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1、题 目 交交通灯课课程设计计学 生 朱朱光杰指导教师师 李晶 讲师师年 级 220066级专 业 计计算机科科学与技技术系 别 计计算机科科学与技技术系学 院 计计算机科科学与信信息工程程学院哈尔滨师师范大学学20088年66月论 文 提 要要在一个交交通繁忙忙的十字字路口，没没有交通通灯来控控制来往往车辆和和行人的的通行，假假设也没没有交警警，那会会发生什什么事情情呢？后后果是难难以想象象的，可可能会陷陷入一片片混乱，甚甚至瘫痪痪。当然然我们每每个人都都不希望望这样。我我们作为为社会的的一员，每每人都有有责任为为它的更更加先进进和快捷捷做出力力所能及及的事情情。我们们设计的的这个信信号控制制
2、系统可可以通过过交通灯灯控制东东西方向向车道和和南北方方向车道道两条交交叉道路路上的车车辆交替替运行，每每次通行行时间都都可以根根据实际际情况预预设,用用以减少少交通事事故的发发生概率率。并且经经过些次次实验使使得我们对对电子技技术课程程内容的的理解和和掌握有有了更深深一层的的认识，也学会使使用半导导体元件件和集成成电路，掌掌握电子子电路的的基本分分析方法法和设计计方法，进进一步提提高分析析解决实实际问题题的综合合能力，也也为将来来的就业业或继续续深造做做好准备备。交通灯课课程设计计论文朱光杰摘 要：设计一一个十字字路口的的交通灯灯控制电电路，实实现东西西方向车车道和南南北方向向车道两两条交道
3、道路上的的车辆交交替运行行的控制制，每次次通行时时间都设设为645秒秒。时间间可设置置修改。在在绿灯红红灯亮前前，要求求黄灯先先亮5秒秒钟，才才能变换换运行车车道；黄黄灯亮时时，要求求每秒闪闪亮一次次。方向向南北方方向车道道除了有有红、黄黄、绿灯灯指示外外，每一一种灯亮亮的时间间都用显显示器进进行显（采采用倒时时的方法法）。同同步设置置人行横横道红、绿绿灯指示示。关键词：设计原原理与参参考电路路 过过程与效效果分析析交通信号号灯的出出现，使使交通得得以有效效管制，对对于疏导导交通流流量、提提高道路路通行能能力，减减少交通通事故有有明显效效果。随随着中国国加入WWTO，我我们不但但要在经经济、文
4、文化、科科技等各各方面与与国际接接轨，在在交通控控制方面面也应与与国际接接轨。俗俗话说“要想富富，先修修路”，但路路修好了了如果在在交通控控制方面面做不好好道路还还是无法法保障畅畅通安全全。作为为交通控控制的重重要组成成部份的的交通信信号灯也也应国际际化。随随着社会会经济的的发展，城城市交通通问题越越来越引引起人们们的关注注。人、车车、路三三者关系系的协调调，已成成为交通通管理部部门需要要解决的的重要问问题之一一。城市市交通控控制系统统是用于于城市交交通数据据监测、交交通信号号灯控制制与交通通疏导的的计算机机综合管管理系统统，它是是现代城城市交通通监控指指挥系统统中最重重要的组组成部分分。随着
5、着城市机机动车量量的不断断增加，许许多大城城市如北北京、上上海、南南京等出出现了交交通超负负荷运行行的情况况，因此此，自880年代代后期，这这些城市市纷纷修修建城市市高速道道路，在在高速道道路建设设完成的的初期，它它们也曾曾有效地地改善了了交通状状况。然然而，随随着交通通量的快快速增长长和缺乏乏对高速速道路的的系统研研究和控控制，高高速道路路没有充充分发挥挥出预期期的作用用。而城城市高速速道路在在构造上上的特点点，也决决定了城城市高速速道路的的交通状状况必然然受高速速道路与与普通道道路耦合合处交通通状况的的制约。所所以，如如何采用用合适的的控制方方法，最最大限度度利用好好耗费巨巨资修建建的城市
6、市高速道道路，缓缓解主干干道与匝匝道、城城区同周周边地区区的交通通拥堵状状况，越越来越成成为交通通运输管管理和城城市规划划部门亟亟待解决决的主要要问题。以以下就交交通灯控控制系统统的电路路原理、设设计和实实验调试试等问题题来进行行具体分分析讨论论。设计原理理与参考考电路东西方向车道信号灯1、交通通灯控制制系统的的原理如如下：倒计时计时器秒脉冲发生器信号灯转换器南北 方向车道信号灯T5T02、 信号转换换状态1：东西方方向车道道的绿灯亮，车车道，人人行道通通行；南南北方向向车道的的红灯亮亮，车道道，人行行道禁止止通行。状态2：东西方方向车道道的黄灯灯亮，车车道，人人行道缓缓行；南南北方向向车道的
