交通灯控制器数字电路的设计及仿真
随着城市化进程的加快，交通量越来越大，如何科学有效地管理交通成为一个重要的问题。其中，交通灯控制器是一个涉及电子电路技术的重要设备。基于数字电路的设计和仿真，进一步提高交通灯控制器的精度和稳定性，对于保障交通安全、提高城市交通效率至关重要。
一、设计方案
1.计算时序
交通灯控制器的每个阶段均有确定的时间，因此需要计算时序以确定各个信号时序是否正确，以及控制灯的开关时间是否正确。
2.设计状态机
根据计算好的时序，可以通过 ISE 设计工具绘制状态图，然后再利用 Verilog HDL 语言编写出状态机。交通灯控制器的每个阶段都有一个对应的状态，状态机会根据输入信号的状态来判断当前处于何种状态，并根据状态判断应该输出什么信号。
3.确定数字电路结构
利用 ISE 设计工具，可以采用 Combinational Logic Circuit 来设计灯的开关逻辑电路，时序电路中以时钟触发器为主。可以通过该工具绘制仿真波形来检测电路的正确性，检查信号间是
否存在错误。
二、仿真过程
1.绘制输入信号波形
首先，需要绘制出输入信号的波形，并且在仿真时要按照相应的频率和占空比输出。
2.对仿真波形进行仿真分析
仿真过程中，可以通过 Xilinx 仿真工具，对仿真波形进行分析，检测电路的正确性和稳定性。同时，可以通过仿真过程中的输出信号波形，判断各阶段信号的状态。
3.检验仿真结果与设计方案
借助仿真工具，可以非常直观地验证数字电路的设计方案是否合理、可靠。此外，还可以通过不同的应用场景，不断优化和调整设计方案，以实现更高的效率与精度。
三、总结
数字电路的设计和仿真，可以有效地提高交通灯控制器的精度和稳定性，在城市交通管理中起到关键的作用。当前数字电路技术的不断推进，为实现更加高效安全的交通管理提供了强有力的支持。
交通灯信号控制器仿真设计 一、设计目的 1、巩固和加强《数字电子技术》课程的理论知识。 2、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。 3、掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用Multisim软 件仿真。 4、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题、解决问题以及团队协作能力。巩固所学知识，加强综合能力，提高实验技能，启发创新能力的效果 5、培养学生创新能力和创新思维。让学生通过动手动脑解决实际问题，巩固课程中所学的理论知识和实验技能。 二、设计要求 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为45s。时间可设置修改。 2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s，才能变换运行车道。 3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示。 5、假定+5V电源给定。 三、总体概要设计 设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都为45s，每次绿灯变红时黄灯先亮5秒。该交通灯控制系统的总体设计方案如下图所示所示。90进制加法计数器作为该系统的主控制电路，控制东西方向和南北方向交通的及LED显示，秒信号发生器产生整个定时系统的时间脉冲，通过加法计数器对秒脉冲加计数，当到达固定时刻，控制LED显示的减法计数器进行数制转换，交通灯做出相应的变化。 交通灯控制系统的总体设计方案 电
电路流程图 四、局部细节设计 一、秒脉冲电路部分
二、主控电路（89进制加法计数器）部分 三、东西方向减法计数器及LED显示部分
目录 目录 (1) 1 选题背景 (2) 1.1 指导思想 (2) 1.2 方案论证 (2) 1.3 基本设计任务 (3) 1.4 发挥设计任务 (3) 1.5 电路特点 (3) 2 电路设计 (4) 2.1 总体方框图 (4) 2.2 工作原理 (4) 3 各主要电路及部件工作原理 (5) 3.1 555秒脉冲电路简要说明 (5) 3.2 控制电路简要说明 (6) 3.3 计时电路简要说明 (7) 3.4 显示电路简要说明 (8) 3.4.1 74LS138简要说明 (8) 3.4.2 显示电路设计说明 (9) 4 原理总图 (10) 5 元器件清单 (11) 6 调试过程及测试数据 (11) 6.1 通电前检查 (11) 6.2 通电检查 (11) 6.2.1 NE555单元电路的调试 (11) 6.2.2 计数电路模块的调试 (11) 6.2.3发光二极管的调试 (13) 6.3 结果分析 (14) 7 小结 (16) 8 设计体会及今后的改进意见 (16)
