长安大学数电课设简易交通灯课设报告模板.doc

电子技术基础课程设计

课题名称: 简易交通信号灯控制器
学 院: 电子与控制工程学院
专业名称: 电气工程及其自动化
班 级: 320402
学 号: 04 05 23
姓 名: 徐 通
指导老师: 林 涛
时 间: 6月29日至7月12日 共2周

序言

在现代城市中, 人口和汽车日益增加, 市区交通也日益拥挤, 大家安全问题也日益关键, 所以红绿交通信号灯成为交管部门管理交通关键工具之一。交通信号灯常见于交叉路口, 用来控制车流量, 提升交叉路口车辆通行能力, 降低交通事故。有了交通信号灯, 大家出现有了很大保障。本课程设计利用数字电子技术基础知识, 意在设计一个简单交通信号灯控制系统。
为确保交通秩序和行人安全, 通常在每条道路上各有一组红、 黄、 绿交通信号灯, 其中红灯亮, 表示该条道路严禁通行; 黄灯亮表示该条道路上未过停车线车辆停止通行已过停车线车辆继续通行; 绿灯亮表示该条道路许可通行。交通信号灯控制器自动控制十字路口两组红、 黄、 绿交通信号灯状态转换, 指挥主、 从干道上多种车辆和行人安全通行, 实现十字路口交通管理自动化。自从交通信号灯产生后其内部控制电路几经完善使其愈加合理与人性化, 科技含量不停提升, 计方法也开始多个多样, 从而使交通灯显得愈加智能化、 科学化、 简便化。尤其是近几年来, 伴随电子与计算机技术飞速发展, 电子电路分析和设计方法有了很大改善, 电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺乏工具和手段, 这些为交通灯控制电路设计提供了一定技术基础。
我们设计这个控制系统能够经过交通信号灯控制主干道方向和支干道方向两条交叉路上车辆交替运行, 还有控制主干道行人行走每次通行时间都能够经过实际情况预设, 用以降低交通事故发生概率, 本设计先对交通等控制系统做了简明概述, 再从理论上对每一单元路设计进行具体分析, 最终得出了系统总体电路图。并利用Multisim 12.0软件对电路进行仿真, 使设计方案得以真正实现。
基础功效模块及基础分析方法是此次设计基础内容。这将有利于学生愈加好掌握数字电路设计方法, 将数字电路与模拟电路融会贯通, 提升处理实际问题能力, 同时也为愈加好熟悉计算机和多种程序打下良好基础。参与此次课程设计是长安大学电子与控制工程学院电气工程及其自动化二班徐通同学、 仇佳赟同学和郭延涛同学。徐通负责小组整体进程和车行道红绿灯设计, 仇佳赟责任人行道红绿灯设计, 郭延涛负责整体连接。
因为水平和经验有限, 缺点和错误在所难免, 望老师提出意见方便改善。

6月

目录

序言 1
绪论 3
第一章 系统概述 4
1.1原理框图 4
1.2设计思绪 4
第二章 单元电路设计及功效说明 5
2.1秒脉冲发生器 5
2.2主控制器模块和信号灯模块 5
2.2.1车行道主控制器 5
2.2.2人行道主控制器 6
2.3倒计时计数器模块 8
2.4显示模块 10
2.4.1计数器 11
2.4.2译码器 11
2.4.3译码驱动器 11
2.4.4显示器 13
第三章 系统综述 14
3.1总体电路图 14
3.2仿真结果 16
3.3问题与处理 18
第四章 结束语 19
4.1 收获与体会 19
4.2鸣谢 20
4.3元件明细表 20
参考文件 21

简易交通信号灯控制器
绪论
摘要: 伴随社会经济发展, 城市交通问题越来越引发大家关注。人、 车、 路三者关系协调已成为交通管理部门需要处理关键问题。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关键部分, 采取数字电路对交通灯控制电路设计, 提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、 黄、 绿灯以及人行道两组红、 绿灯状态转换方法, 指挥多种车辆和行人安全通行, 实现十字路口交通管理自动化。此次课程设计中, 将以传统设计方法, 利用数字电路基础知识, 来实现一个简单交通信号灯控制系统。

