《数字电子技术》
课程设计
课 题：交通信号灯的控制电路 班 级：电气4班 学 号： 631224060423 学生姓名： 魏伟峰 指导教师： 谭丹平
1
目 录
前言............................................3
课程设计的要求和主要内容.........................4
主控制器电路的设计...............................6
计时器的设计.....................................12
译码驱动电路的设计...............................14
采用的原件.......................................15 附录
2
前 言
红绿灯（交通信号灯）系以规定之时间上交互更迭之光色讯号，设置于交岔路口或其他特殊地点，用以将道路通行权指定给车辆驾驶人与行人，管制其行止及转向之交通管制设施。为一由电力运转之交通管制设施，以红、黄、绿三色灯号或辅以音响，指示车辆及行人停止、注意与行进，设于交岔路口或其他必要地点。
电子技术课程设计是将课堂上学到的模电和数电理论和实践结合起来的一个良好平台。
在许多领域中数字控制器均得到普遍应用，诸如在定时报警器、倒计时器，交通信号灯，控制器等等。
现如今，随着人口和汽车的日益增长，城市交通日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。交通信号灯常用于十字路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。
自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。
本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,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。因此，在本次课程设计里，将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。本实验设计目的是培养数字电路的能力，掌握交通信号灯控制电路的设计方法。
用Protues软件进行仿真，易修改电路元件，调整电路参数，比直接焊电路省了好多事。在焊电路前用仿真就行理论验证很意义，也是很有必要的。 整个电路的设计借助于Protues仿真软件以及数字电路相关理论知识，并在Protues下设计和进行仿真，得到了预期的结果。
3
《电子技术》课程设计
一、设计指标及要求
题目：交通信号灯控制电路的设计 要求：1.主干道经常通行; 2.支干道有车才通行：
3.主、支干道均有车时，两者交替通行，并要求主干道每次至少放行30秒，支干道每次至多放行20秒；
4.每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮5秒钟（此时原红灯不变）。
电路方框原理图 本设计重点要求是设计出主控制器、计时器。传感器信号可以用逻辑开关代替，信号灯可以采用发光二级管，“秒”信号脉冲可以用1H z脉冲信号代替。
二、课程设计说明书的主要内容（字数；4000～5000字）：
1、设计任务及主要技术指标和要求；
2、每个单元电路的详细设计计算，元器件选择，电路图等；
3、整体电路的工作原理说明；
4、用EWB或Multisim绘制原理图，仿真。
4
主控制器的设计
从所给的题目可知，本实验电路的设计师关于交通信号灯电路的控制，其中要求中提到支道有才通行，主道是要经常通行，则此时主道应该为绿灯，支道应该为红灯。当支道和主道都有车要通行时，则主道和支道交替通行，且当绿灯变红灯需经过黄灯，二红灯变绿灯则不需要。
根据题目要求可分为4种情况： 1.主道为绿灯时，支道为红灯； 2.主道为黄灯时，支道为红灯； 3.主道为红灯时，支道为绿灯；
4.主道继续为红灯时，支道转为黄灯；按照这4个状态循环 一、状态分析
由于有四种状态2n=4,则n=2 。我们可以确定主控制器中必须有两个触发器。本实验中选择的是74109的JK触发器。 接下来设计具体的电路，按以下几个步骤：
把主道为红，支道为绿,记为状态S0； 把主道为黄，支道为红,记为状态S1； 把主道为红，支道为绿,记为状态S2； 把主道为红，支道为黄,记为状态S3； 二、状态表
S0用“00”表示，S1用“01”，S2用“10”，S3用“11”，则可列出下表 主 支 状态 记为 绿 红 S0 00 黄 红 S1 01 红 绿 S2 10 红 黄 S3 11 表 1 结合题目分析上表可知， 1.当电路处于S0有两种可能：①主干道有车支干道无车；②主干道和支干道都有车但是没过30'。
2.当电路处于S1时，没过5'。
3.当电路处于S2时也有两种可能：①支干道有车，主干道无车；②主、支干道都有车但是没过20'。
4.当电路处在S3时，没过5'。
5.当由S0转换为S1时的条件是：①主干道无车，支干道有车；②主干道和支干道都有车但是过了30'。
6.当由S1转换为S2时的条件是过了5'。
7.当由S2装换为S3时的条件是：①支路无车，主干道有；②主支都有但是过了20'。
8.当由S3装换为S0时的条件是：过了5'。 三．状态转换图
根据上诉4种状态可以列出下面的状态转换图：
5