交通信号灯定时控制系统

四川航天职业技术学院电子工程系课程设计专业名称：G08应用电子技术1班课程名称：数电课程设计课题名称：交通信号灯定时控制系统设计人员：闵攀指导教师：涂代国2010年6月10日交通信号灯定时控制系统课程设计第-2-页共30页《数电课程设计》任务书一、课题名称：交通信号灯定时控制系统二、技术指标:1.工作电压5±0.5V2.显示时间调整为1-6S3.红灯显示时间为30±5S4.绿灯显示时间为25±5S5.黄灯显示时间为5±1S6.灯显顺序;红→黄→绿→黄↑___________↓7.灯显转换时间0.1S三、要求：1.主支干道交替通行主干道每次放行支干道每次放行2.绿灯亮表示可以通行红灯亮表示禁止通行3.每次红灯变绿灯时黄灯先亮（此时另一干道上的红灯不变）4.十字路口要有数字显示作为时间提示，以便人们跟直观的把握时交通信号灯定时控制系统课程设计第-3-页共30页间。具体要求主干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位进行减计数。5.在黄灯亮时原红灯按一定频率闪烁6.要求主干道通行时间及黄灯亮的时间均可在内任意设定用发光二极管模拟红绿黄交通灯7.主支干道交替通行，主干道每次放行30S，支干道每次放行20S。8.每次绿灯变红灯时黄灯先亮5S（此时另一干道上的红灯不变）指导教师：涂代国学生：闵攀电子工程系2010年6月7日交通信号灯定时控制系统课程设计第-4-页共30页目录《数电课程设计》任务书....................................................................................-2-前言..............................................................................................................................-5-第一章基本原理.......................................................................................................-6-第二章交通灯的组成...............................................................................................-9-第三章设计方案与论证.........................................................................................-11-脉冲发生器设计论证...............................................................................................-12-方案一：由TTL门电路组成对称多谐振荡器....................................................-12-方案二：用555定时器组成多谐振荡器............................................................-13-定时器设计论证.......................................................................................................-13-控制器设计...............................................................................................................-15-信号灯的论证...........................................................................................................-15-译码驱动电路方案的论证......................................................................................-16-数码显示论证...........................................................................................................-17-第四章电路设计.....................................................................................................-18-秒脉冲发生器...........................................................................................................-18-定时电路的设计.......................................................................................................-18-控制电路设计...........................................................................................................-19-译码显示电路设计...................................................................................................-21-第五章安装与调试.................................................................................................-22-5.1导线的焊接：....................................................................................................-22-交通信号灯定时控制系统课程设计第-5-页共30页5.2印制电路板的焊接...........................................................................................-23-5.3电路试调.............................................................................................................-24-第六章元器件清单.................................................................................................-26-参考文献....................................................................................................................-26-附图一：原理图.......................................................................................................-27-附图二：PCB图......................................................................................................-28-附图三：安装图.......................................................................................................-29-前言汽车进入了寻常老百姓的家庭，再加上政府大力发展公交车、出租车，使得道路上车辆越来越多，许多大城市如北京、上海、南京等均出现了道路交通超负荷运行的情况。因此，自80年代后期以来，很多城市纷纷扩建城市道路，在道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通随着我国城市化建设的发展，人民的生活水平日渐提高，越来越多的状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对道路的系统研究和控制，扩建道路并没有充分发挥出预期的作用。而城市道路多十字路口、多交叉的特点，也决定了城市道路的交通状况必然受这种路况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的多车道城市道路，缓解城区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。在这种情况下，道路交通信号灯开始发挥了越来越重要的作用，并已成为交管部门管理交通的重要工具之一。随着科学技术的发展，城市交通问题日益凸显严重，尤其是在城市街道十字叉路口，频繁发生交通问题，为了保证交通秩序和行人的安全，一般在每条街道都有一组红、绿、黄交通信号灯。其中红灯亮表示道路禁止通行；黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行，已经过停止线的交通信号灯定时控制系统课程设计第-6-页共30页车辆可以继续通行；绿灯亮表示允许通行。交通灯控制电路自动控制只字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人的安全，实现车辆行人的安全，实现十字路口交通管理自动化。第一章基本原理交通信号灯定时控制系统的组成框图如图1_1_所示。状态控制器主要用于记录十字路口交通信号灯的工作状态，通过状态译码器分别点亮相应状态的信号灯。秒信号发生器用以产生整个定时系统的时基脉冲，通过减法计数器对秒脉冲进行减计数，达到控制没一种工作状态的持续时间。减法技术器的回零脉冲使状态控制器完成状态转换，同时状态译码器根据系统下一个工作状态决定计数器下一次见减计数的初始值。减法计数器的状态由BCD译码器译码，由数码管显示。在黄灯亮期间，状态译码器将秒脉冲引入红灯控制电路，使红灯闪烁。交通信号灯定时控制系统课程设计第-7-页共30页图1.1交通信号灯定时控制系统组成框图根据设计要求，各交通灯的工作顺序流程如图1.2所示。交通信号灯四种不同的状态分别用S0(主绿灯亮，支红灯亮)、S1（主黄灯亮，支红灯闪烁）、S2（主红灯亮，支绿灯亮）、S3（主红灯闪烁，支黄灯亮）表示，其状态编码及状态转换如图1.3所示。译码、显示减法计数器置数控制主干道信号灯状态译码器状态控制器支干道信号灯红灯闪烁控制秒脉冲发生器交通信号灯定时控制系统课程设计第-8-页共30页图1.2交通信号灯工作顺序流程图图1.3交通信号灯状态编码及状态转换图主干道绿灯亮支干道红灯亮（三十进制计数器减1）主干道黄灯亮支干道红灯闪烁（五进制计数器减1）主干道红灯亮支干道绿灯亮（二十进制计数器减1）主干道红灯闪烁支干道黄灯亮（五进制计数器减1）30s未到5s未到20s未到5s未到S0=00S1=01S2=10S3=11交通信号灯定时控制系统课程设计第-9-页共30页第二章交通灯的组成交通灯控制系统的原理框图如图2、1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作