交通信号灯电路设计报告毕业设计（论文）.doc

1 河南城建学院电子技术课程设计报告书题目: 十字路口交通管理器系别: 专业班级: 学号: 姓名: 指导教师: 时间: 2011 年06月23日 2 设计任务书在城镇街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯, 其中红灯亮, 表示该条道路禁止通行; 黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换, 指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。设计一个十字路口的交通灯定时控制系统,基本要求如下: 1 )主干道方向通行,支干道方向禁止通行,历时 1min 。 2 )主干道方向禁止通行,支干道方向仍然禁止通行,历时 3s 3 )主干道方向禁止通行,支干道方向通行,历时 30s 。 4) 主干道方向仍然禁止通行, 支干道方向禁止通行, 历时 3s之后又返回到第一步循环。 3 目录一、交通灯设计原理……………………………………………… 3 二、单元电路的设计……………………………………………...7 1、秒脉冲发生器……………………………………………..7 2、倒计时电路………………………………………………… 8 3、状态控制电路…………………………………………….9 4、显示电路……………………………………………... … 10 5. 整个交通灯控制系统的布局……………………………...11 三、仿真过程与效果分析………………………………………… 14 四、元器件清单……………………………………………... …… 17 五、体会总结……………………………………………... ……..17 六、参考文献……………………………………………... …….. 19 4 交通灯控制系统的原理框图如图 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, 控制器是系统的主要部分, 由它控制定时器和译码器的工作。图中: TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔, 即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到, TL=1 ,否则, TL=0 。 TY: 表示黄灯亮的时间间隔。定时时间到, TY=1 , 否则, TY=0 。 ST: 表示定时器到了规定的时间后, 由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。图1 交通灯控制系统的原理框图 5 两方向车道的交通灯的运行状态共有 4种( 因人行道的交通灯和车道的交通灯是同步的, 所以不考虑) ,如图 2 所示状态 0 支干道绿灯亮状态 1 支干道黄灯亮状态 2 主干道绿灯亮状态 3 主干道黄灯亮图2 一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程如下: (1 )图甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔 TL 时,控制器发出状态信号 ST ,转到下一工作状态。(2 )甲车道黄灯亮,乙车道红灯亮。表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行,乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔 TY时, 控制器发出状态转换信号 ST, 转到下一工作状态。(3 )甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行, 6 乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔 TL 时,控制器发出状态转换信号 ST ,转到下一工作状态。(4 )甲车道红灯亮,乙车道绿灯亮。表示甲车道禁止通行, 乙车道上位过县停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔 TY 时,控制器发出状态转换信号 ST ,系统又转换到第( 1 )种工作状态。交通灯以上 4 种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。设控制器的四种状态编码为 00、 01、 11、 10, 并分别用 S0、 S1、S2、 S3 表示,则控制器的工作状态及功能如下表所示。控制器状态信号灯状态车道运行状态 S0(00) S1(01) S2(11) S3(10) 甲绿,乙红甲黄,乙红甲红,乙绿甲红,乙黄甲车道通行,乙车道禁止通行甲车道缓行,乙车道禁止通行甲车道禁止通行,乙车道通行甲车禁止道通行,乙车道缓行表1 控制器工作状态及其功能控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见,把灯的代号和灯的驱动信号合二为一,并作如下规定: AG=1 :甲车道绿灯亮; BG=1 :乙车道绿灯亮; AY=1 :甲车道黄灯亮; BY=1 :乙车道黄灯亮; 7 AR=1 :甲车道红灯亮; BR =1 : 1. 时序脉冲产生 a)