关键字: 交通灯控制器 秒脉冲发生器 移位寄存器 单时钟十进制可逆计数器 数码显示管 信号灯

关键技术指标与要求:
设计一个十字路口红、 绿、 黄三色信号交通灯控制电路, 具体要求以下:
1. 定周期控制: 主干道绿灯60秒, 支干道绿灯25秒;
2. 每次由绿灯变为红灯时, 应有3秒黄灯亮作为过渡;
3. 分别用红、 黄、 绿发光二极管表示信号灯;
4. 设计计时显示电路;
5. 考虑增加人行道信号灯显示。

方案论证与选择
提出方案
方案一: 采取555组成多谐振荡器来产生T=1sCP脉冲, 用移位寄存器组成系统主控模块, 驱动信号灯显示与计数器预置数, 用单时钟十进制可逆计数器74LS190同时级联组成倒计时计数器, 并产生主控模块移位脉冲和控制计数器预置数。
方案二: 采取32768Hz晶振经过15级分频产生秒脉冲, 分频电路由四位二进制加法数器74LS161组成, 设计一个91进制加法计数器和移位寄存器作中控模块, 控制整个电路工作时间, 产生预置数脉冲、 信号灯显示和倒计时计数器预置功效, 用74LS190异步级联组成倒计时计数器, 用数码管显示倒计时。
方案三: 用触发器和多种门电路完成此设计。
方案选择
此次设计我们采取方案一。方案三显然会使电路负责很多, 总电路图会很庞大, 比较繁琐。方案一与方案二比较显然方案一比方案二简单, 除了少了分频电路外还舍去了一个主控模块中91进制计数器, 而在产生进位脉冲时候也简便很多, 所以我们选择方案一来完成此设计。

第一章 系统概述

1.1原理框图

1.2设计思绪
本设计要求设计一个车行主干道绿灯60秒, 支干道绿灯25秒, 每次绿灯变红灯中间有3秒黄灯和附加一个人行道交通指挥系统交通灯控制系统, 这里我们依据实际经验, 考虑到行人速度会比车慢很多, 所以我们依据这一情况, 设定主干道绿灯55秒, 支干道绿灯20秒, 每次转换中间有8秒等候车行道红绿灯转换时间。分别用红黄绿三色发光二极管表示信号灯, 并用数码管显示倒计时。我们思绪是把车行道和人行道分别用两个主控模块各自控制。所以本设计需要一个脉冲产生模块、 两个信号灯模块、 两个倒计时模块、 两个数码管显示模块和主控模块。脉冲产生电路用以驱动倒计时电路, 置数电路将交通灯亮时间预置到计数电路和寄存器中, 信号灯模块对信号灯多种状态进行循环控制, 倒计时模块以基按时间秒为单位做倒计时, 数码管显示模块显示倒计时时间, 主控模块对电路中各个模块进行级联控制。

第二章 单元电路设计及功效说明

2.1秒脉冲发生器
常见能产生秒脉冲晶体振荡器、 单稳态触发器、 施密特触发器和多谐振荡器等。晶体振荡器产生秒脉冲稳定、 正确, 但可取得最低脉冲值为32768Hz, 本课设需要用到是秒脉冲（1Hz）, 需将晶振产生脉冲经过15级分频才能得到。单稳态触发器、 施密特触发器和多谐振荡器都能够直接产生1Hz脉冲, 但单稳态触发器和施密特触发器产生脉冲式经过对波形整形得到, 需要输入波形, 这增加了电路复杂性。而多谐振荡器却不需要输入波形, 直接选择适宜电阻和电容, 接上5V电源, 就能够直接得到1Hz脉冲。
所以本试验选择多谐振荡器来产生秒脉冲。取R1=44.2kΩ, R2=50 kΩ, C=10uF, 则T=（R1+2*R2）*C*ln2=0.9995s≈1.000s, 其误差为0.5%, 对于交通灯控制, 这个精度已完全符合要求。用多谐振荡器产生秒脉冲电路图及工作波形如图2-1-1所表示。

