红绿灯电路数电实验报告

1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划红绿灯电路数电实验报告题目：红绿灯控制器指导教师：莫琳设计人员：谭晨曦班级：电信类111班日期：XX年5月25日目录一设计任务书二设计框图及整机概述三各单元电路的设计方案及原理说明四调试过程及结果分析五设计、安装及调试中的体会六对本次课程设计的意见及建议七附录一、设计任务书基本设计要求：EWB仿真实现，设计一个红绿灯控制器控制器设计应具有以下功能：东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮。.东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮。东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮。(4)东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮。要求有时间显示的时间自定(按学号：红灯时间=绿灯时间+黄灯时间。二设计框图及整机概述设计框图：电源计数器数码显示脉冲控制红绿灯红绿灯控制器设计框图整机概述：红绿灯控制器由电源模块、脉冲模块、计数模块、控制模块、红绿灯模块以及数码显示模块共六部分组成。电源模块为整机提供电源；脉冲模块提供给计数器作为时钟信号；计数模块为44进制计数器，分别输出到数码显示模块和控制模块作为数码显示信号和控制信号；数码显示

2、模块接收来自计数器模块的信号，表明计数器工作状态；控制模块接收计数器模块输出的控制信号从而控制红绿灯的亮灭；红绿灯模块的亮灭情况见设计任务书。三、各单元电路的设计方案及原理说明电源模块：外接，略。脉冲模块：外接，略。计数模块：计数模块内两个计数器CLK外接时钟脉冲信号，A、B、C、D接地，LOAD接高电平。低位计数器的进位信号通过RCO输送至高位计数器，使高位计数器仅在有进位时工作。因为我的学号为44，按照任务书要求，再通过将两个计数器的Qc分别接至与非门，以与非门的输出信号作为两个计数器的置零信号，至此，一个四十四进制计数器完成。控制模块：控制模块根据以下设计表格，通过四进制计数表示四个时间段内灯的亮灭情况从而控制红绿灯模块，以计数器模块输出的控制信号作为脉冲输入。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

3、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：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。每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。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；要求通行时间和黄灯亮的时间均可在099s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。目录第

4、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：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。每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。十

5、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；要求通行时间和黄灯亮的时间均可在099s内任意设定。设计目的熟悉集成电路的引脚安排。掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。了解PCB板结构及其接线方法。了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理。学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。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、信号灯显示器五大部分组成。其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号，通过定时器向控制器发出三种定时信号，使相应的发光二极管发光。译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号，产生倒计时时间显示，控制器根据定时器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。交通灯逻辑分析：图1表示甲车道和乙车道的十字路口交通灯系统，每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿3个灯组成，绿灯表示允许车辆通行，红灯表示禁止通行，黄灯为过渡灯，表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆禁止通行。图1交通灯控制系统原理框图总体设计方案：图1为交通灯的一个整体设计框图。系统主要由秒脉冲信号发生器、

6、定时器、控制器、译码器、信号灯显示器组成。其中控制器是核心部分，由它控制定时器和译码器的工作，秒脉冲信号发生器产生定时器和控制器所需的标准时钟信号，译码器输出两路信号灯的控制信号。图中TL、TY为定时器的输出信号，ST为控制器的输出信号。TL：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，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，由控制器发出状态转换信号，由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。因此，用定时器分别产生两个时间间隔后，向控制器发出“时间已到”的信号，控制器根据定时器的信号，决定是否进行状态转换。如果肯定，则控制器发出状态转换信号ST，定时器开始清零，准备重新计时。交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2、S3表示。S0状态：甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮，此时甲车道允许车辆通行，乙车道禁止车辆通行。当甲车道绿灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。S1状态：甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮，此时甲

7、车道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，乙车道禁止车辆通行。当甲车道黄灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。S3状态：甲车道红灯亮，乙车道绿灯亮。此时甲车道禁止车辆通行，乙车道允许车辆通行，当乙车道绿灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。S2状态：甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。此时甲车道禁止车辆通行，乙车道允许超过停车线的车辆通行，而未超过停车线的车辆禁止通行。当乙车道红灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态-S0状态。S0、S1、S2、S3状态分别分配状态编码为00、01、10、11，由此得到控制器的状态，如表1所示。表1状态转换表控制器状态S0S1S3S2信号灯状态甲绿，乙红甲黄，乙红甲红，乙绿甲红，乙黄车道运行状态甲车道通行，乙车道禁止通行甲车道缓行，乙车道禁止通行甲车道禁止通行，乙车道通行甲车道禁止通行，乙车道缓行数字逻辑与数字系统设计综合实验二十字路口交通灯自动控制器的设计学院电子工程学院班级卓越班学号姓名冉艳伟实验时间十字路口交通灯自动控制器的设计一、实验目的学习QuartusII

8、的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用。通过制作来了解交通灯控制系统，交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的控制。二、设计任务设计一个十字路口交通控制系统，其东西，南北两个方向除了有红、黄、绿灯指示是否允许通行外，还设有时钟，以倒计时方式显示每一路允许通行的时间，绿灯，黄灯，红灯的持续时间分别是40、5和45秒。当东西或南北两路中任一道上出现特殊情况，例如有消防车，警车要去执行任务，此时交通控制系统应可由交警手动控制立即进入特殊运行状态，即两条道上的所有车辆皆停止通行，红灯全亮，时钟停止计时，且其数字在闪烁。当特殊运行状态结束后，管理系统恢复原来的状态，继续正常运行。东西干道图1路口交通管理示意图三、实验要求按照设计任务设计，采用VHDL语言编写程序，并在QUARTUSII工具平台中进行仿真，下载到EDA实验箱进行验证。交通灯用发光二级管模拟，观察交通灯的运行是否正常，如果不正常，排除故障直至正确为止。编写设计报告，要求包括方案选择、程序清单、调试过程、测试结果及心得体会。要求：必须用可编程器件实现电路功能。可以是原理图，也可以是VHDL代码，也可以混合输入。五、设计说明第一模块：CLK时钟秒脉冲发生电路在红绿灯交通信号系统中，大多数情况是通过自动控制的方式指挥交通的。因此为了避免意外事件的发

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