交通信号灯毕设论文.docx

交通信号灯毕设论文 题 目： 指导教师： 职 称： 学生姓名： 学 号： 专 业： 院 〔系〕： 完成时刻： 年月日摘要： 关键词： Abstract： Keywords：名目1前言 - 1 -1.1背景介绍 - 1 -1.2研究意义 - 1 -1.3设计要求 - 2 -2差不多原理 - 3 -2.1设计思路 - 3 -2.2时钟信号产生电路 - 4 -2.3 数字显示电路 - 7 -2.4信号灯电路 - 11 -2.5手动与自动电路 - 14 -2.6 原理图 - 15 -3制作与实现 - 16 -3.1电路调试 - 16 -3.2电路板制作 - 17 -3.3 Protel99SE - 19 -致谢 - 28 -参考文献 - 29 -1前言1.1背景介绍自80年代后期，这些都市纷纷修建都市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。

然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和操纵，高速道路没有充分发挥出预期的作用而都市高速道路在构造上的特点，也决定了都市高速道路的交通状况必定受高速道路与一般道路耦合处交通状况的制约因此，如何采纳合适的操纵方法，最大限度利用好耗费巨资修建的都市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输治理和都市规划部门亟待解决的要紧问题为此，笔者进行了深入的研究，以下就城乡交通灯操纵系统的电路原理、设计运算和实验调试等问题来进行具体分析讨论我国机动车辆进展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种缘故相对滞后道路拥挤、堵塞现象及交通事故常有发生因此，如何设计出功能强大、性能可靠，同时成本又相对低廉的交通灯操纵系统，将是此领域需要研究的重要课题本系统结构简单，操作方便，可现场操纵，是一个智能交通信号灯的操纵器，能够实现红绿灯的自动指挥，疏通车流1.2研究意义随着当前社会经济的飞速进展，人们的生活节奏不断加快，都市交通问题越来越引起人们的广泛关注如何有效的减少道路拥堵，和谐人、车之间的关系，是交通部门日常工作中面临的关键问题而交通灯操纵系统在其中的重要性是不言而喻的，它用于交通信号操纵和交通疏导，是现代化交通操纵系统中的重要组成部分。

国内外的交通灯实现方式大致分为纯硬件和软硬件结合的方式，前者要紧是由差不多的数字电路组成，而软硬件结合的方式要紧由FPGA、ARM、单片机等可编程芯片来实现现在的交通灯操纵系统不仅朝着集成化、智能化和人性化的方向进展，并越来越注重新能源的利用1.3设计要求1、设计一个十字路口的交通灯操纵电路，要求东西方向车道和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时刻都设为28秒时刻可设置修改2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮4秒钟，才能变换运行车道3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时刻都用显示器进行显示〔采纳倒计时的方法〕5、手动和自动两种工作方式1.4 论文章节安排 第一章是前言，介绍研究的背景及意义和设计要求第二章介绍原理，包括各部分的原理图第三章要紧介绍调试和制版过程以及Protel99SE的使用方法2.差不多原理2.1设计思路本设计的交通灯操纵系统要紧采纳数字电路组成把555定时器产生秒脉冲信号，经分频后送给扭环形计数器，扭环形计数器产生的信号经数字电路生成操纵信号，操纵信号灯的亮灭同时，用操纵信号和秒脉冲信号通过计数器和译码器操纵数码管，产生倒计时数。

其中扭环形计数器由74LS164芯片构成，分频器采纳两个74LS74〔D触发器〕组成计数器是两个74LS192级连成的两位十进制异置数可逆计数器，东西方向与南北方向各一个要紧有以下四种状态：状态1：东西方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行状态2：东西方向车道的黄灯亮，车道，人行道缓行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；状态3：东西方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行；状态4：东西方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车道的黄灯亮，车道，人行道缓行； 交通信号灯操纵逻辑电路原理框图见图2.1，交通灯能工作时序图见图2.2图2.1 交通信号灯操纵逻辑电路原理框图图2.2交通灯能工作时序图电路共分为以下4个部分：1、时钟信号产生电路，2、数字显示电路，3、信号灯电路，4、手动与自动电路2.2时钟信号产生电路时钟信号产生电路由555定时电路与74LS74组成555电路产生秒脉冲鼓舞然后经74LS74分频成4Hz脉冲信号其中电位器能够改变脉冲宽度时钟信号产生电路见图2.3图2.3 时钟信号产生电路 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

一样用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556555 定时器的电源电压范畴宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容555是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名此电路后来竟风靡世界目前，流行的产品要紧有4个：BJT两个：555，556〔含有两个555〕；CMOS两个：7555，7556〔含有两个7555〕555定时器能够说是模拟电路与数字电路结合的典范两个比较器 C1和 C2各有一个输入端连接到三个电阻R组成的分压器上，比较器的输出接到RS触发器上此外还有输出级和放电管，输出级的驱动电流可达200mA　　比较器C1和C2的参考电压分别为UA和UB，依照C1和C2的另一个输入端——触发输入和阈值输入，可判定出RS触发器的输出状态当复位端为低电平常，RS触发器被强制复位假设无需复位操作，复位端应接高电平555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就能够实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。

它也常作为定时器广泛应用于仪器外表、家用电器、电子测量及自动操纵等方面555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图2.4所示它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC/3 图2.4 555内部结构图555 定时器的功能要紧由两个比较器决定两个比较器的输出电压操纵 RS 触发器和放电管的状态在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，那么电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3假设触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，那么比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1假如阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，那么 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平它含有两个电压比较器，一个差不多RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K电阻器构成的分压器提供它们分别使高电平比较器A1的同相输入和低电平比较器A2的反相器、、输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。

A1与A2的输出端操纵RS触发器状态和放电管开关状态当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC进，触发器复位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止 555定时器RD是复位端〔4脚〕，当RD=0,555输出低电平平常RD端开路或接VCC　　Vc是操纵电压端〔5脚〕，平常输出2/3VCC作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种操纵，在不接外加电压时，通常接一0.01uF的电容器到地，起滤波作用，以排除外来的干扰，以确保参考电平的稳固T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路555定时器要紧是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断这就专门方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路 74LS74内含两个独立的D上升沿双d触发器，每个触发器有数据输入〔D〕、置位输入〔〕复位输入〔〕、时钟输入〔CP〕和数据输出〔Q〕。

的低电平使输出预置或清除，而与其它输入端的电平无关当、均无效〔高电平式〕时，符合建立时刻要求的D数据在CP上升沿作用下传送到输出端74LS74功能表见表2.1，74LS74内部结构图见图2.5.CLK脚接输入信号，Q非〔即Q上有一横杠的脚〕接D脚，Q或Q非作输出，这是二分频电路，像如此只用单级〔一个D触发器〕确实是二分频，假如用两级确实是四分频，用三级确实是八分频...... 电平触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号假如在CP 高电平期间输入端显现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错而边沿触发器承诺在CP 触发沿来到前一瞬时加入输入信号如此，输入端受干扰的时刻大大缩短，受干扰的可能性就降低了边沿D触发器也称为坚持-堵塞边沿D触发器图2.5 74LS74内部结构图表2.1 74LS74功能表输    入输 出SDRDCPDQn＋1Qn＋101××1010××0100××φφ11↑11011↑00111↓×QnQn2.3 数字显示电路数字显示电路由4个共阴极七段数码管、四个74LS48和四个74LS192组成图2.6 数码管数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元〔多一个小数点显示〕；按能显示多少个〝8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。

共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平常，相应字段就点亮当某一字段的阴极为高电平常，相应字段就不亮共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地。