图2-1-1用多谐振荡器产生秒脉冲

2.2主控制器模块和信号灯模块
2.2.1车行道主控制器
主控制器由移位寄存器74LS194组成, 关键控制信号灯显示和提供计数器置数。
要实现“主干道60秒, 支干道25秒”和“每次由绿灯变为红灯时, 应有3秒黄灯亮作为过渡”, 则主、 支干道两组信号灯总共有四种状态:
状态1: 主干道绿灯亮, 车道通行; 支干道红灯亮, 车道严禁通行;
状态2: 主干道黄灯亮, 车道缓行; 支干道红灯亮, 车道严禁通行;
状态3: 主干道红灯亮, 车道严禁通行; 支干道绿灯亮, 车道通行;
状态4: 主干道红灯亮, 车道严禁通行; 支干道黄灯亮, 车道缓行。
交通灯按这四种状态依次循环工作, 要实现这一功效能够用触发器组成时序电路、 译码器和移位寄存器。本设计只需进行四个状态转换, 用触发器组成时序电路太复杂, 而且不好实现。四个状态用二线—四线译码器也可实现。不过假如用移位寄存器74LS194, 则只需要在一个CP脉冲就能够实现四个状态之间顺利, 而且在后面倒计时预置数模块中, 也能巧妙地利用用寄存器移位功效, 能够说寄存器灵活利用是本设计最大亮点之一。

2.2.2人行道主控制器
人行道主控制器其实与车行道相同, 只是人行道红绿灯四个状态与车行道不一样。要实现“主干道绿灯55秒, 支干道绿灯20秒, 每次转换中间有8秒等候时间”, 则主、 支干道两组信号灯总共有四种状态:
状态1: 主干道绿灯亮, 行人通行; 支干道红灯亮, 行人严禁通行;
状态2: 主干道红灯亮, 行人严禁通行; 支干道红灯亮, 行人严禁通行;
状态3: 主干道红灯亮, 行人严禁通行; 支干道绿灯亮, 行人通行;
状态4: 主干道红灯亮, 行人严禁通行; 支干道红灯亮, 行人严禁通行。
其它原理与车行道完全相同。

74LS194功效表以下表所表示。
以下表可知, 74LS194关键逻辑功效有:
①同时置数功效: 当RD、 S1、 S0都接高电平时, 来一个CP上升沿, 就将DCBA四个数分别置入QDQCQBQA中。
②移位功效: 当RD=1, S1+S0=1, 且S1S0=0, 来一个CP上升沿就移一位。

图2-2-1 74LS194功效表:

用移位寄存器74LS194组成信号灯模块电路如图所表示。

图2-2-2 车行道信号灯模块

图2-2-3 人行道信号灯模块

图中cp为555多谐振荡器产生秒脉冲, cp1为倒计时计数器归零时产生脉冲。QD与SR相连, 打开电源前, 先将S1、 S6置于cp档, S2、 S7置于VCC档, 移位寄存器准备置数。当来一个cp上升沿时, 就能够将预先设置好数DCBA置入QDQCQBQA中.因为A接了高电平, 则QA也为高电平, 此时主干道绿灯和支干道红灯亮。然后将开关S1、 S6和S2、 S7都置于各自另一档即S1接cp1,S2接地, 组成右移移位寄存器, 当cp1来一个上升沿时寄存器右移一次。寄存器四个状态如图所表示。每个状态中只有为高电平那一组信号灯亮。
车行道: 即第一个状态时主干道绿灯和支干道红灯亮; 第二个状态时主干道黄灯和支干道红灯亮; 第三个状态时主干道红灯和支干道绿灯亮; 第四个状态时主干道红灯和支干道黄灯亮。在cp1作用下依次循环进行上面状态转换, 实现信号灯功效。
人行道: 即第一个状态时主干道绿灯和支干道红灯亮; 第二个状态时主干道红灯和支干道红灯亮; 第三个状态时主干道红灯和支干道绿灯亮; 第四个状态时主干道红灯和支干道红灯亮。在cp1作用下依次循环进行上面状态转换, 实现信号灯功效。

