交通灯大学本科方案设计书doc.doc

■天津电子信息职业技术学院毕业设计课题名称交通灯控制电路的设计与制作姓名白玉学号16班级通信S09-2专业通信技术所在系电子技术系指导教师赵俊英完成日期 2011年12月31日天津电子信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称：交通灯控制电路的设计与制作完成期限： 2011年10月31日至2012年1月8日姓名白玉 指导教师赵俊英专业通信技术 职称讲师所在系电子技术系系 主任刘松接受任务日期2011.10.31批准日期2011.11.1一、原始依据（资料）：1•《数字电子技术》，杨志忠，高等教育出版社， 20102•《实例讲解Multisim 10电路仿真》，程勇，2010二、设计（论文）内容和要求： 设计内容：1. 设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求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. 要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道；3. 黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次设计要求：1. 用晶振或555电路产生电路工作脉冲；2. 用基本的计数器芯片实现分频，计时功能；3. 配合数字电路逻辑芯片，实现交通灯的状态控制；4. 给出电路的multisim仿真结果；5. 设计硬件电路，并实现。

三、建议查阅的技术资料：1•《通用电子元器件的选用与检测》 王昊等，电子工业出版社2•《常用电子元器件及典型芯片应用技术》 刘法治等，机械工业出版社天津电子信息职业技术学院 页号（1）毕业设计（论文）进度计划表序 号起止日期计划完成内容实际完成内容检查日期 检查人签字1201110.31-2011.11.7确定课题，布置任务对课题进行初步了解22011.11.82011.11.15收集资料，了解交通信号 灯的原理及设计搜索到资料及一些相 关书籍32011.11.16进行 multisim代码设计及设计了 multisim代码并仿2011.11.26波形仿真真出了波形42011.11.272011.12.13进行硬件电路搭接完成调试，达到预期效果52011.12.142011.12.20按照论文正式格式完成论文初稿按照论文格式，将起草的 论文转化成论文初稿62011.12.212011.12.27指导检查论文撰写情况并 检查、修改论文终稿经过老师的指导，再次查 阅资料及相关信息，找出 了自己的不足，并进行修 改72011.12.282012.1.8论文完成，准备答辩论文完成，按照要求打印 并装订成册系毕业设计（论文）领导小组审阅意见： 系主任签字： 年 月 日天津电子信息职业技术学院 页号（2）注：1.本任务书由指导教师填写。

2.签字部分用笔填写，其余各项均要求打印宋体、小 4号字）毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目交通灯控制电路的设计与制作学生姓名白玉系别电子系专业、班级通信S09-2班指导教师赵俊英职称讲师工作单位天津电子信息职业技术学院指导教师职称工作单位实践地点天津电子信息职业技术学院交表日期毕业设计（论文）开题报告内容要求：① 课题的意义、现状及发展趋势② 课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤③ 课题所需的参考书目等注：开题报告占毕业设计（论文）总成绩的10%① 课题的意义、现状及发展趋势随着我国经济的发展，公路上各种各样的车辆越来越多，给目前的交通网络 控制带来了严峻的考验作为交通控制主要枢纽工具的交通灯，在这场考验中扮 演了一个重要的角色通过国家一二级城市交通调查表明，目前的交通灯控制系 统基本不能很好的控制城市交通拥挤的问题其主要原因是目前的家同等大多数 都是使用单片机作为控制系统，而单片机只能使用定时算法来控制城市交通在城市建设发展初期，这种控制系统基本上能够满足交通要求，但是在我国 城市建设发展后期，伴随着交通车辆的增加，这种系统不但不能够解决交通拥挤 的问题，在某些场合还会使交通疏导工作变的越发严峻。

科学技术的发展，提高 了人们的生活水平，生活离不开智能化处理数字图像处理技术、电子信息技术、机械电子技术的发展为交通灯控制系统 的智能化建设提供了有力的技术支持通过对这几种技术的有机结合，可以使交 通灯通过对当前的路况信息进行实时监控，然后将数据信息传输到数据控制中 心，通过数字控制中心的智能化分析，根据实际情况来控制十字路口的交通状 况，避免出现南北交通堵塞拥挤现象严重，而东西车辆稀少的交通状况② 课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤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自动化本设计要求设计一个十字路口的 交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通 行时间天津电子信息职业技术学院页号（1）都设为25秒，要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道分别用红、黄、绿三色发 光二极管表示信号灯，并用数码管显示倒计时因此，本设计需要一个脉冲产生 模块、信号灯模块、倒计时模块、数码显示模块和主控模块脉冲产生电路用以 驱动倒计时电路，置数电路将交通灯亮时间预置到计数电路和寄存器中，信号灯 模块对信号灯的各种状态进行循环控制，倒计时模块以基准时间秒为单位做倒计 时，数码显示模块显示倒计时的时间，主控模块对电路种的各个模块进行级联控 制。