8.1 体会 (16) 8.2 本方案特点及存在的问题 (16) 8.3 改进意见 (16) 参考文献 (18) 正文 1 选题背景 随着经济的突飞猛进和人们生活水平的提高，现如今几乎家家户户都有了自己的小汽车。如何保证交通安全这一问题也变的尤其的突出，传统的人力指挥已经满足不了当今的现状。电子交通控制灯可以适应各种不同的要求，同时也节约大量的人力物力，使交通指挥有效而简便。 1.1 指导思想 交通灯控制显示电路主要可分成时序电路，计时电路，控制电路，显示电路四部分。时序电路产生秒脉冲，用555定时器来实现。计时电路分别给出45秒，5秒，25秒，5秒的信号，用74LS160实现计时功能。控制电路控制计时电路的四种不同情况。显示电路通过二极管显示灯显示主、支干道的情况。 1.2 方案论证 方案一： 利用555产生秒脉冲。由设计要求可知，计时电路需产生45s，5s，25s, 5s四种不同的计数方式，共80s。用一片74LS161产生5进制数，使第二片74LS161分成16个状态，每个状态5s。利用门电路将16个状态分成四种情况： a)第1至第9个状态共45s b)第10个状态5s c)第11至第15个状态共25s d)第16个状态5s 把上述四种情况分别送给JK触发器，使其产生00，01 ，10，11四个状态，将四个状态送74LS138译码后经显示电路显示。 a)主干道：绿灯（a）、黄灯（b）、红灯（c与d） b)支干道：绿灯（c）、黄灯（d）、红灯（a与b）
《数字逻辑电路设计》课程设计总结报告 题目：红绿灯控制器 指导老师：罗强 设计人员:徐才胜 学号:0121411370315 班级：电气ZY1401班 日期：2016年6月
目录 一、设计任务书 二、设计框图及整机概述 三、各单元电路的设计方案及原理说明 四、调试过程及结果分析 五、设计、安装及调试中的体会 六、对本次课程设计的意见及建议 七、附录（包括：整机逻辑电路图及元器件清单）
一、设计任务书 一、题目：红绿灯控制器 二、设计要求设计一个红绿灯控制器设计应具有以下功能 设计要求：设计一个红绿灯 （1）主道方向绿灯亮（如30s），支道方向红灯亮。 （2）主道方向黄灯亮（如5s），支道方向红灯亮。 （3）主道方向红灯亮（如20s），支道方向绿灯亮。 (4 ) 主道方向红灯亮（如5s），支道方向黄灯亮。 要求有时间显示（顺数、逆数皆可），时间自定。（大于20秒以上）可添加其他能。 实验器材：推荐使用74ls192,74ls74，cd4511，各种逻辑门芯片，数码管等常用且功能灵活的芯片。 三、给定条件 1.只能采用实验室提供的中小规模电路进行设计。(不一定是实 验用过的) 支道 主道 十字路口交通示意图
二、设计框图及整机概述 1、设计框图 2、整机概述 上图是整个交通灯电路的设计框图。 首先，脉冲发生电路（秒信号 产生单元） 是用来给计数芯片产生脉冲的，以便计数芯片可以正常的工作，可以直接使用试验箱上的秒信号产生单元。红绿灯控制系统 是整个电路的核心，它控制着红绿灯的亮灭、数码管的显示以及控制计数时间，所以对于这个部分的设计是非常重要的。计数系统我们可以 用计数芯片192 来实现， 采用置数或者置零的方法都可以让实现某一个时间段的计数。译码显示系统 是用来显示时间的，它将计数系统所记的时间用数码管显示出来，以便我们可以更清楚的知道红绿灯亮灭的时间。状态计数模块可以控制整个电路的状态显示，显示主支路上的红绿灯。最后的红绿灯部分用三个红色发光二极管将我们所设计的电路功能直观的表现出来。
交通灯控制器数字电路的设计及仿真 随着城市化进程的加快，交通量越来越大，如何科学有效地管理交通成为一个重要的问题。其中，交通灯控制器是一个涉及电子电路技术的重要设备。基于数字电路的设计和仿真，进一步提高交通灯控制器的精度和稳定性，对于保障交通安全、提高城市交通效率至关重要。 一、设计方案 1.计算时序 交通灯控制器的每个阶段均有确定的时间，因此需要计算时序以确定各个信号时序是否正确，以及控制灯的开关时间是否正确。 2.设计状态机 根据计算好的时序，可以通过 ISE 设计工具绘制状态图，然后再利用 Verilog HDL 语言编写出状态机。交通灯控制器的每个阶段都有一个对应的状态，状态机会根据输入信号的状态来判断当前处于何种状态，并根据状态判断应该输出什么信号。 3.确定数字电路结构 利用 ISE 设计工具，可以采用 Combinational Logic Circuit 来设计灯的开关逻辑电路，时序电路中以时钟触发器为主。可以通过该工具绘制仿真波形来检测电路的正确性，检查信号间是