2.3倒计时计数器模块
组成倒计时计数器芯片有74LS190、 74LS191、 74LS193等。74LS190为单时钟十进制可逆计数器, 74LS191为单时钟四位二进制可逆计数器, 74LS193为双时钟四位二进制可逆计数器。因为本设计需要是十进制倒计时计数器, 故74LS190成为我们首选。由设计要求可知, 需要组成一个60s、 25s、 3s车行道倒计时计数器和一个55s、 20s、 8s人行道倒计时计数器, 而本设计三个倒计时是一次显示, 每个倒计时模块时间没有冲突, 则只需要两个个两位数倒计时计数器就能够分别实现, 所以能够用四片74LS190两两级联。本设计只需要在每个倒计时结束时候（即倒计时为0）产生一个脉冲来控制计数器置数。因为本设计分别需要是60s、 25s、 两个3s和55s、 20s、 两个8s, 总共8个倒计时, 对于这一点, 本设计是经过移位寄存器来实现, 所以说移位寄存器利用是本设计一大亮点。
74LS190芯片如图所表示。LD为异步置数端, CT为控制端, ABCD为并行置数输入端, QAQBQCQD为输出端, U/D为加/减计数方法控制端, RCO为进位/借位端, CLK为时钟输入端。74LS190功效表如表所表示。
由表我们能够看出, 74LS190关键逻辑功效有:
①异步置数功效: 当LD=0时, 与cp无关, 直接并行输入数据DCBA, QDQCQBQA=DCBA。
②技术功效: 取CT=0, LD=1。
当U/D=0时, 对应CP脉冲上升沿, 进行十进制加数计数功效 。
当U/D=1时, 对应CP脉冲上升沿, 进行十进制减数计数功效 。
③保持功效: 当CT=LD=1时, 计数器保持原来状态不变。

74LS190为十进制计数器, 所以8个需要置数分别为:
车行道: 高位: QD QC QB QA 低位: QD QC QB QA
60 0 1 1 0 0 0 0 0
3 0 0 0 0 0 0 1 1
25 0 0 1 0 0 1 0 1
3 0 0 0 0 0 0 1 1
人行道: 高位: QD QC QB QA 低位: QD QC QB QA
55 0 1 0 1 0 1 0 1
8 0 0 0 0 1 0 0 0
20 0 0 1 0 0 0 0 0
8 0 0 0 0 1 0 0 0

我们先来分析车行道。由上面可见高位QDQA和低位QD为固定低电平, 只要预先接地置零就好了。而高位QC和低位QC分别需要在四个时刻置入0001和0100仔细观擦这两组数能够发觉, 它们分别是移位寄存器两个状态, 所以只需要将移位寄存器QD与计数器高位C相连, 寄存器QB与计数器低位C相连就能够实现这两组数循环置入。然后就是低位QA发觉恰好是高位QC非, 低位QB能够经过移位寄存器QA+QC得到。很显著, 高位QB是其非。倒计时计数器模块电路如图所表示。

人行道同理。高位QD和低位QB为固定低电平, 只要预先接地置零就好了。同理, 高位QC, 高位QA和低位QC以及低位QA分别需要在四个时刻置入0001, 高位QB需要在四个时刻置入0100, 最终, 低位QD能够经过移位寄存器QA+QC得到。倒计时计数器模块电路如图所表示。

