交通紅綠燈控制電路

1、 本科學(xué)生電子課程設(shè)計(jì)論文題 目： 交通紅綠燈控制電路 姓 名 楊 軍 學(xué) 號 2006180112 院 （系） 工學(xué)院 專業(yè)、年級 06級 電子信息工程 指導(dǎo)教師 蘭浩彭士忠 2008年 月 7 日指導(dǎo)教師評定成績評審基元評審要素評審內(nèi)涵滿分指導(dǎo)教師實(shí)評分選題質(zhì)量15%目的明確符合要求選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到課程設(shè)計(jì)論文綜合訓(xùn)練的目的。5理論意義或?qū)嶋H價(jià)值符合本學(xué)科的理論發(fā)展，有一定的學(xué)術(shù)意義；對經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的應(yīng)用性研究中的某個(gè)理論或方法問題進(jìn)行研究，具有一定的實(shí)際價(jià)值。5選題恰當(dāng)題目規(guī)模適當(dāng)，難易度適中；有一定的科學(xué)性。5能力水平50%查閱文

2、獻(xiàn)資料能力能獨(dú)立查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，歸納總結(jié)本論文所涉及的有關(guān)研究狀況及成果。10綜合運(yùn)用知識能力能運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識闡述問題；能對查閱的資料進(jìn)行整理和運(yùn)用；能對其科學(xué)論點(diǎn)進(jìn)行論證。10研究方案的設(shè)計(jì)能力整體思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的運(yùn)用能力能運(yùn)用本學(xué)科常規(guī)研究方法及相關(guān)研究手段（如計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備等）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐并加工處理、總結(jié)信息。20外文應(yīng)用能力能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。5設(shè)計(jì)論文35%寫作水平論點(diǎn)鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語言流暢。15寫作規(guī)范符合學(xué)術(shù)論文的基本要求。用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單

3、位、各種資料引用規(guī)范化、符合標(biāo)準(zhǔn)。10論文篇幅5000字左右。10實(shí)評總分 成績等級 指導(dǎo)教師評審意見： 指導(dǎo)教師簽名： 說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個(gè)等級，實(shí)評總分90100分記為優(yōu)秀，8089分記為良好，7079分記為中等，6069分記為及格，60分以下記為不及格。目 錄緒論-4硬件部分簡-8交通燈控制原理-10結(jié)論-14參考文獻(xiàn)-15元器件清單及成本核算-17照片-20第1章 緒 論1.1 交通燈發(fā)展現(xiàn)狀交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。隨著中國加入WTO，我們不但要在經(jīng)濟(jì)、文化、科技等各方面與國際接軌

4、，在交通控制方面也應(yīng)與國際接軌。俗話說“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路還是無法保障暢通安全。作為交通控制的重要組成部份的交通信號燈也應(yīng)國際化。因此，本人選擇交通燈作為課題加以研究。1.2 交通燈控制技術(shù)的現(xiàn)狀智能交通系統(tǒng)的研究和推進(jìn)在我國還處于起步階段，但I(xiàn)TS作為跨世紀(jì)經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)和交通系統(tǒng)建設(shè)必然選擇的重要性已得到國家相關(guān)部門的高度重視。1995年中國國家技術(shù)監(jiān)督局ISO/IC204在中國的歸口部門為交通部門正式批準(zhǔn)成立ISO/TC204中國委員會，該委員會把推進(jìn)中國ITS標(biāo)準(zhǔn)化為主要任務(wù)。1997年在北京召開了智能交通系統(tǒng)發(fā)展趨勢國際學(xué)術(shù)研討會。1998年1月交通

5、部正式批復(fù)成立交通智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程研究中心（ITSC）。為加強(qiáng)該中心在交通智能交通系統(tǒng)的開發(fā)及試驗(yàn)?zāi)芰?，投資1 400萬元建設(shè)交通智能運(yùn)輸系統(tǒng)中心試驗(yàn)室，將為今后國家制定道路交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展和政策提供科學(xué)依據(jù)，現(xiàn)已完成了“交通智能運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究”。1998年2月，在國家科委的領(lǐng)導(dǎo)下，交通智能交通系統(tǒng)工程研究中心還與歐盟合作成立了中歐ITS信息服務(wù)中心（STICNISC/ITS），并于同年7月正式向國際社會提供基于Internet的信息咨詢和技術(shù)服務(wù)。由國家發(fā)展計(jì)劃委員會及對外經(jīng)貿(mào)部批準(zhǔn)，并由交通部等四個(gè)部委支持的“99中國國際智能運(yùn)輸技術(shù)與設(shè)備博覽會”將于今年8月在北京召開。5.2發(fā)展對策

