数电课程设计报告(交通灯).doc

-1- 前言现如今, 随着人口和汽车的日益增长, 城市交通日益拥挤,人们的安全问题也日益重要。因此,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。交通信号灯常用于十字路口,用来控制车的流量,提高交叉口车辆的通行能力,减少交通事故。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。自从交通灯诞生以来, 其内部的电路控制系统就不断的被改进, 设计方法也开始多种多样, 从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化。尤其是近几年来,随着电子与计算机技术的飞速发展,电子电路分析和设计方法有了很大的改进,电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段,这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。本设计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,在本次课程设计里,将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。本实验设计目的是培养数字电路的能力, 掌握交通信号灯控制电路的设计方法。设计任务及要求设计一个十字路口的交通灯定时控制系统,基本要求如下: (1) 甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行, 每次通行时间都设为 25 秒。(2 )每次绿灯变红灯时,黄灯先亮 5 秒钟,才能变换运行车道。(3 )黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次。(4) 十字路口有数字显示灯亮时间, 要求灯亮时间以秒为单位作减计数; (5 )要求通行时间和黄灯亮的时间均可在 0~99s 内任意设定。本设计由王宇同学完成。由于所学知识有限,设计中难免出现错误,请老师批评指正。-2- 目录第一章设计任务及设计目的……………………………………………… 1 第二章系统概述……………………………………………………………… 2 系统概述……………………………………………………………………… 2 交通灯逻辑分析……………………………………………………………… 2 总体设计方案………………………………………………………………… 2 第三章单元电路设计与分析……………………………………………… 5 秒脉冲信号发生器的设计………………………………………………… 5 定时器的设计……………………………………………………………… 5 控制器的设计……………………………………………………………… 6 显示电路的设计…………………………………………………………… 9 第四章综述及心得体会…………………………………………………… 10 系统综述…………………………………………………………………… 10 总结及心得体会…………………………………………………………… 10 附录……………………………………………………………………………… 12 附录一实验电路图……………………………………………………………… 12 附录二芯片引脚图……………………………………………………………… 13 附录三元器件清单……………………………………………………………… 16 附录四焊接电路板……………………………………………………………… 17 参考文献………………………………………………………………………… 18 -1- 交通灯定时控制系统的设计、制作摘要: 在城镇街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全, 一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行; 黄灯亮表示该条道路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;绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,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。第一章设计任务及设计目的 设计任务及要求设计一个十字路口的交通灯定时控制系统,基本要求如下: (1) 甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行, 每次通行时间都设为 25 秒。(2 )每次绿灯变红灯时,黄灯先亮 5 秒钟,才能变换运行车道。(3 )黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次。(4) 十字路口有数字显示灯亮时间, 要求灯亮时间以秒为单位作减计数; (5 )要求通行时间和黄灯亮的时间均可在 0~99s 内任意设定。 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 PCB 板结构及其接线方法。(4) 了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理。(5 )学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。(6) 熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。-2- 第二章系统概述 系统概述: 系统由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显