发布时间 : 星期四 文章湖南文理学院数电交通灯课程设计 - 图文更新完毕开始阅读
摘要 交通运输是国家经济发展的动力，日常出行也是我们生活中不可或缺的一部分。在确保十字路口的交通秩序工作中，信号灯扮演了极其重要的角色。交通信号控制系统是用来自动控制十字路口红黄绿三色的电子系统。
交通灯简易交通信号灯控制器利用555秒脉冲发生器提供秒脉冲CP信号，为计数器提供工作频率。计数器由两块74LS190级联构成八位二进制，实现倒计数；显示电路由两个十六进制数码管构成，可以显示00-99之间的数字；控制电路由74LS160构成的循环电路控制三种灯的开关；置数电路由各种门电路构成置位电路使得A干道在59-0秒为红灯，49-0秒时为绿灯，10-0秒时为红灯，相应的B干道与A干道相配合，在49-0秒时为绿灯，在10-0秒时为黄灯，在59-0秒时为红灯，通过共用CP脉冲，实现对主干道与支干道交通信号灯的联合控制。
1 、设计目的
（1）熟悉集成电路的引脚安排；
（2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法；
（3）了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理； （4）学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真； （5）熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。
2、设计思路
（1）设计秒脉冲发生器； （2）设计交通灯倒计时电路； （3）设计交通灯控制电路； （4）设计交通灯显示时间电路。
3、设计过程
3.1 方案论证
方案一：主要有秒脉冲产生模块，状态机模块，倒计时模块，控制信号灯模块，
定时置数模块构成。秒脉冲产生模块采用555定时器构成的多谐振荡器产生周期为一秒的脉冲，提供给计数器工作，达到计时的目的；状态机模块采用两片74LS160（一条道一片）记录交通灯的三种状态：红色亮，绿灯亮，黄灯亮；倒计时模块采用两片74LS190级联构成一个倒计时计数的电路，通过使用来自秒脉冲的CP脉冲以及定时置数模块的置数功能，来完成倒计时并且实时显示在LED数码显示器上；控制信号灯和置数模块，接收来自计数模块倒计时为零时的信号作为74LS190的LOAD置数信号，以实现74LS190的置数，同时通过一个非门（下降沿触发的74LS160），利用74LS160的循环计数功能，配合相应的门电路完成三种信号灯之间的交替亮灭，实现三种状态的交替变换；定时置数模块利用状态机的状态输出（假设为BA）和各种门电路构成逻辑电路完成74LS190的置数。
方案二：主要有秒脉冲产生模块，状态机模块，倒计时模块，定时置数模块。秒脉冲产生模块采用555定时器构成的多谐振荡器产生周期为一秒的脉冲，提供给计数器工作，达到计时的目的；状态机模块采用74LS160构成以红，黄，绿总共亮的时间（假设为60）进制计数器，即60进制的计数器，当一种灯亮的时间
一到便由门电路引出一条线作为信号给另外一个记录状态的74LS160，使其改变当前状态，也就改变交通灯的亮灭；倒计时模块采用两片74LS190级联构成一个倒计时计数的电路，通过使用来自秒脉冲的CP脉冲以及定时置数模块的置数功能，来完成倒计时并且实时显示在LED数码显示器上；定时置数模块利用状态机的状态输出和各种门电路构成逻辑电路完成74LS190的置数。
由于本人的学号比较靠后，红，绿，黄灯总共亮的时间有118s，利用两片74LS160只能构成一个100进制的计数器，需要用到三片，这样构成的电路有点冗长，所以我用了方案一。
3.2 系统总体结构框架
3.3系统基本工作原理
本系统采用A干道和B干道分开实现功能，但又相互配合的思路，用时间的相关性将A干道与B干道的信号灯的亮灭相联系起来。
根据系统的要求：A干道红灯亮60秒，B干道绿灯50秒；每次绿灯变为红灯时，应有10秒黄灯亮作为过渡；则其时间循环图如下所示：
上面画时序图
系统的原理如下：初始状态，对于A干道，计数器预置数59秒，在CP脉冲的作用下开始进行倒计时，此时74LS190输出的信号通过一个或非门可以对信号控制电路产生一个下降沿的的单脉冲，该脉冲将作为74LS160的脉冲输入，实现对绿灯，黄灯和红灯的亮灭的控制，此时红灯亮；当74LS190完成一次计数当倒计时置零时
系统工作原理如下：初始状态，对于主干道，计数器预置数45秒，在CP脉冲的作用下开始进行倒计时，当倒计数至零时，可以对信号灯控制电路产生一个上升沿的单脉冲，该脉冲将作为74LS161的脉冲输入，完成一次计数，实现对绿灯，黄灯和红灯的亮灭的控制，此时红灯亮，当三种信号灯完成一次状态变化时，将变化的信号传送给74LS138译码器，由该译码器选中相应的74LS465预置的倒计时数，并将该倒计数置给计数器74LS190，完成一次工作循环，然后是5秒的黄灯，最后是30秒的红灯。对于支干道而言，循环时间是50秒，25秒，5秒，其具体的循环过程与主干道一致。
3.3单元电路设计 3.3.1 秒脉冲发生器
秒脉冲发生器由555电路及外围电路组成，其中R1=19.19K、R2=1.535M、C=470nF的电阻电容值决定了脉冲宽度。及T=（R1+2R2）Cln2，当T=1s，即可凑出R1、R2、C2其中Cf=10nF是为了保持输出的波形的稳定。