6、針對我國ITS發(fā)展現(xiàn)狀，今后應(yīng)在機(jī)構(gòu)建設(shè)、資金籌集、開發(fā)試點(diǎn)、借鑒創(chuàng)新四方面下工夫。5.2.1盡快完善ITS領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)ITS的綜合性、宏觀系統(tǒng)性及開發(fā)、建設(shè)造價(jià)高等特性決定了其發(fā)展必須得到國家的專職領(lǐng)導(dǎo)、協(xié)調(diào)和扶持。所以，我國必須盡快成立ITS的領(lǐng)導(dǎo)、協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)ITS開發(fā)建設(shè)的組織、協(xié)調(diào)、集資等具體事宜，以國家權(quán)威機(jī)關(guān)的名義盡快制定出我國ITS發(fā)展的總體規(guī)劃和保障法規(guī)，并積極組織資金、人力、物力、財(cái)力，有力推進(jìn)ITS的協(xié)調(diào)、有序發(fā)展。5.2.2加大研究、開發(fā)和局部試點(diǎn)力度各級政府要積極配合國家總體規(guī)劃的部署，組織產(chǎn)、學(xué)、研、政等部門有關(guān)科技人員推進(jìn)ITS的研究開發(fā)力度。結(jié)合我國國情，選

7、擇適當(dāng)?shù)膮^(qū)域或項(xiàng)目為突破口和示范點(diǎn)，組織聯(lián)合攻關(guān)、深入研究各項(xiàng)技術(shù)與管理方法在我國的可行性，大膽探索我國ITS開發(fā)、建設(shè)的成功模式，在取得成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以點(diǎn)帶面，逐步推進(jìn)我國ITS技術(shù)的全面建設(shè)和發(fā)展。5.2.3采取“自上而下”和“自下而上”相結(jié)合的方式，多方籌集資金ITS建設(shè)費(fèi)用高昂是各國遇到的普遍問題，綜觀ITS發(fā)達(dá)國家多采取了“自上而下”（如美國、日本）和“自下而上”（如歐盟）的集資方法，結(jié)合國情，我國宜采取政府投資、民間集資、吸引外資相結(jié)合的方式來積極籌集資金，國家在政策制定、資金調(diào)配和項(xiàng)目審批上盡量采取相對靈活的方式予以扶持。將加大政府投資、實(shí)施股份制運(yùn)作、采取BOT等多種模式有

8、機(jī)結(jié)合，努力將ITS建設(shè)成為我國跨世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。5.2.4加強(qiáng)與國際的交流、合作，發(fā)展具有我國特色的ITSITS在我國還剛剛起步，加強(qiáng)與國際的交流、合作有利于我們及時(shí)了解、掌握世界上在ITS研制、開發(fā)、建設(shè)方面的成功經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)發(fā)展動態(tài)，利用后發(fā)優(yōu)勢，縮短我國在ITS領(lǐng)域與國際先進(jìn)水平的差距。如同其他領(lǐng)域一樣，在學(xué)習(xí)、引進(jìn)的過程中，要密切聯(lián)系我國的國情，畢竟我國現(xiàn)有的交通基礎(chǔ)設(shè)施容量、交通管理模式、交通問題根由、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與國外明顯不同，相應(yīng)地在研究、開發(fā)、建設(shè)時(shí)要結(jié)合我國實(shí)際，發(fā)展具有中國特色的ITS，這樣才有利于帶動我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)和民族產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。1.3 選題意義考慮到數(shù)字電路組成

