、绿灯指示。 《三》系统框图及说明: 1、分析系统的逻辑功能,画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图1-1 所示。它主要由计时电路、主控电路、信号 灯转换器和脉冲信号发生器组成。脉冲信号发生器用的是555 定时器;计时计数器是由74LS160 来完成、输出四组驱动信号T0 和T3 经信号灯转换器(4 片7448)来控制信号灯工作,主控电路是系统的主要部分,由它控制信号灯转换器的工作。

(图1-1)2、信号灯转换器

状态与车道运行状态如下:S0:支干道车道的绿灯亮,车道通行,人行道禁止通行;主干道车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行 S1:支干道车道的黄灯亮,车道缓行,人行道禁止通行;主干道车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行 S2:支干道车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行;主干道车道的绿灯亮,车道

数电交通灯课程设计报告

电子技术课程 设计报告 二 级 学 院 机械与电子工程学院 专 业 电气工程及其自动化 年 级 2014级 学 号 14106***** 学 生 姓 名 苏 运 指 导 教 师 杨** 完 成 时 间 2015 年12 月25 日 简易交通灯的设计

简易交通灯的设计 作者:苏运 指导老师:杨** 摘要:利用数码管,74LS48译码器、74LS192计数器、ne555、与非门、或非门、触发器、蜂鸣器和小彩灯等电子元件,制作简易交通灯,实现15秒倒计时开始后,到达5秒时红灯熄灭,黄灯闪烁同时蜂鸣器响,到达0秒时切换到另外两个方向的红绿灯亮的功能。经测试,系统达到红绿灯转换和显示的基本要求,具有电路美观稳定性高的优点。 关键词:数电交通灯;交通灯;简易交通灯;计数器

目录 1 设计要求及方案选择 (1) 1.1设计要求 (1) 1.2方案选择 (1) 2 理论分析与设计 (1) 2.1脉冲发生器电路的分析及设计 (1) 2.2定时器电路的分析及设计 (2) 2.3交通灯和蜂鸣器电路的分析及设计 (3) 2.4控制器电路的分析及设计 (4) 2.5数码显示电路的分析及设计 (4) 3电路设计 (5) 3.1脉冲发生器电路的设计 (5) 3.2定时器电路的设计 (6) 3.3交通灯和蜂鸣器电路的设计 (6) 3.4控制电路的设计 (7) 3.5码显示电路的设计 (9) 3.6电源开关和指示灯电路的设计 (9) 4系统测试实验 (10) 4.1调试所用的基本仪器清单 (10) 4.2软件仿真调试 (10) 4.3实物电路板的调试 (10) 4.4时钟脉冲信号的测定 (10) 4.5调试结果 (11) 4.6测试结果分析 (11) 5 总结 (12) 附录 (13) 附录A 仿真图 (13) 附录B 原理图 (13) 附录C PCB图 (14) 附录D 实物图 (14) 附录E 脉冲信号测试图 (15) 附录F 元件清单 (15) 参考文献 (16)

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