否存在错误。 二、仿真过程 1.绘制输入信号波形 首先，需要绘制出输入信号的波形，并且在仿真时要按照相应的频率和占空比输出。 2.对仿真波形进行仿真分析 仿真过程中，可以通过 Xilinx 仿真工具，对仿真波形进行分析，检测电路的正确性和稳定性。同时，可以通过仿真过程中的输出信号波形，判断各阶段信号的状态。 3.检验仿真结果与设计方案 借助仿真工具，可以非常直观地验证数字电路的设计方案是否合理、可靠。此外，还可以通过不同的应用场景，不断优化和调整设计方案，以实现更高的效率与精度。 三、总结 数字电路的设计和仿真，可以有效地提高交通灯控制器的精度和稳定性，在城市交通管理中起到关键的作用。当前数字电路技术的不断推进，为实现更加高效安全的交通管理提供了强有力的支持。
唐山学院 《数字电子技术》课程设计 题目交通信号灯控制电路的设计与仿真系 (部) 信息工程系 班级电气工程及其自动化 姓名 学号 指导教师 年月日至月日共1周 年月日
《数字电子技术》课程设计任务书 一、设计题目、内容及要求 设计题目：《交通信号灯控制电路的设计与仿真》 设计内容：1.信号灯白天工作要求 某方向绿灯点亮20秒，然后黄灯点亮4秒，最后红灯点亮24秒。在该方向为绿灯和黄灯点亮期间，另一方向红灯点亮。 如果以4秒作为时间计量单位，则某一方向绿、黄、红三种指示灯点亮的时间比例为5：1：6。 从点亮要求可以看出，有些输出是并行的：如南北方向绿灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向黄灯亮。信号灯采用LED红、绿、黄发光二极管模拟。 2.夜间工作方式 南北东西各方向黄灯亮，且每秒闪动一次。其它灯不亮。要求设置一个手动开关，用它控制白天和夜间工作方式。 设计要求： （1）要求根据设计要求实现交通灯的现实功能； （2）用Multisim进行仿真 （3）最后要有设计说明书； 二、设计原始资料 电子实验台、三极管、二极管，芯片、电容、电阻 三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等） 课程设计说明书、仿真结果 四、进程安排 周1讲解整个设计要实现的功能，查阅相关资料，画出整体电路； 周2、3进行仿真并调试； 周4 撰写课程设计任务书 周5 课程设计答辩并交设计说明书 五、主要参考资料 [1]付家才．电子工程实践技术．北京：北京工业出版社，2003 [2]毕满清．电子技术实验与课程设计．北京：机械工业出版社，2001 [3] 阎石主编．数字电子技术基础（第五版）．北京：高等教育出版社，2009 [4]丁润涛主编．电子工程手册．北京：机械工业出版社，1995 指导教师（签名）：教研室主任（签名）：
交通灯控制系统设计与仿真 项目名称交通灯控制系统设计与仿真指导老师曾欣荣、宋小青
摘要 随着社会主义的建设，城市的规模在不断扩大，城市的交通也在不断的提高和改进，交通的顺畅已经成为制约社会主义建设的一个重要因素。目前，伴随着机动车辆的不断增加，尤其是十字路口的交通建设 颇为关键，严重的影响到城市交通安全。社会主义建设以来，有许许多多的设计工作者投身于十字路口交通建设的研究之中，创造和设计出了很多新型的方案，把我国交通建设推向了更高的发展阶段。当前，十字路口都采用了信号灯来控制车辆和人的通行，不仅便于维护管理，而且有较强的自动化。大量的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，多值化方向发展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。它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。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用单片机AT89S52来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过AT89S52芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词：AT89S52单片机；交通灯；倒计时；时间显示