9、的集成電路近年來發(fā)展神速，交通燈的設(shè)計(jì)又是數(shù)字電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，掌握交通燈的設(shè)計(jì)，基本上可以數(shù)字電路和的設(shè)計(jì)過程，因此，選擇本題。1.4 本設(shè)計(jì)的工作、電路的設(shè)計(jì)；、仿真確定其實(shí)用性；、元器件的配置；、電路板的焊接；、整體電路的調(diào)試；、論文第2章 硬件部分簡介2.1 具體方案論證與設(shè)計(jì)方案：當(dāng)支干道沒車時(shí)，主干道一直亮綠燈，不支干道有車時(shí)，通過重量傳器使整個(gè)電路系路正常工作，主干道亮綠燈45（支干道亮紅燈），過后，主干道亮紅燈25（支干道亮綠燈）依此循環(huán)。、 脈沖發(fā)生/計(jì)數(shù)控制電路：脈沖發(fā)生電路由555時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，設(shè)計(jì)脈沖周期為s，以此信號作為74ls161的cp，計(jì)數(shù)控制電路由兩片74

10、ls161以及幾個(gè)門電路組成，產(chǎn)生45s,25s,5s兩種計(jì)數(shù)方式。、 時(shí)間控制電路時(shí)間控制電路主要是由兩片74ls153組成。通過輸入端的不同，產(chǎn)生不同的信號改變計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)方式?？刂浦髦Ц傻郎系拈_與關(guān)。、 傳感器采用重量傳感器，當(dāng)支干道上有車上時(shí)，通過重量傳感器發(fā)出的信號使交交通燈按規(guī)律變化。方案：1、控制電路控制電路主要由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、RC電路和反相器構(gòu)成、電路如圖3所示。該電路有兩個(gè)輸入端和三個(gè)輸出端。當(dāng)QAQBQCQD=0000時(shí)，輸入端IO為低電平，此時(shí)信號將直接經(jīng)O1輸出給LD以進(jìn)行異步置數(shù)，因此74191的0000狀態(tài)持續(xù)時(shí)間很短暫。輸入端I1由光電檢測電路的輸出信號提供，當(dāng)有

11、車輛時(shí)，輸出低電平；無車輛時(shí)輸出高電平。輸出信號O1=I1，而輸出信號O2而由I1經(jīng)反相器、RC電路和一單穩(wěn)態(tài)電路得來。O1的作用是當(dāng)鄉(xiāng)間道無車輛時(shí)，保持主干道綠燈亮，鄉(xiāng)間道紅燈亮。當(dāng)主干道綠燈變亮并檢測到鄉(xiāng)間道有車輛（即I1=0）時(shí) ，O2觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路并維持主干道綠燈亮66s,即T2 = RCln3=1.1×6M×10f=66(s)。（由于仿真沒有成功，同時(shí)考慮到電路的穩(wěn)定問題，所以舍之）第3章 交通燈控制原理3.1計(jì)數(shù)器主要由兩片可預(yù)置四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(并清除異步)的74ls161以及三片74ls30有幾個(gè)門電路組成。低位計(jì)數(shù)器（圖3-1中下方）74ls161的由55

12、5構(gòu)成的時(shí)間發(fā)生器提供，而高位計(jì)數(shù)器（圖3-1中上方）74ls161的由低位進(jìn)位提供。兩片計(jì)數(shù)器的、都由60S輸出信號提供，兩片計(jì)數(shù)器的由選擇器74ls153提供。當(dāng)?shù)臀挥?jì)數(shù)器的到來時(shí)，開始計(jì)數(shù)，只要產(chǎn)生進(jìn)位，高位計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)?、分別人，當(dāng)?shù)?、分別為，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)60S，將74ls30（60S）的八個(gè)輸入端分別接的(經(jīng)非門)、（經(jīng)非門）、四個(gè)輸出的，以及的、端兩個(gè)輸入端，另外兩個(gè)輸入端置，根據(jù)與非門有出的特點(diǎn)，配和觸發(fā)器達(dá)到計(jì)數(shù)60s的功能，當(dāng)?shù)?、分別人，當(dāng)?shù)?、分別為，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)25S，將74ls30（25S）的八個(gè)輸入端分別接的（經(jīng)非門）、四個(gè)輸出的，以及的、（經(jīng)非門）端兩個(gè)輸入端，另外

