交通灯电路图（交通灯电路图设计原理分析）

今天我就来介绍一下红绿灯电路图以及红绿灯电路图设计原理分析中相应的知识点。希望对你有帮助，也别忘了收藏这个网站。

数字电学课程中的交通信号灯设计

详情如下:

设计主题

题目:交通灯控制电路的设计

二、设计目的

培养学生综合运用数字逻辑基础知识，运用计算机EWB仿真技术独立完整地设计具有一定功能的电子电路，以及仿真和调试的综合能力。本计算机模拟中使用的软件版本为5.0c版

3.设计内容

有一个十字路口，为了它的畅通，我们为它设计了红绿灯系统。

4.设计要求

1.设计一个路口的红绿灯控制电路，要求东西车道和南北车道的车辆交替行驶，每次通行时间设置为45秒。时间可以设置和修改。

2.绿灯变红时，黄灯亮5秒后才能变更行驶车道；

黄灯亮的时候，应该每秒闪烁一次。

4.除东西方向和南北方向的红、黄、绿灯外，各灯亮的时间由显示屏显示(倒计时模式)。

动词(动词的缩写)整体功能框图

图5整体功能框图

交通灯控制系统的原理框图如图5所示。它主要由倒计时电路、信号灯转换器和秒脉冲信号发生器组成。秒脉冲信号发生器是本系统中倒计时电路和黄灯闪烁控制电路的标准时钟信号源。倒计时计数器输出两组驱动信号T5和T0，信号灯由信号灯转换器控制。倒计时电路是系统的主要部分，控制信号灯转换器的工作。

六单元电路图

6.1信号灯转换器

选择JK触发器，设置状态码为:S0=00 S1=01 S2=11 S3=10，其输出为Q1 Q0，其状态表为:

表6-1状态码与信号灯的关系表

当前状态次级状态输出

Q1n Q0n Q1n+1 Q0n+1 Ga Ya Ra Gb Yb Rb

0 0 0 1 1 0 0 0 0 1

0 1 1 1 0 1 0 0 0 1

1 1 1 0 0 0 1 1 0 0

1 0 0 0 0 0 1 0 1 0

图6.1信号灯转换器

6.2倒计时计数器

路口应该有数字显示作为倒计时提示，让人们更直观地把握时间。具体来说，当某个方向的绿灯亮时，显示器被设置为某个值，然后它以每秒减1的方式工作，一直计数到数字减少到“5”和“0”。路口绿灯黄灯红灯变，第一个工作循环结束，进入下一个某个方向的工作循环。在倒计时期间，计数器还向解码器提供模5的定时信号T5和模0的定时信号T0。

G=0时的卡诺图:

公元前00年1月11日，10

X 1 1 1

1 1 0 0

零分

一个

(1)倒计时显示器采用七个数码管作为显示器，由计数器驱动，显示计数器的输出值。

(2)计数器采用集成电路74190设计。74190是一个十进制同步可逆计数器，具有异步并行设置功能和保持功能。74190没有专用的清零输入，但可以用QA、QB、QC和QD的输出数据间接实现清零功能。

表6-2状态表74190

CTEN迪尤CLK装载QD

0 X X 0 X X X X A

公元前

D

0 1位置1 X X倒计时

0 0位置1 X X X向上计数

X X X X X X X Qa0 Qb0 Qc0 Qd0

目前，两个74190芯片级联形成一个可以从00到99任意倒数的计数器，其中个位数74190芯片接第二个脉冲发生器(频率为1)，然后个位数74190芯片输出端的QA和QD接一个与门，再接十位数74190芯片的CLK端。当单位数减为0时，减1会使QA和QD同时在9，0 (0000)和9(1001)之间从0变为1。在十位数的CLK端连接QA和QD，会使十位数的74190芯片的脉冲数减少1，相当于借用。具体连接方法如图1所示:

图6.2解码器

信号LD由两个带或门的芯片的八个输出端连接，决定倒计时是置位还是计数。工作开始时LD为0，计数器是预置的。设置完数字后，LD变为1，计数器开始倒计时。当倒计时减少到00时，LD再次变为0，计数器再次预置，然后再次倒计时，以此类推。

图6.3传输时间控制开关

(3)预设数字(即车辆行驶时间)功能:如图6.3所示，8个开关分别接在10位74190芯片的D、C、B、A端和单位74190芯片的D、C、B、A端。预设数字范围从6到98。如果传输时间设置为45秒，就像图2中的连接一样，A连接0，B连接1，C连接0，D连接0，E连接0，F连接1，G连接0，H连接1。(连接电源相当于连接1，挂空相当于连接0)

图6.4倒计时计数器

(4)给解码器提供模5的定时信号T5和模0的定时信号T0:T0表示倒计时减为“00”(即绿灯的预设时间，因为计数器到00就复位)，T0=1。此时T0给解码器一个脉冲，切换信号光，使一个方向的绿灯亮，另一个方向的红灯亮。连接:用一个集成的八输入一输出或门连接两个74190计数器的八个输出。

