交通信号灯自动指挥系统的课程设计.doc

交通信号灯自动指挥零碎的课程设计
引言
随着社会的发展,城市规模的不断扩大,城市交通成为制约城市发展的一大要素,因而,有许多设计工作者为改善城市交通环境设计了许多方案,而大多数都为交通指挥灯,本电路也正是基于前人设计的基础上进行改进的.全部无数字电路组成,较之前的方案更为精确
前言

当前，大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化、方便人、车、路三者关系的调和，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发人们的关注。，这些城市纷纷建筑城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状态。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的零碎研讨和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状态必然受高速道路与普通道路耦合处交通状态的制约。人、车、路三者关系的调和，已成为交通管理部门需求解决的重要问题之一。
城市交通控制零碎是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理零碎，它是古代城市交通监控指挥零碎中最重要的组成部分。
目录
前言……………………………………………………1
一、设计要求……………………………………………………3
二、方案设计……………………………………………………3
三、方案实现……………………………………………………4
四、留意事项……………………………………………………11
五、总结……………………………………………………11
六、参考文献……………………………………………………12
七、致谢……………………………………………………12

交通信号灯自动指挥零碎的设计
信号灯自动指挥零碎的是典型的数字电子控制零碎。通过零碎的设计和仿真实验。我们可以得到电路的零碎的综合训练，设计十字路口主干道和一些小干道的支干组成。四个路口均设有、红、绿、黄、色信号灯和两位8421BCD码的计数、译码显示器。
十字路口交通指挥零碎示意图如下:

十字路口交通指挥零碎示意图
一、设计任务与要求:
(1)、支干道交替通行，通行时间均可在0~99s内任意设定。
(2)没次绿灯换红灯前，黄灯先亮较短时间（也可在0~99s内任意设定），用以等待十字路口内留车辆通过。
(3)主、支干道通行时间和黄灯亮的时间均由同一两位一百进制减法计数器（按零形状为有效态记数方式计数）顺序定时控制。
(4)减计数器回零瞬间完成十字路口通行形状的转换（换灯）。
(5)计数器的形状由显示器件库中的带译码器七段数码管显示，红、黄、绿三色信号灯由显示器件库中的指点灯模拟。
（一）、零碎工作流程图与结构框图
设主干道通行时间为N1，支干道通行时间为N2，主、支干道黄灯亮的时间为N3，按主、支干道通行量，通常设置N1>N2>N3。零碎工作流程图如图1所示。
图1、零碎工作流程图
根据零碎工作流程图，设计零碎硬件结构框图如图2所示。
图2、零碎硬件结构框图
（二）、零碎单元电路设计
（1）形状控制器
由流程图可见，零碎有四种不同的工作形状（S0~S3），选用四位二进制递增集成计数器74163作形状控制器，74163的功能表如图（3）所示，真值表图（4），取低两位输出QB、QA作形状控制器的输出。形状编码S0、S1、S2、S3分别为00、01、10、11。
图3、74163功能表
控制器形状
QbQA主干道
RYG支干道
ryg00
01
10
11001
010
100
100100
100
001
010
图4、灯控真值表
（2）态译码器
以形状控制器输出（QB、QA）作译码器的输入变量，根据四个不同通行形状对主、支干道三色信号灯的控制要求，列出灯控函数真值表，如表1。
表1、空函数真值表

由灯控函数真值表可写出六盏灯的逻辑式，经化简获得六盏灯的逻辑式为：
R=QBr=Q’B
Y=Q’BQAy=QBQA
G=Q’BQ’Ag=QBQ’A
根据灯控函数逻辑表达式，可画出与门与非门组成的形状译码器电路，将形状控制器、形状译码器和模拟三色信号灯相连接，构成三色信号灯逻辑控制电路。
（2）信号灯计时显示逻辑电路
选用两片74190十进制可逆计数器构成2位十进制可预置数的减法计数器。两片计数器之间采用异步级连方式，利用个位计数器的借位输出脉冲（RCO’）直接作为十位计数器的计数脉冲（CLK），个位计数器输入秒脉冲作为计数脉冲。选用两只带译码器功能的七段显示数码管实现两位十进制数显示。D1、C1、B1、A1和D0、C0、B0、A0是十位和个位计数器的8421码置数输入端。由74190功能表可知，该计数器在零形状时RCO’端输出低电平。将个位与十位计数器的RCO’端通过或门控制两片计数器的置数控制端LOAD’（低电平有效），从而实现了计数器减计数至“00”形状瞬间完成置数的要求。将