基于数字电路的交通灯控制系统毕业设计

内江师范学院本科毕业设计i目录1引言.........................................................................................................................................12设计目的和要求.......................................................................................................................23设计方案的比较和选定...........................................................................................................34系统方框图...............................................................................................................................45电路工作原理..........................................................................................................................56电路设计..................................................................................................................................66.1555定时器构成的秒脉冲信号发生器..........................................................................66.1.1555定时器的引脚.......................................................................................................66.1.2555定时器工作原理...................................................................................................76.1.3秒脉冲信号发生器.....................................................................................................86.2定时器电路....................................................................................................................86.2.1定时器的作用.............................................................................................................86.2.2定时器的构成.............................................................................................................96.3控制器电路..................................................................................................................116.4译码器..........................................................................................................................127系统总电路图.........................................................................................................................158总结........................................................................................................................................16参考文献....................................................................................................................................17致谢..........................................................................................................................................18附录............................................................................................................................................20内江师范学院本科毕业设计ii摘要随着社会不断的发展，人民的生活水平不断的提高，汽车已经成为人们生活必不可少的一部分,伴随而来的是日趋复杂的交通问题。日趋复杂的交通指挥系统仅靠人力来完成是远远不够的，这就需要设计一个简单有效的交通灯控制系统来完成这些复杂的工作，从而使城市交通系统有序，安全地运行。交通灯控制系统的出现是社会发展下的必然产物，在城市道路系统中占有举足轻重的地位，它直接影响到城市的通车质量。所以，一个简单有效的交通灯控制系统对一个城市的发展具有巨大的意义。本电路也正是基于前人设计的基础上进行改进，全部由数字电路组成，比以前的方案更为精确。关键词：汽车；交通问题；交通灯控制系统；发展；数电内江师范学院本科毕业设计iiiAbstractWiththedevelopmentofthesociety,people'slivingstandardcontinuestoimprove,theautomobilehasbeenanintegralpartofpeople'slife,togetherwiththeincreasinglycomplextrafficproblem.Itisfarfromenoughtomanagetheincreasinglycomplexcommandsystemjustdependonhuman,itrequiresasimplebuteffectivetrafficlightscommandsystemtocompletethesecomplexwork,whichmakestheurbantransportsystemworkinorderandsafety.So,asimplebuteffectivetrafficlightscommandsystemmeansalottothegrowthofacity.Therefore,manydesignerhaveworkedoutalotofprograms,mostaretrafficlights.Thiscircuitdeveloponthepredecessors’programs,allmadeupofdigitalcircuit,whichismoreaccuratethanforever.Keywords:automobile;trafficproblem;trafficlightscommandsystem;develop;digitalcircuit内江师范学院本科毕业设计11引言中国最早的马路红绿灯，是于1908年出现在上海的英租界。从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。当前，大量的交通信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化、方便人、车、路三者关系的协调方向发展。随着社会的发展,城市规模的不断扩大,城市交通成为制约城市发展的一大因素，城市交通问题越来越引起人们的关注。因此,有许多设计工作者为改善城市交通环境设计了许多方案,而大多数都为交通指挥灯,本电路也正是基于前人设计的基础上进行改进的.全部有数字电路组成,比较以前的方案更为精确。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。随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。俗话说“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通安全。作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应国际化。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。以下就交通灯控制系统的电路原理、设计等问题来进行具体分析讨论。内江师范学院本科毕业设计22设计目的和要求利用所学数字电路等知识，设计简单交通灯控制电路。在由主干道和一支干道汇合形成的十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每一个入口处设置红、黄、绿三色信号灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁止线外，以此实现红绿灯对城市交通的自动指挥。要求如下：(1)用红、黄、绿三色发光二极管作为信号灯，设计由一个主干道和一个支干道形成的十字路口的交通灯控制系统。(2)当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯。而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯。内江师范学院本科毕业设计33设计方案的比较和选定设计方案一：本设计为交通灯系统。首先考虑设计秒脉冲发生器，常见的是使用555定时器和一些分立元件组合设计，使其产生1Hz的方波信号，作为后面电路的时钟触发信号；其次是计时器的设计，使用两片74LS163级联组成25进制的计数器；系统的主控制电路是整个系统的核心，控制信号灯的工作状态，使用74LS153D数据选择器和7474N触发器组成主控电路；最后是译码输出，选择使用LED灯显示。设计方案二：首先是秒脉