对于车行道。首先需要将两片74LS190级联成100进制计数器, 立即低位进位端输入到高位控制端CTEN, 为了提升速度, 两片采取同时级联方法。加减控制端接高电平, 可组成减计数器。因为需要在每个倒计时结束时对计数器重新置数, 倒计时结束时计数器八个输出端为00000000, 将这八个输出端全“或”起来, 即Q=Q0+Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7,则只有八个输出端全为0时候输出Q为0, 其它情况输出Q均为1。74LS190置数端LOAD为低电平有效, 又因为其置数端由移位寄存器所控制, 移位寄存器脉冲是由Q所产生, 设计中需要移位和置数同时进行, 所以需将计数器归零脉冲接到计数器置数控制端LOAD和移位寄存器秒脉冲上。计数器刚开始工作时需要预先置入第一个数60, 即高位QC为高电平, 而QC所接移位寄存器QD此时为低电平, 所以在车行道设计中加了一个开关S4、 S5, 来为计数器提供正确置数条件。而S3是用来控制计数器倒计数, 预防交通灯未进入初始状态就开始计数。打开电源前, 使计数器为置数功效。在计数器将初始状态60置入输出端以后, 一次将S3、 S4开关置入到各自另一端, 计数器开始正常工作。计数器归零时会产生一个归零脉冲, 控制计数器重新置数, 置数后再倒计时计数, 实现循环置数并倒计时功效。
对于人行道。除了置数不一样, 其它完全一样。计数器刚开始工作时需要预先置入第一个数50, 即高位QC, 高位QA和低位QC以及低位QA为高电平, 而它们所接移位寄存器QD此时为低电平, 所以需要加一个开关S9来为计数器提供正确置数条件。; 低位QD需要置入低电平, 而它所接QA+QC此时为高电平所以需要加一个开关S10来为计数器提供正确置数条件。其它开关功效同车行道。S1同S6 , S2同S7、 S3同S8。
2.4显示模块
我们观察到, 现在交通信号系统大多数含有倒计时显示模块, 将现在灯种剩下时间直接显示出来, 以作到人性化, 智能化, 方便车辆和行人对现在速度, 起步等状态进行调整和准备, 更有利于道路交通安全, 此次设计也加入了数字显示电路模块。数字显示模块通常由译码器, 驱动器和显示器等部分组成, 以下图:

2.4.1计数器
倒计时需要显示0~9十个数字, 此次方案采取单时钟十进制计数器74LS190作为计数器, 其具体功效和引脚图上文已经叙述过。
2.4.2译码器
译码器是对特定含义代码进行分辨, 并转换成对应输出信号组合逻辑电路。常见有3线-8线译码器74LS138连成4线-16线译码器或一片4线-10线译码器74LS42。下图分别是138引脚图和42引脚图, 真值表:

2.4.3译码驱动器
译码驱动器不一样于上述译码器, 它集成译码器和驱动器功效来译码驱动数字显示器件。常见有共阴极译码驱动器74LS48和共阳极译码驱动器74LS47, 它们引脚排列一模一样, 以下图, 二者功效也差不多。使用时要注意: 74LS47是用来驱动共阳极显示器, 74LS48是用来驱动共阴极; 74LS48内部有升压电阻, 使用时能够直接与显示器相连, 而74LS47为集电极开路输出, 使用时要外接电阻。

常见还有七段显示译码器7447, 它输出低电平有效, 用以驱动共阳极数码管。其引脚图, 连接电路和真值表以下图。

2.4.4显示器
此次设计显示器采取数码管, 数码管是一个半导体发光器件, 是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型器件, 引线已在内部连接完成, 只需引出它们各个笔划, 公共电极。LED数码管常见段数通常为7段, 有另加一个小数点 。按发光二极管单元连接方法可分为共阳极数码管和共阴极数码管, 如图所表示。共阳数码管是指将全部发光二极管阳极接到一起形成公共阳极(COM)数码管, 共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V, 当某一字段发光二极管阴极为低电平时, 对应字段就点亮, 当某一字段阴极为高电平时, 对应字段就不亮。共阴数码管是指将全部发光二极管阴极接到一起形成公共阴极(COM)数码管, 共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上, 当某一字段发光二极管阳极为高电平时, 对应字段就点亮, 当某一字段阳极为低电平时, 对应字段就不亮。
一般数码管需要7447等驱动模块进行驱动, 有分别对应7个输入端, 而集成数码管将7447集成到数码管内部, 输入端只有4个, 能够直接输入BCD码进行驱动。

