【正文】 。所以，如何采用合適的控制方法，最大限制利用好耗費(fèi)巨資修建的多車(chē)道城市道路，緩解城市的交通擁堵?tīng)顩r，越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門(mén)解決的主要問(wèn)題。在種情況下，道路交通信號(hào)燈開(kāi)始發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用，并已成為交管部門(mén)管理交通的重要工具之一。 塔里 木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 28 頁(yè) 交通燈是城市交通的重要指揮系統(tǒng)，與人 們的日常生活密切相關(guān)。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，道路交通堵塞問(wèn)題日趨嚴(yán)重，如何對(duì)交通進(jìn)行合理的管理和調(diào)度而盡可能減少堵車(chē)現(xiàn)象成為目前我國(guó)很多地方尤其是特大城市急需解決的問(wèn)題，顯然交通燈在其中起著不可或缺的作用。因此，一個(gè)好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術(shù)革新。隨著大規(guī)模集成電路及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及人工智能在控制技術(shù)方面的廣泛運(yùn)用，智能設(shè)備有了很大的發(fā)展，是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的主流方向。結(jié)合我國(guó)城市道路交通的實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)出真正適合我們自身特點(diǎn)的智能信號(hào)燈控制系 統(tǒng)是當(dāng)前的主要任務(wù)，以最大限度地減少了十字路口的車(chē)輛平均延誤時(shí)間，提高了路口通行能力，以達(dá)到緩解交通擁擠的目的。 1 設(shè)計(jì)目的和 要求 本次課程設(shè)計(jì)的目的主要是通過(guò)設(shè)計(jì)交通燈控制電路，了解數(shù)字電子技術(shù)，鞏固和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提高分析、解決數(shù)字電子技術(shù)實(shí)際問(wèn)題的能力，增長(zhǎng)自己的知識(shí)。 如何采用合適的控制方法，最大限度地利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、街區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵?tīng)顩r，越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門(mén)解決的主要問(wèn)題。為此，本次設(shè)計(jì)的是交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)、仿真和調(diào)試。就成鄉(xiāng)交通燈 控制系統(tǒng)的電路原理、設(shè)計(jì)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)調(diào)試進(jìn)行具體分析討論。 設(shè)計(jì)任務(wù)如下： （ 1） 用紅、綠、黃發(fā)光二極管做信號(hào)燈。 （ 2）設(shè)計(jì)主干道和支干道的信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路，控制主干道和支干道的紅、黃、綠信號(hào)燈的亮與滅。 （ 3）設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈的時(shí)間控制電路，使主干道和支干道交替放行，主干道每次放行 30 秒，支干道每次放行 20秒；每次綠燈變紅燈時(shí)，黃燈先亮 5秒，此時(shí)原紅燈不變 （ 4）設(shè)計(jì)放行及等待時(shí)間的顯示電路，使用十進(jìn)制數(shù)字顯示放行及等待時(shí)間。提示 : 本設(shè)計(jì)主要在 EWB 的工作環(huán)境下設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈，測(cè)試電路是否正確，塔里 木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 28 頁(yè) 無(wú)誤再制作 實(shí)際電路。 具體要求如下： 交通信號(hào)燈控制電路應(yīng)具備時(shí)間顯示、主干道和支干道交替放行動(dòng)能。 整體電路布局合理，線(xiàn)路清晰。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)條理清晰，結(jié)構(gòu)合理，格式規(guī)范。 