7、的红灯亮亮，车道道，人行行道禁止止通行；状态3：东西方方向车道道的红灯灯亮，车车道，人人行道禁禁止通行行；南北北方向车车道的绿绿灯亮，车车道，人人行道通通行；状态4：东西方方向车道道的红灯灯亮，车车道，人人行道禁禁止通行行；南北北方向车车道的黄黄灯亮，车道，人行道缓行；3、 方案选用JKK触发器器，设状态编编码为：S00=000S1=01SS2=111 S33=100，其输出出为Q11 Q0，则则其状态态表为：表1 状态编编码与信信号灯关关系表现态次态输出Q1nQ0nQ1n+1Q0n+1GaYaRaGbYbRb0001100001011101000111100011001000001010图1
8、电路路接法图图4、 倒计时计计数器十字路口口要有数数字显示示，作为为倒计时时提示，以以便人们们更直观观地把握握时间。具具体为：当某方方向绿灯灯亮时，置置显示器器为某值值，然后后以每秒秒减1，计计数方式式工作，直直至减到到数为“”和“”，十字字路口绿绿、黄、红红灯变换换，一次次工作循循环结束束，而进进入下一一步某方方向的工工作循环环。在倒倒计时过过程中计计数器还还向译码器器提供模模5的定定时信号号T5和模模0的定时时信号TT0。作G=00时的卡卡诺图：BCA 00 001 111 100X111110010倒计时显示示采用七七段数码码管作为为显示，它它由计数数器驱动动并显示示计数器器的输出出值。
9、计数器选选用集成成电路7741990进行行设计。7741990是十进制同同步可逆逆计数器器，它具具有异步步并行置置数功能能、保持功能能。7441900没有专专用的清清零输入入端，但但可以借借助QAA、QBB、QCC、QDD的输出出数据间间接实现现清零功功能。表2 741190的的状态表表CTENND/UCLKLOADDA B C DDQA QB QCC QQD0XX0X X X XXA B C DD01POS1X X X XXCounnt DDownn00POS1X X X XXCounnt UUp1XXXX X X XXQa0 Qb00 Qcc0 QQd0现选用两两个7441900芯片级级联
10、成一一个从可可任意设设定时间间0099倒倒计至000的计计数器，其其中作为为个位数数的7441900芯片的的CLKK接秒脉脉冲发生生器（频频率为11），再再把个位位数7441900芯片输输出端的的QA、QQD用一一个与门门连起来来，再接接在十位位数7441900芯片的的CLKK端。当当个位数数减到00时，再再减1就就会变成成9， 0（000000）和99（10001）之之间的QQA、QQD同时时由0变变为1，把把QA、QQD与起起来接在在十位数数的CLLK端，此此时会给给十位数数741190芯芯片一个个脉冲数数字减11，相当当于借位位。具体体连接方方法如图图2：图2计数数器连接接图信号LDD由
11、两个个芯片的的8个输输出端用用或门连连起来，决决定倒计计时是置置数，还还是计数数。工作作开始时时，LDD为0，计计数器预预置数，置置完数后后，LDD变为11，计数数器开始始倒计时时。当倒倒计时减减到数000时，LLD又变变为0，计计数器又又预置数数，之后后又倒计计时，如如此循环环下去。图3 预置数数功能说说明图预置数（即即车的通通行时间间）功能能：如图图3所示，个开关关分别接接十位数数741190芯芯片的DD、C、BB、A端端和个位位数7441900芯片的的D、CC、B、AA端。预预置数的的范围为为6998。假假如把通通行时间间设为225秒，就就像图11的接法法，H接接0，JJ接0，KK接1，
12、LL接0，88接0，44接1，22接0，11接1。（接接电源相相当于接接1，接接地相当当于接）图4 译译码器向译码器器提供模模5的定定时信号号T5和模模0的定时时信号TT0：T0表示示倒计时时减到数数“00”（也即即绿灯的的预置时时间，因因为到000时，计计数器重重新置数数），TT0=11，此时时T0给给译码器器一个脉脉冲，使使信号灯灯发生转转换，一一个方向向的绿灯灯亮，另另一个方方向的红红灯亮。接接法为：把两个个741190计计数器的的8个输输出端用用一个集集成的八八输入一一输出或或门连起起来。T5表示示倒计时时减到数数“05”时。T5=1，此此时T55给译码码器一个个脉冲，使使信号灯灯发生