方案一:
采取计数器+译码驱动器7447+7段数码显示管组成数码显示电路。

方案二:
也是本设计所要采取方案。采取计数器+集成7段显示数码管组成数码显示电路。

数码管左端为高位输入端, 右端为低位输入端, 所以电路连接采取上面方法。对于这两种方案, 我们选择采取方案二, 显然, 第二种设计方案所选择倒计时数码管采取是四端输入, 无需驱动电路, 节省了设计材料, 简化了电路, 便于连接和实现, 也省去了判定数码管极性。而第一个方案相对于第二种方案来说较复杂, 所以我们选择第二种方案。
到此, 控制系统全部单元电路模块已经介绍完了。

第三章 系统综述

3.1总体电路图
综上分析, 我们得出交通信号灯控制系统总体电路, 如图所表示。图中红绿已经标注。要求是全部用二极管表示红绿灯, 但为了美观以及简化电路, 我们车行道直接用了高级外设红绿灯。

首先是用555组成单稳态多谐振荡器产生一个频率为1HZ方波信号, 其周期为1s, 也就是秒脉冲, 用以驱动74LS190组成计数器进行倒计时计数功效。用74LS194组成右移位寄存器, 组成交通灯主控电路, 驱动信号灯显示和提供计数器预置数。用74LS190同时级联组成100进制倒计时计数器, 并在其输出端加入逻辑或门, 使其输出全为0时候产生一个脉冲信号, 驱动移位寄存器进行移位和计数器重新置数。将集成7段数码管与计数器输出端直接对应相连, 显示倒计时时间。
开始运行系统前, 先将十个开关分别置入上边档位, S1和S6为移位寄存器初始置数提供脉冲; S2和S7为移位寄存器置数提供条件, 即使S1S6为高电平, S3和S8为计数器预置数提供条件, 即使LOAD为低电平; S4 S5和S9 S10为计数器初始状态提供置数输入。当车行主干道和人行主干道绿灯以及车行支干道和人行支干道红灯发光, 数码管显示是时间是60秒和55秒时, 一次合上全部开关。系统便开始工作了。这里看似用了10个开关会很麻烦, 不过全部开关能够用空格键同时控制, 不过全部开关在运行前状态必需一致, 所以只需要在运行后按下空格键, 便置数完成, 再按空格键就开始工作了。中间过程假如需要从新运行系统, 只需按下空格键。这也是本设计一个亮点之一。
3.2仿真结果
车行道和人行道多种状态如图所表示:

状态1: 车行主干道绿灯 支干道红灯 状态2:车行主干道绿灯 支干道红灯
人行主干道绿灯 支干道红灯 人行主干道红灯 支干道红灯

状态3: 车行主干道黄灯 支干道红灯 状态4:车行主干道红灯 支干道绿灯
人行主干道红灯 支干道红灯 人行主干道红灯 支干道绿灯

状态5: 车行主干道红灯 支干道绿灯 状态6:车行主干道红灯 支干道黄灯
人行主干道红灯 支干道红灯 人行主干道红灯 支干道红灯
3.3问题与处理
1. 在秒脉冲发生器设计中, 根据设计需要产生1HZ脉冲, 应该用R1=44.2kΩ,R2=50kΩ两个电阻, 不过仿真时候发觉由此产生脉冲信号周期尤其大, 远远大于1S, 以后查资料发觉是因为用Multisim12.0软件仿真时软件运行时间间隔和实际时间是不一样, 实际中1s在软件里需要运行几分钟。因为这个问题对设计影响不大, 而且在理论和实际做试验时候都对, 只是一个软件问题, 只要在仿真时换阻值小一点电阻, 就能够处理问题。
2. 刚完成电路设计时候碰到一个很棘手问题, 在每次倒计时计数到“0”后重新置数时刚开始采取在归零脉冲产生后先让移位寄存器产生移位再让计数器置数, 这么才能将下一个需要时间成功置入, 开始采取一个或门进行延迟太短, 置数器置入是上一个时间数值。以后采取两个非门对对输入到计数器置数端进行延时, 发觉延迟太多, 每次重新置数时, 都会闪一下才能置入需要数。很长时间都没有处理这个问题。
不过在采取一个或门观察时候发觉, 即使开始工作后, 第一次重新对计数器置数会置入60, 后面再置数时候会依次置入3, 25, 3。这一点让我意识到, 假如把计数器和移位寄存器相连两个输出端分别向下移动一条线话, 就能够置入正确数值, 而且转换时候没有数值跳变, 也不需要任何延迟。结果发觉只需要在计数器初始置数时候, 让其置入第一次需要数字, 系统开始工作后接到移位寄存器相对应端口上, 就能够实现了。这么, 就用一个开关处理了这个问题, 舍去了两个非门延迟。
3.4 不足与改善
1. 本设计还存在一个不足之处, 因为电路初始置数, 造成电路初始需要状 态与电路刚开始工作状态不一样, 所以用了10个单刀双掷开关来实现, 比较麻烦, 不过可经过空格键一键控制。鉴于时间有限, 没有愈加好处理这个问题, 敬请谅解。
2. 该设计基础实现了要求中全部功效, 但本人认为, 该系统置数交于麻烦, 假如需要依据实际情况来合理控制各方向车道和行人通行时间, 需要计算和重新置数。为了填补不足, 可做以下改善, 新增两个开关, 用来表示主干道和支干道路况, 1表示拥挤, 0表示顺畅。再设计一个反馈电路, 当某方向控制开关为1时, 说明该方向拥挤, 合适延长该方向车道绿灯亮时长功效（比如 增加20秒, 倒计时从80开始计时）, 能够经过预先置好数和控制开关来实现。

