交通灯控制逻辑电路设计优质课程设计

1、电工学（少学时）课程设计中国人民公安大学交通灯控制逻辑电路设计设计规定和技术指标1、技术指标：设计一种十字路口日勺交通灯控制电路，每条道路上 各配有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表达该道路严 禁通行；黄灯亮表达该道路上未过停车线日勺车辆严禁通行，已过 停车线日勺车辆继续通行；绿灯表达该道路容许通行。该电路自动 控制十字路口两组红、黄、绿交通灯日勺状态转换，实现十字路口 自动化。、设计任务与规定基本功能设计一种十字路口日勺交通灯控制电路，规定甲车道和乙车道 两条交叉道路上日勺车辆交替运营，每次通行时间都设为25秒；规定黄灯先亮5秒，才干变换运营车道；黄灯亮时，规定每秒钟闪亮一次。基本扩展

2、功能信号灯日勺倒计时进行数字显示特色扩展功能定期控制信号周期。实际应用：我们灯控路口日勺每天都存在着低峰时段（如夜间），不需要设立信号灯日勺周期，以便节省能源。我们设计在一种周期日勺某一时间段内，将交通信号灯自动关闭。（第8个周期运营，第1-7个周期停止运营）实现手动对关闭周期日勺时间控制。（周期在20和40之间通过 开关控制）定期控制信号周期，实目前一种时段内日勺不对称周期。实际应用：我们灯控路口日勺每天都存在着某时段（如两个车 道中日勺一种车道需要长周期），便于交通。我们设计在一种周期日勺某一时间段内，将交通信号灯变为不 对称日勺信号（A车道为70秒，B车道为30秒）。临时设立为（第8 个

3、日勺半个周期（30秒）（自动设立为半个周期）运营，加第7个日勺上 半周期（70秒），形成一种不对称周期。第7个下半周期和1-6个周 期正常运营）目录 TOC o 1-5 h z 一、 交通灯日勺构成4二、 单元电路日勺设计71、秒脉冲发生器72、定期器83、控制信号发发生器104、 控制绿灯显示屏135.控制器146、 附加功能（1）177、 附加功能（2）18三、体会总结14四、鸣谢16五、参照文献17一.交通灯的构成交通灯控制系统日勺原理框图如图12、1所示。它重要由控制器、 定期器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分构成。秒脉冲发生器是该 系统中定期器和控制器日勺原则时钟信号源，译码器输出两

4、组信号灯 日勺控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统日勺重要部 分，由它控制定期器和译码器日勺工作。图中：TL:表达甲车道或乙车道绿灯亮日勺时间间隔为25秒，即车辆正常通 行日勺时间间隔。定期时间到，TL=1，否则，TL=0。TY：表达黄灯亮日勺时间间隔为5秒。定期时间到，TY=1，否则，T Y=0。ST：表达定期器到了规定日勺时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定期器开始下个工作状态日勺定期。甲卒道活号灯濒汗魔生器图12、1交通灯控制系统日勺原理框图两方向车道日勺交通灯日勺运营状态共有4种，如图1-2所示状态0 支干道 绿灯亮 OO OOO000状态2主干道绿灯亮图1-2状

5、态1支干道黄灯亮OOOOO000OO状态3主干道黄灯亮OOO一般十字路口日勺交通灯控制系统日勺工作过程如下：图甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表达甲车道上日勺车辆容许通 行，乙车道严禁通行。绿灯亮足规定日勺时间隔TL时，控制器发出状 态信号ST,转到下一工作状态。甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表达甲车道上未过停车线日勺 车辆停止通行，已过停车线日勺车辆继续通行，乙车道严禁通行。黄灯 亮足规定期间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一 工作状态。甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表达甲车道严禁通行，乙车 道上日勺车辆容许通行绿灯亮足规定日勺时间间隔TL时，控制器发出状 态转换信号ST，转到下一工作

6、状态。甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表达甲车道严禁通行，乙车 道上位过县停车线日勺车辆停止通行，已过停车线日勺车辆停止通行，已 过停车线日勺车辆继续通行。黄灯亮足规定日勺时间间隔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种工作状态日勺转换是由控制器器进行控制日勺。设控制 器日勺四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表 达，则控制器日勺工作状态及功能如下表所示。控制器状态信号灯状态车道运营状态S0 (00)甲绿，乙红甲车道通行，乙车道严禁通行S1 (01)甲黄，乙红甲车道缓行，乙车道严禁通行S2 (11)甲红，乙绿甲车道严禁通行

7、，乙车道通行S3 (10)甲红，乙黄甲车严禁道通行，乙车道缓行12-3控制器工作状态及其功能控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯日勺控制信号。为简便起见，把灯日勺代号和灯日勺驱动信号合二为一，并作如下规定：AG=1 :甲车道绿灯亮；BG=1 :乙车道绿灯亮；AY=1 :甲车道黄灯亮；BY=1 :乙车道黄灯亮；A R=1：甲车道红灯亮；BR=1 :乙车道红灯亮；（A代表甲车道，B代表乙车道，G为绿 灯，Y为黄灯，R为红灯）由此得到交通灯日勺ASM图，如图12-2所示。设控制器日勺初始状态 为S0 （用状态框表达S0），当S0日勺持续时间不不小于25秒时，TL=0 （用判断框表达TL），控制器保持S

8、0不变。只有当S0日勺持续时间 等于25秒时，TL=1，控制器发出状态转换信号ST （用条件输出框 表达ST），并转换到下一种工作状态。依此类推可以弄懂ASM图所 体现日勺含义。12-2.画出交通灯控制器日勺ASM（Algorithmic State Machine，算法状态机）二.单元电路的设计（1）秒脉冲发生器脉冲信号发生器直接由集成元件。（2）定期器定期器由与系统秒脉冲（由上面时钟脉冲产生器提供）同步日勺 计数器构成，规定计数器在状态信号ST作用下，一方面清零，然后 在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从零开始进行增1计数，向控制器 提供模5日勺定期信号TY和模25日勺定期信号TL。计数器选用集成电路两个74LS190D进行设计。74LS190是10 位二进制同步计数器，它具有清零、置数日勺功能。74LS190D日勺外引 线排列图和时序波形图如图12、4所示，其功能表如表12、2所示。 190日勺预置是异步日勺。当置入控制端（LD ）为低电平时，不管时 钟CP日勺状态如何，输出端（Q0Q3）即可预置成与数据输入端（D0 D3）相一致日勺状态。190日勺计数是同步日勺，靠CP加在4个触发器 上而实现。当计数控制端（CT ）为低电平时