第一章绪论 1.1交通信号灯的发展及研究意义 当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段，这一技术已经有相当长的发展历史了。 红绿灯的起源可追溯到19世纪初的英国。那时，在英国的约克城，着红装的女人表示“已婚”，而着绿装的女人则是“未婚”。当时，伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故。受红绿装启发，英国机械师德?哈特于1868年设计了红、绿两色的煤气交通信号灯，由一名手持长杆的警察通过牵动皮带来转换灯的颜色。可惜的是，这盏灯的历史只有23天，中断的原因是煤气灯突然爆炸使一位警察殉职。图为一张1938年6月27日发布的照片显示，在英国伦敦，行人看着一群蜜蜂聚集在一个交通信号灯上。
湖北民族学院信息工程学院课程设计报告书 题目: 基于multisim的交通信号灯的设计与仿真 课程：电子线路课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级：0312406 学号：031240610 学生姓名：崔亮 指导教师：杨庆
2015年1月8日
2015 年 1 月8 日
摘要 由于电子技术的飞速发展，集成电路和电子系统的复杂程度大概是6年提高10倍，因此电子系统的复杂程度也在相应提高。简单的手工设计方法已无法满足现代电子系统设计的要求。因此许多软件公司纷纷研制采用自上而下设计方法的计算机辅助设计系统。在20世纪70年代中叶有了基于手工布局布线的第一代ECAD工具（计算机辅助设计），1981—1982年出现了基于原理设计仿真的第二代EDA系统（电子自动化）。EDA是在计算机辅助设计（CAD）技术的基础发展起来的计算机设计软件系统。与早期的CAD软件比较，EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。电子设计自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。到1987—1988年又推出了基于RTL（寄存器传输语言）的设计、仿真、逻辑综合的第三代EDA技术。时至今日，又是十多年过去了，电子系统的复杂程度又提高了10多倍。 从事电子产品设计、开发等工作的人员，经常要求对所有设计的电路进行实物模拟和调试。其目的的一方面是为了验证所设计的电路是否能达到设计要求的技术指标，另一方面通过改变电路中元器件的参数，使整个电路性能达到最佳值。 加拿大Interactive Image Tecnologie 公司推出的EWB （Electrical Workbench）软件可以将不同类型的电路组成混合电路进行仿真，界面直观，操作方便等特点，创建电路、选用原件和测试仪器均可以图形方式直观完成。 该软件有较为详细的电路分析手段，如电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析，以及离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏分析和电路容差分析等共计十四种电路分析方法。拥有了强大的MCU模块,支持4种类型的单片机芯片,支持对外部RAM、外部ROM、键盘和LCD等外围设备的仿真,分别对4 种类型芯片提供汇编和编译支持;所建项目支持C代码、汇编代码以及16进制代码,并兼容第三方工具源代码;包含设置断点、单步运行、查看和编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。强大的数字仪器环境和数字分析环境，使其成为为数不多的经典单片机仿真软件之一。 关键词：计算机辅助设计系统 ECAD工具实物模拟工具源代码
交通灯控制器+数字电路课程设计 报告 交通灯控制器是交通管理系统中的重要组成部分，其主要作用是控制道路上的交通信号灯。随着数字电路技术的发展，交通灯控制器也逐渐向数字化、智能化方向发展。本文将详细介绍一种基于数字电路的交通灯控制器设计，以及该设计方案的实现和效果。 一、设计方案 1.硬件设计 硬件设计方案主要包括数字电路的选择、交通灯的控制模块、传感器等。本方案选用FPGA芯片作为控制芯片，该芯片 具有先进的数字信号处理能力和可编程性，便于开发和定制。 交通灯的控制模块包括红灯、黄灯、绿灯三个信号灯的控制器，以及车辆、行人传感器等。其中车辆传感器主要用来检测车流量，行人传感器主要用来检测行人通行情况。 2.软件设计 软件设计方案主要包括程序的设计和调试，以及人机界面的设计和开发。程序设计方案采用Verilog HDL语言进行实现，采用时序逻辑设计的思路来编写程序，实现红绿灯的控制和状态转移。人机界面采用C语言进行编写，通过串口通信与控制芯片进行数据传输和控制。
