文档介绍：滁州职业技术学院ATA软件学院2003级
毕业设计
姓名: 成名

班级: 03应用电子
设计题目:交通信号控制灯
指导教师: 萧墙

二○○三年十二月
目录
一引言 3
二交通信号灯的设计目的 3
(1) 3
(2) 5
三课程设计内容及要求 6
1 6
2 11
四交通信号灯基本原理及设计方法 17
1 17
2 20
五译码电路的逻辑图如下所示 29
1 29
2 29
3 30
4 31
六交通灯控制电路总体框图如下 33
七、74LS138译码器得引脚图,逻辑图及功能表如下 34
交通信号灯控制设计
一、前言:
19世纪初,在英国中部的约克城,红、绿装分别代表女性的不同身份。其中,着红装的女人表示我已结婚,而着绿装的女人则是未婚者。后来,英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故,于是人们受到红绿装启发,1868年12月10日,信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了,由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7m,身上挂着一盏红、绿两色的提灯——煤气交通信号灯,这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下,一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩,它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭,使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。从 此,城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年,在美国的克利夫兰市才率先恢复了红、绿灯,不过,这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市,相继重新出现了交通信号灯。 
  随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要,第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器,被安装在纽约市五号街的一座高塔上,由于它的诞生,使城市交通大为改善。
交通信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果
工程上把电信号分为模拟信号和数字信号两大类。数字信号是指时间和幅度都是离散的信号。如数字钟、数字万用表等都是由数字电路组成。
数字逻辑电路的研究有两个主要任务:一是分析,二是设计。随着集成电路技术的飞跃发展,数字逻辑电路的分析和设计方法在不断发生变化。但不管怎样变化,用逻辑代数作为基本理论的传统方法仍不失为逻辑电路分析和设计的基本方法。
二、.交通信号灯的设计目的
a培养数字电路的设计能力
b掌握交通信号灯控制电路的设计,组装和调试方法。
三、课程设计内容及要求
。要求:
a主干道和支干道交替放行,主干道每次放行30s,支干道每次放行20s。
b每次绿灯变红灯时,黄灯先亮5s,此时原红灯不变。
C用进制数字显示放行及等待时间。
2用中、小规模集成电路组成交通信号灯电路,并在实验仪上进行组装,调试。
3画出各单元电路图、整机框图和逻辑电路图,写出设计、实验总结报告。
四、交通信号灯基本原理及设计方法
十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。有一个主干道和一个支干道的十字路口如图F-4-6所示。每边都设置了红、绿、黄色信号灯。红灯亮表示禁止通行,绿灯亮表示可以通行,在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟,以便让停车线以外的车辆停止运行。因为主干道上的车辆多,所以主干道放行的时间要长。
要实现上述交通信号灯的自动控制,则要求控制电路由时钟信号发生器、计数器、主控制器、信号灯译码驱动电路和数字显示译码驱动电路等几部分组成,整机电路的原理框图如图F-4-7所示。

绿黄红
O O O

O O O
支干道
O O O
红黄绿
主干道
支干道
OOO

显示器
译码器
计数器
时钟信号发生器
主控
制器
信号灯
译码驱
动电路
主干道
信号灯
支干道
信号灯
图F-4-6 十字路口图
图F-4-7 交通信号控制电路框图
主控制器
十字路口车辆运行情况只有4种可能:1)设开始时主干道通行,支干道不通行,这种情况下主绿灯和支红灯亮,持续时间为30s。2)30s后,主干道停车,支干道仍不通行,这种情况下主黄灯和支红灯亮,持续时间为5s。3)5s后,主干道不通行,支干道通行,这种情况下主红灯和支绿灯亮,持续时间为20s。4)20s后,主干道仍不通行,支干道停车,这种情况下主红灯和支黄灯亮,持续时间为5s。5s后又回到第一种情况,如此循环反复。因此,要求主控制电路也有4种状态,设这4种状态依次为:S0、S1、S2、S3。状态转换图如图F-4-8所示。
设S0=00,S1=01,S2=10,S3=11。实现这4个状态的电路,可用两个触发器构成,也可用一个二-十进制计数器或二进制