T5表示倒计时减少到“05”的时间。T5=1 .此时T5给解码器一个脉冲，使信号光发生变化，绿灯变黄，红灯不变。连接:当数字减为“05”(0000101)时，用一个或非门连接十位计数器的输出端QA、QB、QC、QD和一位计数器的输出端QB、QD，再用一个与非门连接或非门和一位计数器的输出端QA、QC。具体连接方法如图6.4所示。

要求黄灯每秒闪烁一次，频率为1的脉冲一端接控制黄灯输出信号的JK触发器，另一端接黄灯。

总电路图

图7交通灯的总电路图

八次调试(实施结果)

1.根据题目要求，整个交通灯控制系统需要4个时间显示器和12个交通灯。但是因为四个时间显示器都是由同一个倒计时计数器控制的，所以在设计电路的过程中，为了简化电路，让图纸看起来更清晰，我只接了一个时间显示器。

2.点击开始按钮，模拟交通灯控制系统。默认情况下，电路的关闭时间设置为45秒。打开开关，东西方向将为绿色，由东向西行驶的行人和车辆可以自由通行。南北向车道红灯亮，禁止南向北车辆通行。当时间指示器从预设的45秒降低到每秒5秒时，东西向车道绿灯变黄，黄灯每秒闪烁一次，其他灯保持不变。当数字降至1时，1秒后显示变为预设的45秒，东西向车道黄灯变为红灯；南北车道红灯变绿灯。如此循环下去。

3.将开启时间更改为其他值，然后进行模拟(时间范围为6~98秒)。效果和上面差不多。东西向车道为绿色，时间倒计时5，变一次灯，到0秒时再变一次，时间重置为预设值，以此类推。

九种体验

刚开始的时候，我不知道怎么做，因为我对这门课程的整体设计不是很了解。很多芯片的功能我不太了解。有ewb仿真软件，以前没接触过，现在需要的时候才用。它的功能和按钮不清楚。

通过这次课程设计，我加强了自己做事、思考和解决问题的能力。现在设计完成了，感觉好多了。虽然花了很多时间，但是学到了很多东西。我在设计课程的时候，把整本书看了好几遍，增强了对知识的理解。很多以前不懂的问题都一一解决了。在课程设计的过程中，我想了很多方案。我想了很多不同的方法连接同一个问题(比如计数器的连接)，比较了不同的芯片，最后采用了上面的方法连接。从开始设计课程的那天起，我每天都在思考同一个问题，电路怎么接，怎么简单，怎么让别人更容易理解。但是好像时间真的过得很快，我花了好几天才看完。

经过这次课程设计，我明白了，任何事情都要认真去做，否则，你会花更多的时间去做好。课程设计有利于提高我们的动手能力，将书本上学到的知识运用到现实生活中。同时也丰富了我们的业余生活，提高了我们理解知识的能力。

涉及

[1]胡道元。计算机局域网。北京:清华大学出版社，2002。

[2]蒋国强。现代数字逻辑电路实施指南。北京:电子工业出版社，2002。

数字逻辑电路的设计与实现。北京科学出版社2004

〔4〕

蒋丽萍。数字逻辑电路与系统设计。北京:电子。

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如何用一个CD4011和两个NE555组成红绿灯电路？

CD4011和NE555只能组成简单的自动交通灯，如上图所示。

控制器主要由四个555 (IC2 ~ IC5)和一些阻容元件组成的四个单稳态四级延时电路首尾相连。8V的输入电压由78M05调节，为555提供VDD= 5V的电源电压。

电源刚接通时，触发脉冲经过IC1(CD4011)门电路、R1、C1延时，经过C2和R22的差分后，加到IC2的②引脚，触发IC2输出高电平，进入瞬态。瞬变的定时时间取决于K1的位置，延迟时间td=1.1RC6，设定时间分别为60秒、45秒和30秒。瞬变结束时，IC2③的引脚为低电平，由C3和R23区分，下降沿再次触发IC3，形成第二级单稳态延迟。这样依次触发定时器，完成绿灯-黄灯(8秒、10秒、12秒)-红灯(60秒、45秒、30秒)的循环。

该电路是指挥室内的控制电路和监视显示部分。如果真的用于交通指挥，应该是用控制信号激励固态继电器，然后驱动灯泡工作。

用DVP-20EH制作交通灯的电路图和接线图，只能按顺序点亮一个交通灯。

有两种方法可以实现这一点:

首先有一个按键开关，按一下，然后弹回到原来的位置。当处于两个不同的位置时，内部连接不同的触点(单刀双掷开关)。该开关可用于将红色和绿色发光二极管分别连接到电源(大约3V ),使得红色和绿色发光二极管分别点亮。

2.用一个D触发器(如74HCT74)将D输入端接到Q-non(即图中Q上有横线的输出端，第6脚)，将普通键的一端接到5V的高电平，另一端接到时钟，即第3脚)，同时将红色和绿色发光二极管的负极接到地，正极分别通过100欧姆接到D触发器的两个输出端Q和Q-non。