二、实现过程 在设计方案确定后，我们进一步开始实现。首先是电路的焊接和测试，在确定电路正常无误后，再完成程序的编写和调试。最后是人机接口的开发和完善。具体实现流程如下： 1.电路焊接 首先进行电路布线和焊接，将FPGA芯片、光耦隔离器、电位器等元器件焊接到电路板上，以及信号灯、传感器等元器件的接入。 2.程序编写 利用Verilog HDL语言编写程序，主要包括红绿灯状态的转移逻辑和相应的信号输出控制。程序设计过程中，需要注意时序和状态的转移。 3.调试测试 完成程序编写后，需要进行相应的调试测试。通过仿真测试，检查程序逻辑是否正确，排除潜在问题。在硬件实验平台上进行测试，确定系统能够正常工作。 4.人机界面开发 利用C语言编写人机界面，实现与交通灯控制器的交互控制。实现车辆、行人传感器的数据采集和显示，以及人手动控制交通灯的功能。 三、实现效果
交通灯控制器数电课程设计 交通灯控制器是一个常见的数电课程设计项目，下面是一个简单的交通灯控制器的设计方案： 1. 需求分析： - 交通灯要能够按照规定的时间间隔不断切换状态。 - 交通灯的状态包括红灯、黄灯和绿灯，分别对应停止、警 告和通行状态。 - 红灯、黄灯和绿灯的时间间隔可以根据实际需要进行调整。 2. 设计方案： - 使用数字时钟芯片，如NE555，来生成固定频率的时钟信号。 - 使用多路选择器，如74LS151，来选择不同的灯的状态输出。 - 使用逻辑门电路，如与门和或门，来实现灯的状态切换。 3. 设计步骤： - 使用时钟芯片来产生一个频率为1Hz的时钟信号。 - 使用分频器电路，如74LS90，将时钟信号的频率分为三等份，分别用于控制红灯、黄灯和绿灯的持续时间。 - 使用多路选择器74LS151，根据时钟信号的状态与分频器 的控制信号，选择对应的灯输出高电平或低电平。 - 使用逻辑门电路，通过组合逻辑将时钟信号和选择器输出 的灯状态进行控制，实现交通灯的状态切换。 4. 硬件设计：
- 使用电路实验板、面包板或PCB板等硬件平台进行电路连接。 - 导入时钟芯片、分频器、多路选择器和逻辑门等器件。 - 连接器件之间的引脚，构建交通灯控制器电路。 5. 软件设计： - 使用VHDL、Verilog或其他HDL语言进行交通灯控制器 的逻辑设计和仿真。 - 根据交通灯的时序要求设置时钟频率、分频器的初始状态 和选择器的状态等参数。 - 通过仿真软件进行功能验证和时序分析，优化电路设计。 6. 实现与调试： - 将硬件连接完成后，使用示波器、逻辑分析仪等仪器对电 路进行调试。 - 观察交通灯的状态是否按照预期进行切换。 - 根据实际需要调整各个灯的持续时间和时钟频率等参数， 进行效果调试。 7. 总结： - 对交通灯控制器的设计进行总结和评估，包括可靠性、灵 活性和可扩展性等方面。 - 提出改进方案，进一步优化交通灯控制器的设计。 注意事项： - 在设计过程中，要遵守相关的电路布线规范和安全操作规程。- 在选择器件和电路连接时，要考虑功耗、接口兼容性和可靠
目录 一、课程设计时间 (1) 二、课程设计题目 (1) 三、设计任务、要求及器件 (1) 四、课程设计的电路及工作原理 (2) 五、设计中出现的问题 (8) 六、心得体会 (8) 一、课程设计时间：5月25 日、5月27日、6月1日、6月3日 二、课程设计题目：交通灯控制电路的设计与仿真 三、设计任务、要求及器件 1、设计任务与要求 1〕、能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态，用两组红、黄、绿三色灯来表示两个方向上的交通灯; 2〕、能实现正常的倒计时功能，用两组数码管作为东西和南北方向的到计时显示，并且对红、绿灯的时间可调，在每次由绿灯变成红灯或相反的过度转换过程中，要亮黄灯2秒作为过渡； 3〕、能实现由手动控制红、绿的状态，即到达能手动切换交通灯的特殊状态的功能；
