交通信号灯.docx

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1、塔里木大学信息工程学院电子技术课程设IT2016届课程设计交通信号灯设计课程设计说明书学生姓名余杰、李瑞红学 号学 11212415、50n212404所属学院信息工程学院专 业计算机科学与技术班 级计算机16-4指导教师杨全丽、丛申教师职称位师塔里木大学教务处制交通信号灯的设计目录摘要1引言1一、设计目的和要求21.1 设计任务31.2 具体要求31.3 应满足的工作时序3二实验器材介绍5三总体设计方案53.1 设计思路53.2 方案构思63.3 利用EWB进行仿真63.4 做出的实物图11四各元件的功能134.1 发光二极管134.2 电阻与色环电阻识别方法14（1）计算公式15识别五环电

2、阻的方法：154.3 74LS00 的功能184.4 74LS48芯片 的功能204.5 74LS90 的功能214.6 74LS20 功能234.7 显示数码管24五焊锡注意事项265.1 保持合适的温度265. 2用烙铁头对焊点施力是有害的265.3 调试前的检查265.4 调试中注意的事项275.5 测量电路中是否接通275.6 通电后的测试27六 总结28七感谢30八参考文献31塔里木大学信息工程学院电子技术课程设计摘要此次设计分析交通信号灯控制系统应用要求及设计原理，利用741S00,741s48, 741s90, 741s20, 555等元件设计出能够满足实际应用要求的交通信号灯控

3、制器。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。因此，在这次课程设计里，将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。由交通信号灯控制器课程设计的内容和要求，分析系统的逻辑功能，可以利用EWB软件将仿真图仿真出来。要实现设计要求中交通信号灯的自动控制，由仿真图可以看出此方案的控制电路主要由时钟信号发生器、计数器、主控制器、信号灯译码驱动电路和数字显示译码驱动电路儿部分组成。主控制器和定时计数器必须使用同一脉冲信号,译码电路输出两组信号灯的控制信号，经驱

4、动电路后驱动信号灯工作。主控电路是系统的主要部分，由它控制定时计数电路和译码驱动电路的工作。关键词：控制计数译码显示时钟信号引言当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”,绿色表示“注意:1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。电气启动的红绿

5、灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。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。1968年，联合国道路交通和道路标志信号

6、协定对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。、设计目的和要求通过一个学期的电子技术的学习，对一些电气原件有了初步的认识，这次课程设计的目的主要是通过设计交通灯控制电路，了解数字电子技术，了解交通灯控制系统，了解译码器、计数器、寄存器芯片的作用。巩固和综合运用所学知识，提高分析、解决数字电子

7、技术实际问题的能力，增长自己的知识。如何采用合适的控制方法，最大限度地利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、街区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门解决的主要问题。为此，本次设计的是交通信号灯的设计、仿真和调试。就成乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试进行具体分析讨论。#/33I 塔里木大学信息工程学院电子技术课程设计1.1 设计任务(1)用红、绿、黄发光二极管做信号灯。(2)主干道和支干道交替放行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒。(3)每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒，此时原红灯不变。(4)用十进制数字显示放行及等待时间。本设计主要

8、在EWB的工作环境下设计交通信号灯，测试电路是否正确，无误再制作实际电路。1.2 具体要求(1)交通信号灯控制电路应具备时间显示、主干道和支干道交替放行动能。(2)整体电路布局合理，线路清晰。(3)课程设计说明书条理清晰，结构合理，格式规范。1.3 应满足的工作时序(1)设开始时主干道通行，支干道不通行，这种情况下主绿灯和支红灯亮，持续时间为30秒；(2) 30秒后主干道停车，支干道人不通行，这种情况下主黄灯和支红灯，持续时间为5秒；(3) 5秒后，主干道不同行，支干道通行，着这种情况下主红灯和支绿灯亮，持续时间为20秒；(4) 20秒后主干道人不同行，支干道停车，这种情况下主黄灯和支黄灯，持

