交通信号灯控制系统设计报告

一．实验目的

1. 掌握综合应用数电理论知识和中规模集成电路设计方法 2. 掌握调试及电路主要技术指标的测试方法。 3 了解交通灯管理的基本工作原理。

二、交通灯控制器任务及要求

1、能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态 用两组红、黄、绿三色灯作为两个方向的红、黄、绿灯。 2、能实现正常的到计时功能

用两组数码管作为东西和南北方向的到计时显示，主干道每次放行（绿灯）60秒，支干道每次放行（绿灯）45秒，在每次由绿灯变成红灯的转换过程中，要亮黄灯5秒作为过渡。

3、能实现特殊状态的功能（选做）

（1〉按sl键后，能实现特殊状态功能： （2）显示到计时的两组数码管闪烁；

（3）计数器停止计数并保持在原来的状态： （4）东西、南北、路口均显示红灯状态： （5）特殊状态解除后能继续计数。

4、能实现总体清零功能：按下该键后，系统实现总清零，计数器由初始状态计数，对应状态的指示灯亮。

5、完成电路全部设计后，通过实验箱验证设计课题的正确性。 三．比较和优选设计方案

1．方案1：利用单片机来设计

1） 显示界面

该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。

完全采用数码管显示。这种方案虽只显示有限的符号和数码字苻，但是完全胜任题目要求。 2）输入 ：

题目要求系统能手动设灯亮时间、紧急情况处理。直接在IO口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的口资源还比较多，我们使用四个按键，分别是K1、K2、K3、K4。

由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用。 3）输出：

控制发光二极管，来表示红绿灯的亮灭，及山烁。 系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。

方案2： 利用中规模集成芯片来实现。其中信号灯的亮灭有三种可选方案： 1）利用74LS161： 2）利用存储器： 3）利用扭环循环控制。

方案选择：由于这次实验是电工电子实验。利用方案1不太满足要求。方案2中利用扭环循环控制信号灯的亮灭，不容易实现特殊功能状态；利用存储器需要对芯片编码，有时会出现编码混乱的情况，这样会造成电路检测的不便。因此选用161控制信号灯的亮灭，较为合适。 四．系统框图及说明：

1、分析系统的逻辑功能，画出其框图

交通灯控制系统的原理框图如下图所示。它主要由计时电路、主控电路、信号 灯转换器和脉冲信号发生器组成。脉冲信号发生器用的是555定时器；计时计数器是由74LS192来完成、输出四组驱动信号T0和T3经信号灯转换器(4片7448)来控制数码显示器显示，主控电路是系统的主要部分，由它控制信号灯转换器的工作。

2、信号灯转换器

两方向车道的交通灯的运行状态共有4种 ，如图1-2所示

信号灯状态与车道运行状态如下：

S0：支干道车道的绿灯亮，车道通行，主干道 车道的红灯亮，车道禁止通行。

S1：支干道车道的黄灯亮，车道缓行，主干道 车道的红灯亮，车道禁止通行。

S2：支干道车道的红灯亮，车道禁止通行，主干道 车道的绿灯亮，车道通行。

S3：支干道车道的红灯亮，车道禁止通行，主干道 车道的黄灯亮，车道缓行。