交通信号灯电路的设计

武汉理工大学《专业课程设计（二）》课程设计说明书 1 交通信号灯电路的设计 1 技术指标: 设计一种利用发光二极管作为交通信号灯的指示，实现南北、东西车道的交替通行，要求实现南北车道方向循环显示的顺序是绿灯、黄灯、红灯；东西车道方向循环显示的顺序是红灯、绿灯、黄灯。 2 设计方案及其比较： 如今，社会公路交通日趋发达，因此为控制行人和车辆通行秩序以及避免交通事故的发生人们设计产生了交通信号灯。因为要根据不同交通道路情况指定不同的通行规则，于是交通信号控制电路应运而生。 2.1 设计总思路： 由于数字电路技术的逻辑性很强，用它来设计交通灯的控制系统很容易实现。只要数字集成块在一定范围内输入，都能得到确定的输出，调试起来也比较容，电路的工作状态会比较稳定。 这次的设计就是通过一些基本的数字芯片组合来实现对十字路口交通等的六个不同信号灯的控制，另外还加以数码管显示。以做到十字路口信号灯的仿真模型，这个电路的设计看似较为复杂，其实就是一些基本的数字电路组成。只要将整个电路的基本方向确定下来，画出电路流程图，在对各项功能进行设计，一步步突破，最后进行整理总结。 首先分析实际交通灯控制电路，从主干道（南北方向）和支干道（东西方向）入手，路口均有红、黄、绿三个交通灯显示数码管。其示意图如下： 图 1，十字路口交通信号灯控制示意图： 为了相对的更符合实际情况，我们取 S0,S1,S2,S3 分别为27s，3s，27s，3s，即：要求实现逻辑功能，在 1-3 状态循环。 1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间 27s； 武汉理工大学《专业课程设计（二）》课程设计说明书 2 2、东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮，时间 3s； 3、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间 27s； 4、南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮，时间 3s； 图 1 十字路口交通信号灯控制示意图 2.2 方案一 设计电路图如图所示（为了能让读者观察方便，我们将图二完整的电路图拆分成图三与图四两部分）： 武汉理工大学《专业课程设计（二）》课程设计说明书 3 图2 完整电路图 图3 部分电路图 其中74LS161 的CLK 接受方波脉冲，74LS138 的Y 0、Y 1、Y 2、Y 3 去置数和控制信号灯的状态。左边的74LS161 通过清零反馈实现十进制计数，右边的74LS161 通过清零反馈实现六进制计数，其中，由于 74LS161 是通过上升沿来触发的，所以我们在 Q2，Q3 接个与非门来实现十进一的功能。经过 741...