数电课程设计-交通信号灯的自动控制.docVIP

课 程 设 计 说 明 书 2011 年 7 月 13 日 引言： 随着城市人口的增多和汽车的增加，城市交通问题日益突出。在许多大城市，由于过量的汽车，经常导致交通阻塞，交通事故频繁。交通问题已经给城市社会经济发展带来了严重影响。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。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的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重要的组成部分。同时也随着城市机动车量的不断增加，相对于道路网的承载力来说，汽车数量过多，诱发了交通阻塞问题。从某种程度上说，交通阻塞是汽车社会的产物。在人们上下班的高峰期，交通阻塞现象尤为明显，在很多大城市中心区，高峰期交通速度仅有每小时16km。交通阻塞导致时间和能源的严重浪费，影响城市经济的效率。大城市圈内的汽车道路还在继续建设，汽车数量也进一步增加，道路的建设和汽车的增加有可能形成恶性循环，导致更为严重的交通阻塞。许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，交通事故是许多大城市存在的日趋严重的问题。实际上，还有大量非致命交通事故。交通事故不但导致了对贵重医疗设施需求的增加，而且使受伤者痛苦不堪。据统计，仅1978年，美国就有52 653人死于机动车事故。因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，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况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，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况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。数字电子技术基础是高等学校弱电类各专业的一门重要的技术基础课程。这门课程发展迅速、实用性和应用性强，侧重于逻辑行为的认知和验证。为此，本次设计完成的就是交通灯设计。1.设计任务………………………………………………………………………………………………………………………………3 3.总体设计……………………………………………………………………………3 4.模块设计……………………………………………………………………………4 4.1 555秒脉冲模块设计…………………………………………………………4 4.2 控制单元设计……………………………………………………………4 4.2.1 4 秒定时电路 …………………………………………………………5 4.2.2 6 秒定时电路 …………………………………………………………5 4.2.3 25秒定时电路…………………………………………………………6 4.2.4 JK时序电路……………………………………………………………7 4.2.5 时序信号 ………………………………………………………………8 5.元器件清单 ………………………………………………………………………9 6.系统完整电路图…………………………………………………………………10 7.心得体会…………………………………………………………………………11 8.参考文献 …………………………………………………………………………12 交通灯的自动控制 .设计任务 设计一个十字路口交通信号灯自动控制电路。 .课设要求以及主要内容 通常情况下，大道绿灯亮，人行道红灯亮。 若人行道来人，大道经6秒由绿灯变为黄灯；再经过4秒，大道由黄灯变为红灯，同时，人行道由红灯变为绿灯。 人行道变绿灯后，若大道来车不到3辆，则经过25秒钟后自动由绿灯变为黄灯，再经过4秒变为红灯，同时，大道由红灯变为绿灯。 如果人行道在绿灯亮时，且人行道绿灯亮的时间还没有到25秒，只要大道检测到已经超过3辆车在等候，那么人行道应立即由绿灯变为黄灯，再经过4秒变为红灯，同时，大道由红灯变为绿灯。 .总体设计 首先由一个555发生产生一个秒脉冲，提供时钟信号，然后经过控制单元处理以后输出给信号灯。 .模块设计 555秒脉冲模块设计 图1为秒脉冲信号，产生秒信号的电路有多种形式，如图2 是利用555 定时器组成的秒信号发生器。当接通电源以后，因为电容上的初始电压为零，输出为高电平，并开始经电阻R向电容C充电。当充到输入电压为V1=Vt+时，输入跳变为低电平，电容C又经过电阻R开始放电。当放电至V1=Vt-时，输出电位又跳变成高电平，电容C重新开始充电如此周而复始，电路便不停地振荡。V1和Vo的电压波形如图3所示。因为该电路输出脉冲的周期为T≈0.7（R1+2R2）C。若T=1S，令C=10，R1=