简易交通灯控制电路的设计

本设计选用目前广泛使用的VHDL硬件电路描述语言来描述十字路口交通灯系统控制器的硬件电路。在Altera的EDA软件平台Max+PlusⅱII中编译仿真，下载到CPLD器件中进行编程，从而实现交通灯系统的控制过程。关键词:EDA；VHDL控制器；(与耦合相同)两份副本(流程图)

介绍

EDA技术是一种先进的电子产品设计技术，可以代替设计人员完成电子系统设计中的大部分工作，可以直接从程序中修改错误和系统功能，不需要硬件电路的支持，不仅缩短了研发周期，还大大节约了成本，受到电子工程师的青睐。

实现路口交通灯系统的控制方法有很多种，可以通过标准逻辑器件、可编程控制器PLC、单片机等方案来实现。但是这些控制方式的功能修改和调试都需要硬件电路的支持，这在一定程度上增加了功能修改和系统调试的难度。因此，设计中采用了EDA技术，并采用了广泛使用的VHDL硬件电路描述语言来实现交通灯系统控制器的设计。利用MAXPLUSⅱⅱ集成开发环境进行综合仿真，并下载到CPLD中完成系统的控制功能。

交通灯系统控制器的设计要求

交叉口交通灯控制系统和其他控制系统一样，分为控制器和受控电路。控制器使整个系统按照设定的工作模式交替指挥车辆和行人的交通，并接收被控部分的反馈信号，确定其状态转换方向和输出信号，控制整个系统的工作过程。

根据交叉口交通运行的实际情况，在本系统中，系统的工作条件如下。

路口红绿灯控制系统的东西路上分别有红绿灯R(红)、Y(黄)、G(绿)。东西行人安全通道灯:RXR(红色)，RXG(绿色)。南北向道路上有红绿灯:r1(红色)、y1(黄色)、g1(绿色)；南北向行人安全通道灯:rxr1(红色)和rxg1(绿色)，所有灯高电平点亮。设置具有15s过渡时间和5s转换时间的可变模数定时电路。预设输入整数cnt决定模数是15还是5，输入逻辑cx用于决定计数到4时清零还是计数到14时清零。Clk是外部提供的参考秒脉冲信号。X0、x1、x2、x3为四位二进制数，代表控制器输出的计数时间。图1是系统控制器的符号框图。

控制器编程

*控制器的ASM图

根据系统设计要求，得到控制器的ASM图，如图2所示。这里，所有输入信号都是高电平有效。ASM图反映了交通灯系统不同状态的转换过程和持续时间。

*控制器的VHDL编程

根据所分析系统的ASM图，结合系统的设计要求，用VHDL语言对各个模块进行编程，最终形成顶层文件，在MAX+PLUSⅱII环境下进行编译模拟，验证编译后的程序是否正确运行。如有错误，需要修改，直至完全通过。需要注意的是，编译程序时，要从底层程序开始，只有底层程序全部正确后，才能开始编译顶层程序。这是因为顶层程序是底层程序的概括，它连接底层程序的所有模块，相当于集合了各个模块的功能来实现整个系统的控制功能，所以底层程序正确与否关系到顶层程序的运行结果。

在控制器的编程中，定义结构时有两种编程方法可以编译和仿真，但分析时序时结果不同。

(1)如果以这种方式定义:

...

con1 con1_arc的架构为

信号current_state:状态；

开始

...

在调试程序时，都通过了编译和仿真，但是在时序分析中，有不按设定的计数顺序工作的结果:14，13，2，1，0...经过反复修改和调试，程序被修改，如(2)所定义。

(2)

Con1 _ arc是Con1的建筑。

信号current_state:状态；

信号TEMP _ STATE:STATE；；

...

临时状态=当前状态；

开始

...

在这种设计方法中，定义了另一个信号变量，使得程序可以根据设定的状态14、13和12进行转换...通过这个例子可以看出，EDA技术作为一种电子设计工具，在功能修改和调试上方便快捷，即不需要硬件电路的支持就可以发现问题并进行修改，体现了它的优势。

硬件电路实现

根据交通灯系统的控制要求，系统的硬件电路图如图3所示。该电路包括一个CPLD芯片和两个七段LED数字显示器，其中20个分别代表各个方向的红、黄、绿灯，以及相应的限流电阻。与其他控制方式相比，该电路使用的器件可以说是比较简单和经济的。通过实验，实现了预定交通灯系统的控制功能。

或者单片机，PLC教材都有例子。

红绿灯电路图怎么设计？

交通灯的电路图可以用pad，ad等绘制。

交通信号灯的电路设计通常由单片机控制，可以灵活设置照明时间和模式。

以上是红绿灯电路图的介绍和红绿灯电路图的设计原理分析。不知道你有没有从中找到你需要的信息？如果你想了解更多这方面的内容，记得关注这个网站。

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