應(yīng)滿(mǎn)足的工作時(shí)序： （ 1） 設(shè)開(kāi)始時(shí)主干道通行，支干道不通行，這種情況下主綠燈和支紅燈亮，持續(xù)時(shí)間為 30 秒； （ 2） 30 秒后主干道停車(chē)，支干道人不通行，這種情況下主黃燈和支紅燈，持續(xù)時(shí)間為 5 秒； （ 3） 5 秒后，主干道不同行，支干道通行，著這種情況下主紅燈和支綠燈亮，持續(xù)時(shí)間為 20 秒； （ 4） 20 秒后主干道人不同行，支干道停車(chē)， 這種情況下主黃燈和支黃燈，持續(xù)時(shí)間為 5 秒。 5 秒后又回到第一種情況，如此循環(huán)反復(fù)。因此，要求主控制器也有四種狀態(tài)，設(shè)這四種狀態(tài)依次為 S1,S2,S3,S4 圖 25塔里 木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 28 頁(yè) 2 實(shí)驗(yàn)器材介紹 實(shí)驗(yàn)器材如下表 1： 名稱(chēng) 型號(hào) 個(gè)數(shù) 二端與非門(mén) 74LS00 4 顯示譯碼器 74LS48 2 二 五 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS90 3 四端與非門(mén) 74LS20 2 多諧振蕩器 555 1 顯示數(shù)碼管 D5011A 2 電阻 1K歐姆、 68歐姆 20 發(fā)光二極管 紅、黃、綠 6 電容 100uF、 2 3 總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)思路： (1)系統(tǒng)中要求有 30 秒， 20 秒和 5 秒的三種定時(shí)信號(hào)，設(shè)計(jì)三種相應(yīng)的計(jì)時(shí)顯示器電路。計(jì)時(shí)順序用順時(shí)計(jì)時(shí)。定時(shí)的起始信號(hào)由主控電路給出，定時(shí)時(shí)間結(jié)束的信號(hào)也輸入主控電路，并通過(guò)主控電路去開(kāi)啟和關(guān)閉交通燈或啟動(dòng)另一種計(jì)時(shí)電路。 （ 2）系統(tǒng)要求定時(shí)顯示電路的輸入信號(hào)為秒脈沖信號(hào)，設(shè)計(jì)一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)秒脈沖輸出的實(shí)際電路。 （ 3）主控電路是整個(gè)電路的核心，它的輸入信號(hào)來(lái)自 30 秒， 20秒， 5秒三個(gè)定時(shí)信號(hào)。主控電路可以控制各種交通燈的開(kāi)啟和關(guān)閉，并反饋信號(hào)給 計(jì)時(shí)電路，觸發(fā)與亮著的信號(hào)燈相應(yīng)的定時(shí)電路，使其順時(shí)顯示相應(yīng)時(shí)間。 塔里 木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 28 頁(yè) 方案構(gòu)思 （ 1）選用發(fā)光二極管，電阻， 7400,7448，數(shù)碼管， 7490,7400,7420 和電 容， 555 元件來(lái)構(gòu)造電路。 （ 2）發(fā)光二極管充當(dāng)紅綠燈，有三個(gè) 7400 控制，發(fā)光二極管與 7400 間接電阻，防止發(fā)光二極管燒壞； （ 3） 7400 下接兩個(gè)數(shù)碼管，兩個(gè)數(shù)碼管分別由一個(gè) 7448 控制，數(shù)碼管與7448 間接有電阻，防止數(shù)碼管被燒壞。 （ 4）兩個(gè) 7448 分別下接 7490，再通過(guò)一個(gè) 7490 來(lái)總的控制前兩個(gè) 7490。 （ 5） 7490 分別下接 7400,7420,7420，來(lái)輔助 7900 的進(jìn)制轉(zhuǎn)換。 塔里 木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 28 頁(yè) 利用 EWB實(shí)現(xiàn)仿真 （ 1）電路圖如下： 塔里 木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 28 頁(yè) （ 2） 設(shè)計(jì)出仿真圖后進(jìn)行仿真，發(fā)現(xiàn)該電路能正常 運(yùn)行。 圖 315 （ 3）進(jìn)過(guò)仔細(xì)分析，設(shè)計(jì)出電路正反面圖： 塔里 木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 28 頁(yè) 圖 316 正面 塔里 木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 28 頁(yè) 圖 317 反面 塔里 木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 28 頁(yè) 開(kāi)發(fā)板實(shí)物 塔里 木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 28 頁(yè) 4 各