电子技术课程设计报告交通灯.docx

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电子技术课程设计报告交通灯

电子技术课程设计报告交通灯

武汉工程大学

电气信息学院

电子技术课程设计报告

设计名称：

交通灯

设计题目：

交通灯

学生学号：

130408

专业班级：

电气类13班

学生姓名：

孔庆尧

学生成绩：

指导教师：

戴璐平

课题工作时间：

至

摘要………………………………………………………………………………………II

Abstract…………………………………………………………………………………...II

第一章课题背景（或绪论、概述）……………………………………………………..1

1.1设计背景…………………………………………………………………………………...1

1.2设计目的…………………………………………………………………………………...1

1.3设计意义…………………………………………………………………………………...2

1.4本章小结…………………………………………………………………………………...2

第二章设计简介及设计方案论述………………………………………………………..3

2.1设计简介………………………………………………………………...………………………….....3

2.2设计方案论述…………………………………………………………..…………………….….4

2.3本章小结……………………………………………………………...…..……………………..5

第三章详细设计…………………………………………………………..………………..6

3.1秒脉冲发射器电路……………………………………………………...………………………….…6

3.2定时器电路…………………………………………………………..……………………………..…7

3.3控制器电路………………………………………………………………………………….9

3.4译码显示电路…………………………………………………………………..……...….…9

3.5本章小结………………………………………………………………..……………………….11

第四章设计结果及分析…………………………………………………..…………..…….12

4.1总体设计结果……………………………………………….…………………...……………..….12

4.2总体设计分析….…………………………………………………..…………………………….14

4.3电路检验…………….………………………………………………..……………………………15

4.4本章小结………………………………………………………………..…………………...….15

第五章电路仿真…………………………………………………..…………………..…….16

总结…….……………………………………………………..……………………...…….18

致谢…….……………………………………………………..…………………………....20

参考文献…….………………..………………………………..………………………...….21

附录主要芯片使用………...………………………………..……………………...…….22

摘要

交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力、减少交通事故有明显效果。

经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四组红、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。

因此，在本次课程设计里，将以传统的设计方法为基础，同时引入了电子设计自动化技术，将模拟信号转化为数字信号，利用了数字逻辑这一强大工具，同时还运用了Multisim软件来设计了可控制的交通信号灯。

关键词：

交通灯，设计，电路仿真

Abstract

Theemergenceoftrafficlightssothattrafficcanbeeffectivecontrol,foreasetrafficflow,improvetheroadcapacity,theeffectofsignificantlyreducingtrafficaccidents.Throughtheuseofdigitalcircuitryonthetrafficlightscontrolcircuitdesign,toenablethetrafficlightscontrolcircuitatacrossroadswithtwosetsofautomaticcontrolofdigitalsignalred,yellowandgreentrafficlightsapproachthestatusoftheconversion,commandavarietyofvehiclesandpedestrianssafepassagetoachieveautomatedtrafficmanagementatthecrossroads.Therefore,inthecoursedesign,thetraditionaldesignmethodswillbebasedatthesametimetheintroductionofelectronicdesignautomationtechnology,theanalogsignalintoadigitalsignal,usethispowerfultoolfordigitallogic,AtthesametimealsousedtheMultisimsoftwareandsomedigitallogicdevices,todesignthatcanbecontrolledbytrafficlights.

Keywords：

Trafficlights,design,circuitsimulation

第一章课题背景

1.1设计背景

1.1.1交通灯的使用背景

随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。

随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。

因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。

1.1.2交通灯的发展现状及研究概况

随着电子技术的飞速发展，各类分立电子元件及其所构成的相关功能单元，已逐步被功能更强大、性能更稳定、使用更方便的集成芯片所取代。

由集成芯片和一些外围电路构成的各种自动控制、自动测量、自动显示电路遍及各种电子产品和设备。

数字系统和数字设备已广泛应用于各个领域，更新换代速度可谓日新月异。

在电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。

供消费用的微波炉和电视、先进的工业控制系统、空间通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中无一不用到数字技术。

数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。

交通灯作为现在交通生活必不可少的一项，其设备也在不停地更新换代。

如今交通灯已经不能局限为简单的红黄绿三种灯，直行、左转、右转也都有了自己的标志灯。

我们需要更加复杂的设计来满足这些不断加剧的需求。

1.2设计目的

本设计在掌握十进制计数器、译码器电路的综合设计的基础下，综合运用了定时器，触发器，计数器，译码器等知识，并能使测得的结果保持一定的精度，具有一定的实用价值。

经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四组红、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。

绿灯亮时，准许车辆通行。

黄灯亮时，已越过停止线的车辆能够继续通行。

红灯亮时，禁止车辆通行。

主干道绿灯时间为45秒，黄灯时间为5秒，红灯时间为30秒次干道红灯为50秒，绿灯为25秒，黄灯为5秒

本课题采用的是TL082为脉冲发生器，74192为定时器4511译码，7474为控制器7408译码。

1.3设计意义

本设计与制作项目可提高学生对于元件的认识，更加了解各个元件功能的使用，而且经过设计控制电路锻炼学生的逻辑思维能力。

培养学生根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力，提高学生独立解决工程实际问题的能力．

1.4本章小结

本章主要简述了交通灯的发展、研究背景和本课题研究的主要内容。

第二章设计简介及设计方案论述

2.1设计简介

2.1.1设计任务

任务：

设计并实现一个能够控制十字路口交通的交通灯。

要求主干道绿灯时间为45秒，黄灯时间为5秒，红灯时间为30秒。

次干道红灯为50秒，绿灯为25秒，黄灯为5秒。

1．主干道为45秒绿灯时，绿灯结束时变为5秒黄灯。

此时支干道为50秒红灯。

2．主干道黄灯5秒结束后变为30秒红灯。

3．主干道为红灯时，支干道为25秒绿灯加5秒黄灯。

2.1.2设计的基本原理

1．用TL082设计一个秒脉冲发射器。

2．经过两片74192，两片4511和两个七段数码管设计时间倒数器。

3．经过7474、7408实现对两车道灯的控制。

4．将灯的亮灭和时间置数结合完成整体电路。

2.1.3当前所有的实现框图与方法原理

方案一用数电电子技术来实现交通灯控制

交通灯控制系统的原理框图如图2-1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，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。

图2-1

方案二用单片机技术来实现交通灯控制

方案比较及选用依据：

用单片机技术来来实现交通灯控制是最容易实现的，而且该电路可靠性也很高，可是这是要求设计者要有单片机编程的基础上才能完成设计。

我们的单片机编程技术不太过关，而且老师所发的实验材料更加适合用电子技术来实现。

因此我们选用了数字电子技术来实现交通灯控制。

2.2设计方案论述

（1）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45s时，控制器发出状态信号ST，转到下一工作状态。

（2）乙车道黄灯亮，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5s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，乙车道绿灯亮。

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25s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，乙车道上没过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5s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