9、续时间为5秒，。5秒后又回到第一种情况，如此循环反复。因此，要求主控制器也有四种状态，设这四种状态依次为S”SS3，S4十字路口的红绿灯只会着行人和各种车辆的安全通行。有一个主干道和一个支干道的十字路口如图所示/每边都设置了红、绿、黄色信号灯。红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，在绿灯变红灯是先要求黄灯亮五秒钟，以便让停车线以外的车辆停止运行。引文主干道上的车辆多，所以主干道放行的时间要比支干道放行的时间长。主干道3/33塔里木大学信息工程学院电子技术课程设计红黄绿干 黄c-道桀b八oC系统工作流程图如图所示:I 塔里木大学信息工程学院电子技术课程设计二实验器材介名名称型号个数二端与非门7

10、4LS004显示译码器74LS482二-五-十进制计数器74LS903四端与非门74LS202多谐振荡器5551显示数码管D5011A2电阻1K欧姆、51欧姆10K欧姆22发光二极管红、黄、绿6电容10uF、 0.OluF2三总体设计方案3.1 设计思路系统中要求有30秒，20秒和5秒的三种定时信号，设计三种相应的计时显示器电路。计时顺序用顺时计时。定时的起始信号由主控电路给出，定时时间结束的信号也输入主控电路，并通过主控电路去开启和关闭交通灯或启动另一种计时电路。(2)系统要求定时显示电路的输入信号为秒脉冲信号，设计一个可以实现秒脉冲输出的实际电路。(3)主控电路是整个电路的核心，它的输入信

11、号来自30秒，20秒，5秒三个定时信号。主控电路可以控制各种交通灯的开启和关闭，并反馈信号给计时电路,触发与亮着的信号灯相应的定时电路，使其顺时显示相应时间。3.2 方案构思(1)选用发光二极管,电阻，74LS00, 74LS48,数码管，74LS90, 74LS00,和电容，555元件来构造电路。(2)发光二极管充当红绿灯，有三个74LS00控制，发光二极管与74LS00中间接电阻，防止发光二极管烧坏；(3) 74LS00下接两个数码管，两个数码管分别由一个74LS48控制，数码管与74LS48中间接有电阻，防止数码管被烧坏。(4)两个74LS48分别下接74LS90,再通过一个74LS90

12、来总的控制前两个74LS90。(5) 74LS90分别下接74LS00, 74LS20, 74LS20,来辅助进制的转换。3.3利用EWB进行仿真对电路进行计算机辅助分析的软件很多，如OrCAD、MultiSim、ElectronicWorkbench (EWB)等。就“电路原理”这门课所涉及到的内容而言，比较简单且实用的软件是EWB本章主要介绍在EWB环境下完成的几种典型的电路分析。1. EWB基本功能介绍双击执行文件ewb32. exe ,弹出EWB的工作界面。(1)菜单条：包含 file、edit circuit analysis window 和help 6个下拉式菜单，每个菜单的主要

13、功能如下：file：创建新文件，打开文件，保存文件，导入/导出文件，打印设置与打印等。edit：对图中的元件进行剪切、拷贝、粘贴、删除，并可将整个电路图拷贝为bmp图形输出；circuit：对图中各元件的摆放位置进行各种旋转，对元件参数的显示方式进行调整；analysis： EWB的所有电路分析功能都集中在此菜单下，下文将对主要功能进行介绍；window：对界面的显示方式进行调整；help： EWB的联机帮助（2）工具栏：提供一些常用功能的快捷键，每个快捷键都和菜单条中的某一项相对应，它们的功能是完全一样的。元件库：包含了 EWB软件所能提供的所有元件，用以进行分析的电路图就是从这些元件库中选

14、出合适的元件连接而成的。最左端的一个元件库是用户定制的,可以将一些常用元件放置其中，再次使用时就不必到其它元件库中去逐个寻找。方法是在EWB提供的元件库中找出你想要的元件，鼠标放置其上按右键，选中“Add to Favorites”，此元件就被加入到了最左端的“Favorites”元件库中了。（4）图形显示区域：用户在此区域内编辑用以进行分析的电路图。编辑电路图的一般步骤是：A.打开元件库，移动鼠标到需要的元件图形上，按住鼠标左键，将其拖拽到图形显示区域；利用鼠标可以移动该元件；利用菜单circuit提供的功能可以对元件进行各种翻转，也可以在图形显示区域直接选中要进行调整的元件（此时该元件红色显示），然后按鼠标右键，从弹出的菜单中选中某一项进行操作；双击元件，弹出元件属性对话框，B将元件位置调整好后，对其进行连接，形成正确的电路图。接线方法是：选中某一元件的一端作为起始端