课 程 设 计 任 务 书
课 程 名 称 电子线路课程设计 院（系） 电子信息工程 专业 电子信息工程 班级 学号 姓名 课程设计题目 交通灯控制电路的设计 课程设计时间: 2010 年 12 月 20 日 至 2011 年 1 月 2 日 课程设计的内容及要求：
一、设计说明
设计一交通灯控制电路，其原理框图如图1所示。 振荡电路 1Hz时钟 计数器电路 译码显示 主控制电路 信号灯译码驱动器 5Hz时钟 图1 交通灯控制电路原理框图
二、技术指标
1．设计一个十字路口交通灯控制电路，要求主干道与支干道交替通行。 2．主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，时间为90秒。支干道通行时，支干道绿灯亮，主干道红灯亮，时间为60秒。
3．每次绿灯变红时，要求黄灯先闪烁5秒（频率为5Hz）。此时另一路口红灯也不变。
4．在绿灯亮（通行时间内）和红灯亮（禁止通行时间内）均有倒计时显示。 三、设计要求
1．在选择器件时，应考虑成本，要求采用LED显示。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 四、实验要求
1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。 2．进行实验数据处理和分析。 五、推荐参考资料
1．阎石著 . 数字电子技术基础.[M]北京：高等教育出版社，2005年 2．童诗白、华成英主编者 . 模拟电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年
3．李亚伯主编. 数字电路与系统. [M]大连：大连理工大学出版社，1992年 4．韩振振，李亚伯主编. 数字系统设计方法. [M]大连：大连理工大学出版社，1992年
5．尹勇、李林凌主编. Multisim电路仿真入门与进阶. [M]北京：科学出版社，2005年
六、按照要求撰写课程设计报告
指导教师 年 月 日 负责教师 年 月 日 学生签字 年 月 日
成绩评定表
评语、建议或需要说明的问题： 指导教师签字： 日期： 成 绩
一、概述
红绿交通灯自动控制系统在城市十字（或丁字）路口有着广泛的应用。随着社会的进步，人们生活水平的提高，私家车数量会不断增加，对城市交通带来前所为有的压力。道路建设也将随之发展，错综复杂的道路将不段增多。为维持稳定的交通秩序，红绿灯自动控制系统将得到更为广泛的应用。现在实际应用的红绿灯系统中一般没有倒计时功能，使司机和行人不知道指示灯还有多久将会改变现有状态。本设计应用基本数字电路知识，采用LED灯作红、绿、黄三交通灯，用七段数码管作同步倒计时显示。实现两方向通行时间不相等的控制并配有倒计时。
二、方案分析
交通灯控制电路可以分为四部分，首先振荡电路产生1Hz的信号，传给计数器，然后译码显示，计数器电路把信号传给控制电路，最后控制电路驱动信号灯译码显示红绿灯。交通灯控制电路的原理图如图1所示。
图1 交通灯控制电路的原理图
振荡电路 1Hz时钟 计数器电路 译码显示 主控制电路 信号灯译码驱动器 5Hz时钟 三、电路设计
交通灯控制电路主要有四部分，各部分的设计理论思路如下。
1.多谐振荡器电路
如图2所示多谐振荡器由用555定时器构成，此电路利用直流稳压电源通过R1和R2向电容器C充电，使电容电压升高。
T=(R1+2xR2)ln2xC （式1） T=1s R1=28.86K R2=57.72K C=10μf 此时振荡器产生频率为1Hz的方波来提供cp
图2用555构成的多谐振荡器
2.计数器电路
计数器的工作情况为：计数器在主控制器进入状态Ⅰ时开始60s计数,60s后产生脉冲，并向主控制器发出信号，使计数器归零，主控制器进入状态Ⅱ，计数器开始5s计数；5s后又产生脉冲，并向主控制器发出信号，使计数器归零，主控制器进入状态Ⅲ，计数器开始90s计数；90s后也产生脉冲，并向主控制器发出信号，使计数器归零，主控制器进入状态Ⅳ，计数器又开始5s计数；5s后同样产生脉冲，并向主控制器发出信号，使计数器归零，主控制器回到状态Ⅰ，开始新一轮循环。计数器电路如图3所示：
此处连接数码管显示电路
此处连接控制电路
此处连接控制电路
图3 计数器电路
3.数码管显示电路
将计数器的计数输出端接到译码器的地址输入端，得到图4所示的数码管显示电路。
此处连接计数器电路
图4 数码管显示电路
译码器选用74LS48D型LED显示译码器，相应的数码管选取共阴极一位数码管 4.控制电路
74LS160D计数器是一种中规模二一五-十进制计数器，下降沿触发，R0(1),R0(2)是清零端，R9（1），R9(2)是置9端，CPA和QA可组成一个二进制计数器，CPB和QBQCQD组成五进制计数器；若把QA和CPB相连，脉冲从CPA输入，则构成8421BCD码十进制计数器。
本方案采用74LS160D 可预置BCD异步清除计数器，当Qc输出为1时，CLR输入为零使A ，B，C，D端清零，实现周期循环；当Qc输出为0时，开始实现计数；一方面通过输出接逻辑门电路实现灯的红绿变化，另一方面通过输出信号控制计数器工作，然后通过74LS48D译码器实现数码管的倒计时计数。主控制电路如图5所示
此处连接计数器显示部分
此处连接计数器显示部分
图5 控制电路