13、兩個(gè)輸入端置，根據(jù)與非門有出的特點(diǎn)，配和觸發(fā)器達(dá)到計(jì)數(shù)25s的功能，當(dāng)?shù)?、分別人，當(dāng)?shù)?、分別為，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)5S，將74ls30（S）的八個(gè)輸入端分別接的、（經(jīng)非門）、（經(jīng)非門）四個(gè)輸出的，以及的（經(jīng)非門）、（經(jīng)非門）端兩個(gè)輸入端，另外兩個(gè)輸入端置，根據(jù)與非門有出的特點(diǎn)，配和觸發(fā)器達(dá)到計(jì)數(shù)s的功能，而兩片芯片的端都置，即當(dāng)產(chǎn)生45S、25S、5S計(jì)數(shù)時(shí)，通過74ls30和74ls74（觸發(fā)器）進(jìn)行信號的鎖存。（圖如下）：3.2、時(shí)間選擇控制部分（圖如下）本部分由兩片74ls153，觸發(fā)器，一片74ls139以及門電路組成，各引腳情況：1c1鎖存計(jì)數(shù)信號的觸發(fā)器的端；1c11c0經(jīng)非門接入；2c0

14、鎖存45計(jì)數(shù)信號的觸發(fā)器的端與傳感器信號相與2c3鎖存25計(jì)數(shù)信號的觸發(fā)器和傳感器信號相或非；1c0、2c2、-1Q、-2Q接地，1c3、2c1接高電平，：1c02c0()；1c1、1c21c1()；1c3鎖存25計(jì)數(shù)信號的觸發(fā)器和傳感器信號相或；74ls139的端；74ls139的端；1Q接地。當(dāng)相應(yīng)的信號到來時(shí)，多數(shù)選擇器74ls153會自動地輸出相應(yīng)的信號經(jīng)74ls139來驅(qū)動發(fā)光二極管。達(dá)到當(dāng)支干道沒車時(shí)，主干道一直亮綠燈，不支干道有車時(shí)，通過重量傳器使整個(gè)電路系路正常工作，主干道亮綠燈45（支干道亮紅燈），過后，主干道亮紅燈25（支干道亮綠燈）依此循環(huán)。3.3傳感器。本設(shè)計(jì)采用的是模

15、擬重量傳感器，當(dāng)傳感器上有重量時(shí)，電路系統(tǒng)正常工作，當(dāng)沒重量時(shí)，主干道一直亮綠燈。第4章 結(jié)論由于元件選取的、對數(shù)電的了觸以及老師的精心指導(dǎo)，所以在本設(shè)計(jì)中整體調(diào)試沒有帶來多大的困難，而且非常實(shí)用，其最大的優(yōu)點(diǎn)有實(shí)用、成本低等。本設(shè)計(jì)中的不足與改進(jìn)建議：（1）本設(shè)計(jì)存在的缺點(diǎn)是同步性不是很好。因此再估計(jì)延時(shí)方面還有待加強(qiáng)。（2）我做出來的板子存在的缺點(diǎn)是不能倒計(jì)時(shí)的數(shù)碼顯示，有待改進(jìn)。還有就是支路的25秒定時(shí)好像時(shí)間不夠25秒，黃燈的時(shí)間大于5秒 ，而且不閃爍。還有就是我焊接的能力還需要提高，看上去有一點(diǎn)亂。參考文獻(xiàn)1 杜坤梅. 李鐵才. 機(jī)控制技術(shù)M. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社. 20

16、002 譚建成. 電機(jī)控制專用集成電路M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社. 19993 李仁定. 電機(jī)的微機(jī)控制M. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 19994 李晶皎. 嵌入式語音技術(shù)及凌陽16位單片機(jī)應(yīng)用M. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社. 20035 薛鈞義,張彥斌,虞鶴凇,樊波. 凌陽十六位單片機(jī)原理及應(yīng)用M. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社. 20036 易克初,田斌,付強(qiáng). 語音信號處理M. 北京:. 國防工業(yè)出版社. 2000 7 胡航. 語音信號處理M. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社. 20008 Kris Jamsa,Lars Klander. 張春暉譯. C/C+程序員大全M. 北京: 中國水利水電出版社. 19999 Andrew Bateman, Iain Paterson-Stephens. Algorithms, Applications, and DesignTechniquesM. Beijing: China Machine Press10 11 。致謝 本設(shè)計(jì)到最后