基于数字电子技术的交通灯系统设计说明书

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X X 大 学

电子线路综合设计

交通灯控制电路设计

XXX 08

班级：XX工程X班 组别：

指导教师：XXX

20XX年 X月

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摘 要

本课题是关于交通灯控制电路的设计。本文从课程设计的题目要求出发，设计了一个南北方向和东西方向十字路口的交通灯控制电路。

本交通灯控制电路采用74LS193可预置四位二进制双时钟可逆计数器实现计数功能，并通过一系列集成逻辑门电路芯片控制红绿灯的交替显示。本交通灯控制电路系统是基于石英晶体，以及CD4060分频器、74LS74分频器、74LS193可预置四位二进制双时钟可逆计数器、CD4511译码器等中小规模集成芯片，数码管显示器和绿黄红发光二极管指示灯所组成的电路，采用Proteus软件进行电路仿真。通过对各单元电路的分析设计，实现总体电路的功能。由石英晶体组成的石英晶体振荡器电路输出时钟脉冲信号。采用74LS193组成计数电路，通过一系列逻辑门电路实现红绿灯的交替显示。按照课题的要求，用74LS193设计了倒计时电路，通过译码器连接数码管显示红绿灯的倒计时。它的计时周期为50秒，其中主车道通行时间为30秒，支干道每次通行时间为20秒。

本电路设计的优点是，用了尽量少的芯片实现了课题所要求的功能，既实现了红绿灯的指示，又以倒计时的方法对红绿灯的时间进行了显示。由于采用了石英晶体振荡器，大大提高了电路的稳定性与精度。

关键词 交通灯 控制电路 proteus仿真 电路设计

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目 录

1 设计题目 ……………………………………………………………………………………1 2 设计任务 ……………………………………………………………………………………1 2.1 设计任务及指标 …………………………………………………………………………1 2.2 设计相关提示 ……………………………………………………………………………1 3 交通灯控制电路系统设计 …………………………………………………………………1 3.1 方案比较 …………………………………………………………………………………1 3.2 交通灯电路结构框图 ……………………………………………………………………1 3.3 交通灯电路设计 …………………………………………………………………………2 3.3.1 脉冲电路 ………………………………………………………………………………2 3.3.2 计数电路 ………………………………………………………………………………3 3.3.3 灯控制电路 ……………………………………………………………………………3 3.3.4 倒计时电路 ……………………………………………………………………………5 4 实验数据、误差分析及结论 ………………………………………………………………7 5 课程设计的收获、体会和建议 ……………………………………………………………8 致谢 参考文献

附录一 交通灯电路原理图 附录二 元器件表 附录二 交通灯实物图

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1 设计题目

交通灯控制电路设计

2 设计任务

2.1 设计任务及指标

（1）要求南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行间为20秒；

（2）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用倒计时的方法）；

（3）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道； （4）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次； （5）同步设置人行横道红、绿灯指示。 2.2 设计相关提示

所设计的交通路口为一十字路口，不涉及左右转弯问题。

3 交通灯控制电路系统设计

3.1 方案比较

根据倒计时显示方式的不同，我们设计了两套方案作比较：

方案一：主车道的倒计时按照25秒、5秒、20秒循环显示，分别对应绿灯、黄灯、红灯；而支车道则按照30秒、20秒、5秒循环显示，分别对应红灯、绿灯、黄灯。所以主干道与支干道的倒计时是不一样的，需要4个CD4511译码器。

方案二：根据题目的要求南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒，支干道每次通行时间为20秒，也就是一个循环是50秒。如此先显示30秒倒计时（对应绿灯，到了5秒后换黄灯亮）后显示20秒倒计时，然后再显示30秒倒计时，以此类推。由于主干道的通行时间也就是支干道的禁行时间，所以两组数码管显示的倒计时是一样的，只需2个CD4511译码器即可。

两种方案均符合要求，对比之下方案二的元件要少很多，线路的复杂程度也减小了，对于焊接与调试都降低了难度与风险，所以我们组决定采用方案二进行设计。 3.2 交通灯电路结构框图

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图1 交通灯电路结构框图

3.3 交通灯电路设计 3.3.1 脉冲电路

图2 脉冲电路图

由石英晶体组成的秒脉冲产生电路如图2所示。它将为整个电路提供脉冲信号。图

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