2、用的器件及芯片，见表一 表一 数码管脉冲源 逻辑与门 逻辑或门 灯 逻辑或门 电平开关 开关 四、课程设计的电路及工作原理 交通灯控制电路主要由循环局部电路、减数器和显示〔数码管〕等局部组成。用到的信号是时钟信号，脉冲发生器是提供给该系统中减数器的标准时钟信号源，循环电路局部是系统的主要局部，由它控制定红、黄绿、灯的往复工作，减数器与数码管组成不同进制与时间显示。即74194输出用于点亮红、黄、绿灯和控制灯点亮同时进展的倒计数，倒计数及灯点亮时间的设置可由74190完成，手动脉冲和74190的进位输出脉冲又可用于去鼓励74194进
位输出，如此往复形成红绿灯的循环点亮控制。 1、往复循环电路及原理 在设计中用到起移位作用的芯片是双向移位存放器74LS190，用此芯片来控制灯的移动，可搭建出单循环和往复循环两种构造电路。 双向移位存放器74194 为 4 位双向移位存放器，其主要电特性的典型值如下： 当去除端〔CLEAR 〕为低电平时，输出端〔QA －QD 〕均为低电平。当工作方式控制端〔S0、S1〕均为高电平时，在时钟〔CLOCK 〕上升沿作用下，并行数据〔A －D 〕被送入相应的输出端QA －QD 。此时串行数据〔DSR 、DSL 〕被制止。当S0 为高电平、S1 为低电平时，在CLOCK 上升沿作用下进展右移操作，数据由DSR 送入。当S0 为低电平、S1 为高电平时，在CLOCK 上升沿作用下进展操作，数据由DSR 送入。当 S0 和 S1 均为低电平时，CLOCK 被制止。对于 54〔74〕194，只有当 CLOCK 为高电平时 S0 和 S1 才可改变。 引出端符号： CLOCK 时钟输入端CLEAR 去除端〔低电平有效〕 A －D 并行数据输入端DSL 左移串行数据输入端 DSR 右移串行数据输入端S0、S1 工作方式控制端 QA －QD 输出端 在设计中用的是往复循环连接方式： 往复循环计数电路的设计采用的是同步方式，使用D 触发器控制74LS194的左右移位， 设计电路图如下，图一所示： 图一、红绿灯的交替电路〔往复循环〕 为到达往复循环计数电路的设计，需满足以下表格的要求，见表二： 表二 D 触发器 Q →1S Q →0S ，这样做到触发器"0〞态194右移。 74194与D 触发器的D R 端连接置零信号，作启动作用。L S 做接地处理，以便在左行移位时给低位补零。 考虑无关项的情况下，利用卡诺图化简可得如下结果：
数字电子技术课程设计 ——交通灯逻辑控制电路设计一、内容摘要：本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。实现对交通灯控制。交通灯是交通安全的关键，已广泛应用于城乡的十字路口，它的有无作为交通安全检查的重要依据，是交通秩序正常进行的有力保障。为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过，往往都采用自动控制信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。 二、实验目的 1．了解交通灯管理的基本工作原理。 2．熟悉8253计数器/定时器、8259A中断控制器和8255A并行接口的工作方式及应用编程。 3．掌握多位LED显示的方法。 三、设计任务和要求 实验内容：设计一个用于十字路口的交通灯控制器。 基本要求如下： 1、满足图2顺序工作流程。图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG， 东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。它们的工作方式有些必须是 并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红 灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄红灯亮。 图2 交通灯顺序工作流程图 2、应满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时 间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序工作流程 图3所示。 图3中，假设每个单位时间为3秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别 15秒、3秒、18秒，一次循环为36秒。其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间 之和。
数字电子技术交通灯控制 电路设计 The following text is amended on 12 November 2020.
