交通信号灯控制系统[1]

数字技术课程设计《交通信号灯的自动控制》学院：电气学院专业班级：自动化07级3班姓名：郭金赟学号：310708020310指导教师：艾永乐时间：09年11月7日—09年11月16日电路课程设计-----交通信号灯5目录第一章.............................................................................................................................................61.1摘要...............................................................................................................................61.2交通信号灯的参数要求.................................................................................................61、任务要求.............................................................................................................................6第二章.............................................................................................................................................72.1系统框图及其说明...................................................................................................72.2信号灯转换器...............................................................................................................8第三章单元电路设计.................................................................................................................93.1主控电路.........................................................................................................................93.1.1、原理.......................................................................................................................93.1.2.原器件的选择及参数：.......................................................................................93.1.3、电路接法如下.....................................................................................................103.2．大道计时电路...............................................................................................................113.2.1、原理：...............................................................................................................113.2.2.原器件的选择及参数：.....................................................................................113.2.3、电路接法如下...................................................................................................123.3小道计时电路...........................................................................................................133.3.1、原理：...............................................................................................................133.3.2、原器件的选择及参数：...................................................................................133.3.3、电路接法如下：.................................................................................................13第四章结束语.........................................................................................................................14附录.................................................................................................................................................15电路课程设计-----交通信号灯6第一章1.1摘要交通灯系统是一个非常重要的环节，一个科学的交通灯管理系统，既能尽可能的保证交通的顺畅，充分利用交通基础设施，使人们出行便利，又能保证人们的出行安全。随着交通工具的增多，人们的出行量加大，传统的交通管理系统显然已经不能满足现实的需要，我国正处于高速发展的大变格时代，伴随着城市的日益膨胀，农村前所未有的大发展，公路交通必将更加突飞猛进，交通灯是公路的必需品，因此肯定的大量的市场，服务社会的发展。通过对数字电子技术的学习，我做了这套交通灯产品，不能保证是最好的，也不是最先进的，但符合社会的需要，也是对自已学习的一个检验。1.2交通信号灯的参数要求1、任务要求（1）通常情况下，大道绿灯亮，小道红灯亮。(2)若小道来车，大道经6秒由绿灯变成黄灯，再经过4秒，大道由黄灯变成红灯，同时，小道由红灯变为绿灯。（3）小道变为绿灯后，若大道来车不到3辆，则经过期作废25秒钟后自动由红灯变为黄灯，再经过4秒，同时，大道由红灯变为绿灯。（4）如果小道在绿灯亮时，小道绿灯亮的时间还没有到25秒，只要大道检测到已经超过3辆在等候，那么小道应立即变为黄灯，再经过4秒变为红灯，同时，大道由红灯变为绿灯。2、设计原理：此交通灯系统包含四个状态：大道绿灯小道红灯，大道黄灯小道红灯，大道红灯小道绿灯，大道红灯小道黄灯，最后又回到大道绿灯小道红灯，这几个状态之间的时间间隔分别为6、4、25、4秒。可以用4选一数据选择器来控制计数器的进制，使计数器在相应的状态完成相应的功能。彩灯显示模块要采用动态扫描方式，实现大路小路分时显示。电路课程设计-----交通信号灯7第二章2.1系统框图及其说明交通灯控制系统的原理框图如图2-1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74LS160来完成、输出四组驱动信号T0和T3经信号灯转换器(4片7448)来控制信号灯工作，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。主控电路大道译码小道译码计时电路进制转换大道显示状态转换小道显示脉冲发生器图2-1电路课程设计-----交通信号灯82.2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2-2所示大道路绿灯亮小道红灯亮红绿绿红大道黄灯亮小道红灯亮红黄黄红大道红灯亮小道绿灯亮绿红红绿大道路红灯亮小道黄灯亮红黄黄红图2-2信号灯状态与车道运行状态如下：S0：大道车道的绿灯亮，车道通行，小道车道的红灯亮，车道禁止行。S1：大道车道的黄灯亮，车道缓行；小道车道的红灯亮，车道禁止行。S2：大道车道的红灯亮，车道禁止通行；小道车道的绿灯亮，车道行S3：大道车道的红灯亮，车道禁止通行；小道车道的黄灯亮G1=1：主干道绿灯亮Y1=1：主干道车道黄灯亮R1=1：主干道车道红灯亮，人行道绿灯亮；南北方向人行道红灯亮G2=1：支干道车道绿灯亮Y2=1：支干道车道黄灯亮R2=1：支干道车道红灯亮，人行道绿灯亮；东西方向人行道红灯亮电路课程设计-----交通信号灯9第三章单元电路设计3.1主控电路3.1.1、原理通过一片74LS160，选择其4个状态、分别为(00011011)分别表示大绿小红、大黄小红、大红小绿、大绿小黄00-(6秒)01-(4秒)10-(25秒)11（4秒）{循环图}。中间延时通过计时电路来实现。3.1.2.原器件的选择及参数：选集成计数器74160，74160是一个具有同步清零、同步置数、可保持状态不变的4位二进制加法计数器。表4-1是它的状态表。表3-174160的状态表：设状态编码为：S0=0000S1=0001S2=0010S3=0011表3-2状态编码与信号灯关系表清零预置使能时钟预置数据输入输出工作模式RDLDEPETCPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00ⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹ0000异步清零10ⅹⅹ↑d3d2d1d0d3d2d1d0同步置数110ⅹⅹⅹⅹⅹⅹ保持数据保持11ⅹ00ⅹⅹⅹⅹ保持数据保持1111↑ⅹⅹⅹⅹ十进制计数加法计数QdQcQbQaG1Y1R1G2Y2R20000100001000101000100100011000011001010电路课程设计-----交通信号灯103.1.3、电路接法如下TRIG2OUT3RST4CVOLT5THR6DISC7VCC8GND1U1ABCDENPENTCLKLDNCLRNQAQBQCQDRCOU1A_74160A_2A_3A_1大道A_2A_3A_1U2A_2A_3A_1U3A_2A_3A_1小道123U1A564U1BVCCGND10uFC10.01uFC247KR139KR2GND大绿大黄大红小绿小黄小红GND图3-1电路课程设计-----交通信号灯113.2．大道计时电路3.2.1、原理：通过74LS160(2片)采用串行同步整体置数级连和下一个状态的相应控制来分别实现25秒、6秒、4秒。通过7448（2片）译码器和数码管的连接实现几个灯的时间的显示。3.2.2.原器件的选择及参数：若选集成计数器74160（2片），采用同步整体置数。译码器7448（2片）、7段数码管（2个）等。表4-37448状态表注：本系统设计用的是74LS160计数器（0-9），因此7447的后面几个状态没