电子技术课程设计报告交通灯.docx

1、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： 1304 08 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 IIAbstract . II第一章 课题背景（或绪论、概述）. 11.1 设计背景.11.2 设计目的.11.3 设计意义.21.4 本章小结.2第二章 设计简介及设计方案论述 . 32.1 设计简介. 32.2 设计方案论述.42.3 本章小结.5第三章 详细设计. 63.1秒脉冲发射器电路 .63.2定时器电路.73.3

2、控制器电路.93.4译码显示电路.93.5本章小结.11第四章 设计结果及分析.124.1 总体设计结果.124.2 总体设计分析 .144.3 电路检验 .154.4 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

3、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AbstractThe emergence of traffic lights so that traffic can be effective control, for ease traffic flow, improve the road capacity, the effect of significantly reducing traffic accidents. Through the use of

4、 digital circuitry on the traffic lights control circuit design, to enable the traffic lights control circuit at a crossroads with two sets of automatic control of digital signal red, yellow and green traffic lights approach the status of the conversion, command a variety of vehicles and pedestrians

5、 safe passage to achieve automated traffic management at the crossroads. Therefore, in the course design, the traditional design methods will be based at the same time the introduction of electronic design automation technology, the analog signal into a digital signal, use this powerful tool for dig

6、ital logic, At the same time also used the Multisim software and some digital logic devices, to design that can be controlled by traffic lights.Keywords：Traffic lights, design, circuit simulation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

7、。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

8、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

9、,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

10、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

11、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，

12、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