课程设计报告 课程名称：数字电子技术 设计题目：交通灯控制电路设计院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师：
目录
交通灯控制电路设计 一、设计目的 由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。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行线内。实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。 二、设计要求和设计指标 （1）用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。 （2）当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。 （3）主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。设计30s和20s计时显示电路。 （4）在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，设置5s 计时显示电路。 三、设计内容 总体设计 3.1.1交通灯控制的实现 交通灯控制系统的原理框图如图1所示。 它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制区是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。
图1 系统的原理框图 设控制器的初始状态为S0，当S0的持续时间小于25秒时，TL=0,控制器保持S0不变。只有当S0的持续时间等于25秒时，TL=1，控制器发出状态转换信号，并转换到下一个工作状态。如图2所示： 图2 交通灯的ASM图
《数字逻辑电路》课程设计题目：交通灯控制器的设计 专业：计算机科学和技术 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期： 目录: ○1设计任务及要求 ○2 总体控制方案 ○3控制电路设计 ● 3.1 控制电路工作原理 ● 3.2 控制电路设计原理 ○4倒计时电路设计 ● 4.1具有同步置数功能的十进制减法计数器 ● 4.2主干道和支干道倒计时电路设计 ○5倒计时电路设计 ● 5.1动态显示工作原理 ● 5.2动态显示及译码电路设计 ○6总体电路设计 ● 6.1总体电路
● 6.2电路工作说明 ○7电路仿真调试 ●7.1控制电路仿真调试 ●7.2倒计时电路仿真调试 ●7.3译码显示电路仿真调试 ●7.4总体电路仿真调试 , 下载验证 ○8改进意见及收获体会 ○参考文献 ●1设计任务及要求 设计一个用于十字路口的交通灯控制器。能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态。 具有倒计时功能。用两组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，主干道每次放行（绿灯）60秒，支干道每次放行（绿灯）45秒，在每次由绿灯变成红灯的转换过程中，要亮黄灯5秒作为过渡。 黄灯每秒闪亮一次。 ●2总体控制方案
设主干道绿灯、黄灯、红灯分别为G1、Y1、R1；支干道绿灯、黄灯、红灯分别为G2、Y2、R2，并且均用0表示灭，1表示亮，则交通灯有如下四种输出状态： 通过以上观察可发现： 当主干道或者支干道的倒计时计数值为01时，控制器将从当前状态转入下一个状态。因此，计数值01可作为控制器状态转换的条件，同时也可产生同步置数信号，将下一状态的计数初值置入计数器。 3控制电路设计 3.1控制电路工作原理： 4状态循环实现： 状态 G1Y1R1 G2Y2R2 S0 00 100 001 S1 01 010 001 S2 10 001 100 S3 11 001 010
交通信号灯控制电路的设计 一、设计任务与要求 1、任务 用红、黄、绿三色发光二极管作为信号灯，设计一个甲乙两条交叉道路上的车辆交替运行，且通行时间都为25s的十字路口交通信号灯，并且由绿灯变为红灯时，黄灯先亮5s，黄灯亮时每秒钟闪亮一次。 2、要求 画出电路的组成框图，用中、小规模集成电路进行设计与实现用EAD软件对设计的部分逻辑电路进行仿真，并打印出仿真波形图. 对设计的电路进行组装与调试，最后给出完整的电路图，并写出设计性实验报告。 二、设计原理和系统框图 （一）设计原理 1、分析系统的逻辑功能,画出其框图 交通信号灯控制系统的原理框图如图2所示。它主要由控制器、定时器、译码
器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲信号发生器是该系统中定时器和该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。 图1 交通灯控制电路设计框图 图中: Tl:表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25s,即车辆正常通行的时间间隔.定时时间到，Tl=1,否则，Tl=0. Ty：表示黄灯亮的时间间隔为5s。定时时间到，Ty=1，否则，Ty=0。 St：表示定时器到了规定的时间后,由控制器发出状态转换信号。它一方面控制定时器开始下一个工作状态的定时,另一方面控制着交通信号灯状态转换。 2、画出交通信号灯控制器ASM图 (1）甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行，乙车道禁止
