1 总体设计思路、基本原理和框图
1.1设计思路
交通信号灯的主要功能是：当正常工作的时候，先是红灯持续亮30秒，并有数码管倒计时。当30秒结束的时候红灯亮变成红灯的黄灯都亮，并且倒计时变成2秒。随后有绿灯亮，红灯和黄灯熄灭，时间也是30秒倒计时。然后就是，绿灯和黄灯亮2秒，变成红灯亮30秒倒计时。不断的循环的进行下去。
秒脉冲的产生：有555构成的单稳态触发器，电源接通瞬间，电路有一个稳定的过程，即电源通过电阻R向电容C充电，当vC上升到2/3VCC时，触发器复位，Vo为低电平，放电BJTT导通，电容C放电，电路进入稳定状态。适当的调节RC的乘机可以得到稳定的周期，tw=RCln3.
计数电路：计数电路是有两个74LS192计数芯片实现的，74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，利用74LS192进行30秒和2秒的倒计时功能的实现。
数码管显示电路：主要是有数码管和两个CD4511BCD转码芯片实现显示数字的。CD4511是一个驱动共阴极数码管显示器的BCD—七段译码器。特点是：具有BCD转换，消隐和锁存控制，七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。
发光电路:发光电路是有六个三种颜色的二极管组成的，其是受门电路和一个计数器74LS192共同控制的，发出四种不同状态的灯光组合。
1.2 基本原理和框图
在一个主支干道的十字路口，东西和南北方向各设置一个红，黄，绿三种颜色的交通灯。红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行。 由于主干道车辆较多，支干道车辆较少，所以要求主干道处于通行状态的时间要长一些，为30秒；等待时间为2秒。
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所示。四个路口设有红、黄、绿三色灯和两位8421BCD码的计数、译码显示器，原理图如图1-1所示。
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显示器 信号灯译码器 译码驱计数器 主控 电路 动电路 信号灯 信号灯 时钟信号发生器
图1-1 交通信号灯控制原理
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2s。3）2s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30s。4）30s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2s。2s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1-2所示。
30s后 S0 2s后 S3 30s后 图1-2 状态转换图
S2 S1 2s后
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2 单元电路设计
2.1 秒脉冲电路设计
由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器或由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源，其单脉冲电路如图2-1所示。
图2-1 555组成的单脉冲电路
参数计算： 1.脉冲产生电路：
a.用555组成的脉冲产生电路:
R1=15*103Ω R2=68*103Ω C=10μF
则555所产生的脉冲的为:f=1.43/[(R1+2*R2)*103*10*106=0.947Hz,而设计要求为1Hz,因此其误差为5.3%,在精度要求不是很高的时候可以使用.
2.2 倒计时电路数字显示设计
十字路口车辆运行情况只有4种可能，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计数器构成。这里采用二-十进制计数器74LS192实现。
有下图2-2我们可以看到，两个数码管是有两个74LS192共同控制的，然后有CD4511实现对数码管的显示编码。刚开始的时候是对数码管的高电位一个初始值，对低电位为0.当高电位初始值减数到0且开始借位时，对低电位一个初始值，此时高电位初始值为0.
74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数
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等功能，利用74LS192进行30秒和2秒的倒计时功能的实现。数码管显示电路：主要是有数码管和两个CD4511BCD转码芯片实现显示数字的
图2-2 计数器数码显示电路
首先给74LS192输入端设定一个初始值，这里我在十位上设置的是3，在各位上设置的是2。但是前提是十位上的3减数完了需要借位的时候各位上才会自位为2，否则为0。有减位计数器在减数的过程中通过译码器将74LS192输出的数据通过BCD码转换来控制数码管的显示数字。
数码管分为共阳极结构和共阴极结构。若显示器共阳极连接，则对应阳极接高电平的字段发光；而显示器共阴极连接，则接低电平的字段发光。此次设计采用的是共阴极连接如图2-3所示。
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图2-3 共阴极数码管
共阴极则是把所有LED的阴极连接到共同接点K，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及DP（小数点）。
2.3 交通灯显示控制电路设计
计数器的作用有二：一是根据主干道和支干道车辆运行时间以及黄灯切换时间的要求，进行30s、2s 二种方式的计数；二是向主控制器发出状态转换信号，主控制器根据状态转换信号进行状态转换。如下图2-4所示。
图2-4 控制计数器门电路
通过十位上的74LS192计数器的借位信号脉冲对另外的一个计数器进行输入
脉冲，来控制各位和十位上的74LS192计数器的置位和减计数。然后有计数的信
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