第四章 结束语

4.1 收获与体会
徐通: 经过这次对交通信号灯设计, 我对十字路口交通灯系统工作原理有了比较深了解, 学到了很多书本上学不到东西, 尤其是掌握了对Multisim熟练地利用。要真正意义上设计一个东西出来, 与我们课堂上学到理论知识是有千差万别, 这次设计让我根本体会到理论上看似一个简单问题, 不过当我们要把它设计出来用以实践时候, 仍有很多问题需要我们去处理。这次课程知识得到应用与巩固, 真正做到把知识用于实践生产, 让我们动手能力得到了很大锻炼。遗憾是因为时间问题和期末考试复习, 我们没能经过移位寄存器把带有转向红绿灯信号控制系统做出来。当然, 我们所做交通灯系统与实际有很大差距, 毕竟实际电路和用软件仿真出来是有很大区分, 我也了解到我们用是最基础电子元件, 到以后其实能够用单片机替换。此次课设我是负责全组人员分工和车行道红绿系统设计以及后面课设汇报编写和汇总, 我们小组三人齐心协力, 分工明确, 在要求时间内我认为应该算是保质保量完成了红绿灯课程设计, 所以我认为, 我们应该培养好良好团体意识, 对以后学习和工作以及生活都有很大帮助。
仇佳赟: 课程设计课是针对某一门课程要求, 对学生进行综合性训练, 培养学生利用课程中所学到理论与实践紧密结合, 独立地处理实际问题能力。经过试验课对电子元器件认识与了解, 发明性应用于课程设计上来, 培养和激发了我们学习爱好, 提升了我们分析和处理问题能力, 经过写设计汇报, 我们学会了通常小论文写作与布局方法, 为以后工作与写作打下了良好基础。此次课程设计我组选择是简易交通信号控制灯设计, 我认为该课题是有一定难度, 秒脉冲信号发生器和控制器设计还相对简单, 不过译码显示器和定时器设计就有一定难度了。关键是定时器设计, 要求它能够产生三种时间信号。另外译码显示器要在主干道和次干道上产生一共六个倒计时状态。所以在本课程设计时参阅了很多从图书馆借来及网上资料。经过此次课程设计, 得到了很多收获和体会。我认识到现阶段在课堂上从书本中学到知识都是部分很基础, 学到东西也比较有限, 离具体应用还有相当大差距。在课程设计过程中, 光有理论知识是不够, 还必需懂部分实践中知识。同时有使我认识到了在专业课学习过程中存在部分不足之处, 比如, 对一些不常见芯片功效作用并不是太熟悉, 以至于在应用过程中还要翻阅书本或是与此相关资料。不过此次课程设计却巩固和加深了我对电子线路基础知识和了解, 提升了综合利用所学知识能力。增强了依据课程需要选学参考资料, 查阅手册, 图表和文件资料自学能力。初步培养了经过独立思索, 深入研究相关问题, 学会自己分析处理问题基础能力。初步掌握了简单实用电路分析方法和工程设计方法。在课程设计实践中, 应将自己动手实践与课堂教学结合起来, 锻炼自己理论联络实际能力和实际动手能力, 在以后学习和工作中更要多加动手实践, 以提升自己学习和工作能力。同时初步学习到了相关课程设计基础方法、 步骤和撰写设计论文格式。所以我认为此次课程设计对以后学习生活有很大帮助。
郭延涛: 经过这次课程设计, 我们小组三个人对数电课程有了更深了解和认识, 学到了很多书本上学不到东西, 动手能力得到了很大锻炼。我们深刻地体会到, 设计一个东西, 光有课堂上知识还不够, 看似一个简单问题, 在实践中可能碰到更种各样麻烦。在此次课程设计中, 得到了老师耐心指导, 我们基础学会了Multisim和isis使用, 收获了团体合作乐趣, 受益匪浅。
在未来道路上, 我们会继续努力, 设计出愈加好作品。最终, 再次感谢林老师给我们带来出色数电课程和课程设计学习经历。
因为所学知识有限, 本设计中还存在很多不足之处, 期望各位老师和同学提出批评指正。
4.2鸣谢
在此次课程设计过程中, 承蒙林涛老师细心指导, 同学和学长学姐热心帮助, 还有我们小组同学齐心协力使得设计成功完成, 在此表示衷心感谢。
4.3元件明细表
此次设计用到全部元件明细
序号
名称
数量
备注
1
LM555CN
1片

2
74LS194
2片

3
74LS190
4片

4
74LS32
17片

5
电阻
2个
R1=44.2kΩ, R2=50kΩ
6
电容
2个
C=10uf, C1=10nf
7
开关
10个

8
信号灯（LED）
28个
绿色8个, 红色8个
9
交通灯（高级外设）
4个

10
数码管
4个
七段集成数码管

参考文件
[1] 林涛.数字电子技术基础.清华大学出版社
[2] 余孟尝.数字电子技术基础简明教程（第三版）.高等教育出版社,.
[3] 赵保经.中国集成电路大全TTL集成电路分册: CMOS集成电路分册.北京: 国防工业出版社,1985.
[4] 李世雄、 丁康源.数字集成电子技术教程.北京: 高等教育出版社,1993.
[5] 周惠潮.常见电子元件及经典应用.电子工业出版社,.
[6] 朱彩莲.Multisim电子电路仿真教程.西安电子科技大学出版社,.
[7] 张庆双等.电子元器件选择与检测[M].北京机械工业出版社, .
[8] 张邦文.实用信号产生电路200例[M].北京电子工业出版社,1998.

使用软件: Word Excel Multisim12.0