通行。绿灯亮足规定的时间隔TL时控制器发出状态信号ST转到下一工作状态。 (2)乙车道黄灯亮乙车道红灯亮。表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行已过停车线的车辆继续通行乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态. （3）甲车道红灯亮乙车道绿灯亮。表示甲车道禁止通行乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态。 (4）甲车道红灯亮乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止同行，乙车道上未位过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时控制器发出状态转换信号ST系统又转换到第1种工作状态。 交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器进行控制的.设控制器的四种状态编码为00、01、11、10,并分别用S0、S1、S3、S2表示,则控制器的工作状态及功能如表1所示控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定控制状态和信号灯状态下，车道的运行状态： S000甲绿、乙红甲车道通行、乙车道禁止通行 S101甲黄、乙红甲车道缓行、乙车道禁止通行 S311甲红、乙绿甲车道禁止通行、乙车道通行 S210甲红、乙黄甲车道禁止通行、乙车道缓行
交通灯控制电路设计与仿真 一、实验目的 1、了解交通灯的燃灭规律。 2、了解交通灯控制器的工作原理。 3、熟悉 VHDL 语言编程，了解实际设计中的优化方案。 二、实验原理 交通灯的显示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而对于同一个路口又有很多不同的显示要求，比如十字路口，车辆如果只要东西和南北方向通行就很简单，而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂，本实验仅针对最简单的南北和东西直行的情况。要完成本实验，首先必须了解交通路灯的燃灭规律。本实验需要用到实验箱上交通灯模块中的发光二极管，即红、黄、绿各三个。依人们的交通常规，“红灯停，绿灯行，黄灯提醒”。其交通的燃灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。 在实验中使用 8 个七段码管中的任意两个数码管显示时间。东西路和南北路的通车时间均设定为 20s。数码管的时间总是显示为 19、18、17……2、1、0、19、18……。在显示时间小于 3 秒的时候，通车方向的黄灯闪烁。 三、实验内容 本实验要完成任务就是设计一个简单的交通灯控制器，交通灯显示用实验箱 的交通灯模块和七段码管中的任意两个来显示。系统时钟选择时钟模块的 1KHz 时钟，黄灯闪烁时钟要求为 2Hz，七段码管的时间显示为 1Hz脉冲，即每 1s 中递 减一次，在显示时间小于 3 秒的时候，通车方向的黄灯以 2Hz 的频率闪烁。系统 中用 S1 按键进行复位。 实验箱中用到的数字时钟模块、按键开关、数码管与 FPGA 的接口电路，以及 数字时钟源、按键开关、数码管与 FPGA 的管脚连接在以前的实验中都做了详细说 明，这里不在赘述。交通灯模块原理与 LED 灯模块的电路原理一致，当有高电平输 入时 LED 灯就会被点亮，反之不亮。只是 LED 发出的光有颜色之分。其与 FPGA 的 管脚连接如下表 19-1 所示： 四、实验步骤 1、打开 QUARTUSII 软件，新建一个工程。 2、建完工程之后，再新建一个 VHDL File，打开 VHDL 编辑器对话框。
本科毕业论文（设计） ( 2013届) 题目：基于VHDL的交通灯控制器设计与仿真学院：机电与信息工程学院 专业：电子信息工程 学生姓名：杨洋学号：20906022071 指导教师：官鸣俊职称（学位）：副教授合作导师：职称（学位）： 完成时间：2013 年 5 月22 日 成绩： 黄山学院教务处制
学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。 声明人（签名）： 年月
目录 摘要 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。英文摘要 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 1 引言 (3) 2 EDA设计技术综述 (3) 2.1 EDA技术 (3) 2.1.1 EDA简介 (3) 2.1.2 EDA设计流程 (4) 2.1.3 EDA技术优势 (4) 2.2 Max+plusII设计平台 (5) 2.2.1 Max+plusII简介 (5) 2.2.2 Max+plusII设计流程 (5) 2.3 VHDL硬件描述语言 (5) 2.3.1 VHDL简介 (5) 2.3.2 VHDL硬件描述语言的主要优点 (5) 2.3.3 VHDL设计流程 (6) 3 交通灯控制器功能描述与组成结构 (6) 3.1 交通灯控制器功能描述 (6) 3.2 交通灯控制器组成结构 (7) 4 交通灯控制器的VHDL设计 (7) 4.1 交通灯控制器主要模块设计与仿真 (7) 4.1.1 分频器设计与仿真 (7) 4.1.2 状态机设计与仿真 (10) 4.2 交通灯控制器顶层文件设计与仿真 (12) 5 结束语 (15) 参考文献 (16) 致谢 (17) 附录：交通灯控制器各模块VHDL程序描述和顶层文件VHDL程序描述 (18)