13、转转换，绿绿灯的变变为黄灯灯，红灯灯的不变变。接法法为：当当减到数数为“05”（00000 01101）时时，把十十位计数数器的输输出端QQA、QQB、QQC、QQD连同同个位计计数器的的输出端端QB、QQD用一一个或非非门连起起来，再再把这个个或非门门与个位位计数器器的输出出端QAA、QCC用一个个与非门门连接起起来。具具体连接接方法如如图4所示。要求黄灯灯每秒闪闪一次，用用一个频频率为11的脉冲冲一端与与控制黄黄灯的输输出信号号的JKK触发器器连接起起来，另另一端再再接到黄黄灯。整个交通通灯控制制系统的的布局黄黄灯闪烁烁控制如图5所所示图5 交通灯灯控制图图过程与效效果分析析1、根据据题目
14、的的要求，整整个交通通灯控制制系统需需要有44个时间间显示器器，288个交通通灯。我我在这里里共接了了6个时时间显示示器，其其中4个个用于交交通倒计计时，另另外2个个用于显显示当前前置数图6模拟拟输出界界面2、点击击启动按按钮,便便可以进进行交通通灯控制制系统的的仿真，电电路默认认把通车车时间设设为255秒，打打开开关关后，东东西方向向绿灯亮亮，“东来西西往”的行人人车辆都都可自由由通行；南北方方向车道道的红灯灯亮，南南来北往往的行人人车辆皆皆禁止通通行。时时间显示示器从预预置的225秒，以以每秒减减1，减减到数55时，东东西方向向车道的的绿灯转转换为黄黄灯，而而且黄灯灯每秒闪闪一次，其其余灯
15、都都不变。减减到数11时，11秒后显显示器又又转换成成预置的的25秒秒，东西西方向车车道的黄黄灯转换换为红灯灯，人行行道的红红灯转换换为绿灯灯；南北北方向车车道的红红灯转换换为绿灯灯，人行行道的绿绿灯转换换为红灯灯。如此此循环下下去。3、修改改通车时时间为其其它的值值再进行行仿真（时时间范围围为698秒秒），效效果和上上面差不不多，东东西方向向车道的的绿灯亮亮，时间间倒计数数5，车车灯进行行一次转转换，到到0秒时时又进行行转换，而而且时间间重置为为预置的的数值，如如此循环环。开始拿到到题目的的时候,还不知知道怎么么去做,因为自自己对这这门课的的一般设设计都不不是很会会.对很很多的芯芯片的功功能
16、都不不是很清清楚通过这次次课程设设计，加加强了我我动手、思思考和解解决问题题的能力力.现在在设计已已经做好好了,自自己感觉觉还是比比较好的的,虽然然花了很很多的时时间,但但学到了了很多东东西.做做课程设设计的时时候,自自己把整整个书本本都看了了几遍,增强了了自己对对知识的的理解,很多以以前不是是很懂的的问题现现在都已已经一一一解决了了.在课课程设计计的过程程中,我我想了很很多种方方案,对对同一个个问题(像计数数器的接接法)都都想了很很多种不不同的接接法,运运用不同同的芯片片进行了了比较,最后还还是采取取了上面面的方法法进行连连接.在在连线过过程中,经常会会遇到一一些问题题,比如如接错线线,无意
17、意中删除除了一些些线等,使自己己感觉到到有点点点的力不不从心.从开始始做课程程设计那那天起,脑中天天天都想想着同样样的问题题,怎么么去接线线,怎么么去把电电路弄得得更加简简单,怎怎么别人人更容易易看懂.但似乎乎时间过过得真的的很快,我用了了好几天天才把它它完全弄弄完,完完成后,心里有有一种说说不出的的高兴.这次课程程设计之之后,使使我明白白了,做做任何事事情都要要认真仔仔细,不不然的话话,你会会花更多多的时间间才会做做好.课课程设计计有利于于提高我我们的动动手能力力,能把把我们所所学的书书本知识识运用到到实际生生活中去去.同时时也丰富富了我们们的业余余生活,提高我我们对知知识的理理解能力力。参考资料料 1 电子电电工技术术试验2 余孟尝尝.数字字电子技技术基础础简明教教程3 毕满清清.电子子技术实实验与课课程设计计学年论文文（设计计）成绩绩表论文题目目交通灯课课程设计计论文作者者朱光杰指导教师师李晶职称讲师指导教师评语该同学能能够借阅阅课外资资料独立立完成课课程设计计论文，虽虽然题目目并不新新颖，但但思路独独特，并并熟练的的结合了了一部分分电路知知识，很很好的达达到题目目的要求求。指导教师师签字等级14