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交通灯控制电路的设计

一、主要内容及提出

1、任务的提出

设计一个十字路口交通灯控制电路，能够指挥车辆在十字路口完成左转和不

同路口的直行。

2、功能及初步分析

东西两组灯，南北两组灯，分别用来指示转弯和直行。如下表所示。

交通灯控制电路状态表

状态直行灯（南北）左转灯（南北）直行灯（东西）直行灯（东西）有效状态

时间

红黄绿红黄绿红黄绿红黄绿

S000110010010027

S10100101001003

S210000110010027

S31000100101003

S410010000110027

S51001000100103

S610010010000127

S70101001000103

S000110010010027

注：0表示灯灭，1表示灯亮。

3、扩展功能

能够用倒计时计数及显示模块，实现有效状态下交通灯的持续亮的时间，且

用数码管显示，方便行人。

二、总体方案设计

方案：用时间控制交通灯的状态转换

1、原理

本方案的主要思想是用时间控制交通灯状态的转换，时间变化是有规律的。

先南北直行红灯亮，而后黄灯亮3秒，再直行绿灯亮27秒，黄灯亮3秒；然后南北转弯绿灯亮，黄灯亮，

南北交通灯都亮红灯；东西交通灯以同样规律变化。

（1）每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮3秒，黄灯亮时，绿灯灭。

（2）要求在绿灯亮（通行时间内）和红灯亮（禁止通行时间内）时均有倒计时显示。所以基本符合现实功

能，能够指挥车辆在十字路口完成左转和不同路口的直行。

2、基本功能、扩展功能分析

考虑交通灯的功能，一个十字路口至少需8组交通灯：东西南北各两组，一组指挥转弯，一组指挥直行。

而设计的关键是控制交通灯的亮灭。

考虑南北、东西方向灯的亮灭规律相同，故可以考虑用四组交通灯来模拟实际的八组交通灯：东西两组灯，

南北两组灯，分别用来指示转弯和直行。可用计数器控制时间，在不同的时间显示不同的灯。根据设计分

析，可以采用如下方案实现交通灯显示：通过计数来计时，不同的时间输出不同的使能信号，使各方向的

不同交通灯显示不同的颜色。夜间车少需交通灯，则红灯、绿灯灭，黄灯闪烁使司机明白前方为十字路口，

小心行驶。

倒计时显示需设计不同的倒计时计数器，显示不同方向交通灯的显示时间，通过数码管显示时间，使行人

方便。

3、总体方案

（1）结构图

（2）主要模块

交通灯设计主要分以下几个模块：时钟分频模块，交通灯亮灭控制模块，交通灯显示模块，倒计时计数

模块，倒计时显示模块。

①时钟分频模块可以将10MHz的信号，用一个二进制计数器，对其进行分频，从而得到适合的频率。

选一个合适的作为时间计数器的扫描信号，另外再选一个作为数码管选通电路的触发信号。本方案是用一

个24位的计