交通信号灯控制电路，交通灯采用发光二极管，显示时间则采用自带译码器 的数码管显示系统需要每秒减数，所以可以采用 555定时器产生秒脉冲，经由一个脉冲驱动电路后产生信号灯需要的二种脉冲，即 25s,5s,传递给控制器，由控制器发出状态译码器接受状态后译码，输出控制信号灯和数码管显示的状 ^态指导教师审核意见：签字：年 月 日系毕业设计（论文）领导小组审阅意见： 系主任签字：年 月 日天津电子信息职业技术学院页号（2）注：本报告由学生本人填写（打印、宋体、小 4号字）毕业设计（论文）系别电子技术系专业班级通信S09-2班姓名白玉班级学号16毕业设计（论文）题目：交通灯控制电路的设计与制作毕业设计（论文）评语：指导教师签字：年月日毕业设计（论文）总评成绩：系主任签字：年 月曰交通灯控制电路的设计与制作摘要“电子技术课程设计”是电子技术课程的实践性环节，进行自主选题和设计本设计 课题为交通灯控制电路的设计与制作，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。

本设计分为两个部分：第一部分是由定时器、时钟脉冲驱动和控制器组成的秒脉冲 信号发生装置；第二部分是由译码器、发光二极管和数码管组成的交通信号灯以及时间 显示装置各部分采用分模块设计，正文中详细介绍了各模块的功能和原理为完成本次设计，参阅了大量资料，包括所用到芯片的详细中英文资料搜集和查 阅资料时一个漫长但最重要的过程，获取个模块电路原理，然后经过讨论比较，结合课 题要求，确定出一套最适合的方案小组人员花费几天时间，通过图书馆和上网查阅资 料，分别查阅到相应资料经过商讨，结合现有资料，制定基本框架，并基本定出电路 图在MULTISIM软件里进行电路仿真，来验证电路的正确性在进行电路仿真过程中碰 到了很多问题，往往一开始电路仿真不出结果，这就需要找出问题所在，一般是先看电 路原理图是否正确，是否画正确了，如果不是这块问题的话，就需要改变元件参数试一 试在这个过程中，还会碰到元件库里找不到自己要用的元件的情况，这个时侯可以找 替代元件，通过这种方法来验证实验原理和电路的正确性过程中，充分发挥主观能动 性，将平时所学的理论知识和实际相结合，往往理论可行的东西，实际并不一定能出结 果，这就需要解决问题，通过问老师或者查阅资料和分析问题来进行解决。

经过以上各 步工作，最后经过整合得到完整系统，在设计过程中得到了各方面的支持和帮助，在此向老师表示由衷的感谢关键词：交通灯；555电路；74LS190 74LS48 触发器译码器目录第一章方案论证 错误！未定义书签1.1脉冲发生器设计论证 •错误！未定义书签1.2定时器电路设计论证 .错误！未定义书签1.3 控制电路设计论证 ..错误！未定义书签1.4信号灯的设计论证 .91.5时间显示电路的设计论证 ……错误！未定义书签第二章电路设计 ..112.1脉冲电路设计 .……112.1.1NE555的引脚图及功能 112.1.2秒脉冲发生器电路的元件参数计算 …错误！未定义书签2.2定时器电路设计 错误！未定义书签2.2.1定时器电路所用芯片的引脚图及功能 122.2.2定时器电路的工作原理 132.3控制电路的设计 ..142.3.1 控制器所用芯片的引脚图及功能 142.3.2 控制电路的工作原理 .152.4信号灯的设计 182.5时间显示电路的设计 ...182.5.1时间显示电路所用芯片的引脚图及功能 182.5.2时间显示电路的工作原理 19第三章电路分析与调试 ..20总结 错误！未定义书签。

致谢 21参考文献 ...21附录A 电路原理图 错误！未定义书签第一章方案论证1、根据要求与设计的目的，该交通灯信号控制器电路由四大部分构成，由思路分析可知其总原理方框图如下:1.2定时器电路设计论证图1-2由555定时器组成的多谐振荡器74LS192芯片它是LrLTLrLTLrLrLUPDOW N所谓倒计时计数是指进行减计数这里我们采用功能强大的块可预置数可逆计数芯片它的时序波形图如图 1-3所示：CLR - LOADLrLrLTLruLOAD为置数控制端；A、B、C、D为数据输入口；UP为加计数脉冲输入；DOWN为减计数脉冲输入；QA、QB、QC、QD为数据输出；CO为加计数进位输出（低电平有效）；BO为减计数进位输出（低电平有效）；题中要求倒计时25秒，可以是0-24秒倒计时也可以是1-25秒倒计时习惯上1-25秒更 符合人的特点而且我们要进行 25秒、25秒、5秒的不同时刻交通灯的控制，经过多次 设计和仿真发现采用1-25秒更为方便1.3控制电路设计论证控制器是交通灯控制电路的核心控制器主要是通过定时器对定时器循环的控制和对 交通灯的控制我们可以通过定时器的输出用一些由门组成的控制器进行控制。

1.4信号灯的设计论证题中已要求采用发光二极管作信号灯，并且使用红、绿、黄三种颜色为了更逼真 我们将在各条通道上使用两组相同灯作为各个方向的交通信号灯，而且从各个方向看去 灯的从左到右的顺序为绿、黄、红排列如图 1-4所示图1-4 信号灯布局。