当前位置：文档之家 › 交通灯设计 附图

交通灯设计 附图

  • 格式：docx
  • 大小：467.21 KB
  • 文档页数：20

交通灯控制逻辑电路设计报告
目录
一、设计任务和要求 (1)
二、设计方案选择及论证 (3)
三、电路设计计算与分析 (5)
四、总结及心得 (18)
五、附录 (19)
六、参考文献 (20)
一.设计任务和要求
设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下：
[1] 它们的工作方式满足图1顺序的工作流程，途中设南北向
的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG，其中红灯(R)亮，表示该条道路禁止通行，黄灯(Y)亮表示停车，绿灯(G)亮表示允许通行。

[2] 两个方向的工作时序：东西向亮红灯时间应等于南北向亮
黄、绿灯时间之和，南北向亮红灯时间应等于东西向亮黄、
绿灯时间之和。

[3] 十字路口有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。

[4] 可以手动调整和自动调整，夜间为黄灯闪耀。

[5] 用LED发光二极管模拟汽车行驶电路。

当某一方向绿灯亮
时，这一方向的发光二极管接通，并一个一个向前移动，
表示汽车在行驶；当遇到黄灯亮时，移位发光二极管就停
止，而过了十字路口的移位发光二极管继续向前移动；红
灯亮时，则另一方向转为绿灯亮，那么，这一方向的LED
发光二极管就开始移位（表示这一方向的车辆行驶）。

二.设计的方案的选择与论证
根据设计任务与要求,我们可以知道这个交通灯的设计,东西向红灯亮时间应该等于南北向黄灯及绿灯亮时间之和即：EWR=NSY+NSG.南北向红灯亮时间应该等于东西向黄灯及绿灯亮时间之和即：NSR=EWY+EWG.则需要三个不同进制的计数器完成对红黄绿灯工作时间的控制，这就要求我们要有两个计数器, 可以用两片74192芯片来构成对应进制的计数器,为了实现对三种进制计数方法的切换可采用10线优先译码器的输出作为74LS192的不同置数输入。

方案一：
交通灯控制原理图:
图1
1)正常运行时
首先倒计时预置数,通过秒脉冲源给倒计数器发送秒脉冲,倒计时器开始倒计时,驱动时间显示器显示,并且交通灯也正常运行，设计红灯亮时间长度为20s,黄灯亮时间长度为6s，绿灯亮时间长度为14s. 当倒计时器计到0时,
驱动计数进制转换器,使倒计时器预置为另一个进制,并同时控制和改变交通灯的显示,其实就是计数进制转换器既可以完成进制转换,也同时充当了交通灯的转换功能.如此往复循环.
2）当夜间时，利用手动开关使四方向黄灯闪烁 ,倒计时器出于正常工作状态。

方案二：
交通灯控制原理图:
图2
1)正常运行时
由555定时器计时,驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,当一个方向的计数完成之后会产生一个脉冲,给通
道选择器, 然后通道选择器驱动计数进制转换器转换到
另一个进制,由计数进制转换器预置555定时器的定时时
间,然后再驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,如此往
复,其中555定时器是由电阻和电容来控制定时时间,其
中的计数进制转换器就可用一个数据分配器74138来选
择所需电阻的大小来控制,通道择器就可用两个JK触发
器构成一个四进制的计数器,其中两个输出端就可以来
作为计数进制转换器74138的输入,并且这两个输出端还
可作为交通灯选择器74138的输入.
2）当按下夜间手动开关时,黄灯开始闪烁.
选择:
通过这两个方案的对比,由于第二个方案用的是555定时
器来计时,所以无法显示倒计时的时间,.我觉得第一个
方案更符合我们的实际要求,所以我选择了第一个方案
三．电路设计计算与分析
1）555接成多谐振荡脉冲发生器
将555定时器的V11 和V12 连在一起接成施密特触发器，然后再将V0经过RC
积分电路接回输入端即成为多谐振荡器。

充电电容上的电压将在555内部的上门限电压和下门限电压间往复振荡，
电容充放电时间计算如下：
电容C=100uF充电时间
T1=( R1+R2)*C*Ln2
=( 2.886+5.772)*0.1*0.693
=0.6s
T2=R2*C*Ln2
=5.772*0.1*0.693
=0.4s
电容俩端波形如下:
555输出端波形如下
T=T1+T2=1s
所以可产生周期为1s的脉冲波。

2）进制转换电路
用74LS161接成一个三进制的计数器
状态转换表如下：
计
数
顺
序
电路状态等
效
十
进
制
数
进
位
输
出
QD QC QB QA
1
2
3
1
1
1
2
1
0 用138编码器控制交通灯的工作
交通灯与74LS138输出连接
使得
Y2’有效输出时，红灯亮
Y0’有效输出时，绿灯亮
Y1’有效输出时，黄灯亮
图中138编码器输入与输出的关系如下图：
74LS161输出74138输
入74138输出交通灯
工作状
态
QA QB QC A B C Y0’Y1’Y2’红绿黄
0 1 0 0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0 1
1
1
74LS147
U10
1管脚接138编码器的输出Y0’
2管脚接138编码器的输出Y2’
U12
4管脚接138编码器的输出
Y0’
6管脚接138编码器的输出
Y1’
74LS147真值表如下：
74LS147是10线优先译码器，管脚越大优先权越高74LS192倒计时计数器
图为 192真值表
交通灯工作状态与倒计时计数器的逻辑关系如上表
由图知：
绿灯亮时，192十位及个位输入端置数分别为 0001 0100 由192真值表可知完成20进制计数
黄灯亮时，192十位及个位输入端置数分别为 0000 0110 由192真值表可知完成6进制计数
红灯亮时，192十位及个位输入端置数分别为 0010 0000由192真值表可知完成20进制计数。

红灯显示时间及工作状态
绿灯显示时间及工作状态
黄灯显示时间及工作状态
3）交通灯显示
十字路口交通灯如下
4）模拟车电路
138编码器
将138编码器的输出端依次与8支红色探针相连接G1端与所控制的方向绿灯相连
138编码器真值表如下：
由于G1 连接在所控方向的绿灯上，故当绿灯亮时G1（E1）接高电平
如真值表所示当E1（G1）为高电平时编码器工作在编码。

当E1为O时即该方向绿灯不工作时138编码器输出端均无效输出，红色探针
均点亮且无闪烁，此时表示小车不可行驶。

如下图：
5）夜间手动控制黄灯闪
电路图如下
利用555接成的多谐脉冲发生电路作为黄灯的输入控制端，当夜间时通过手动将开光打到与脉冲产生端相连，此时其他等均正常工作，只有四方向的黄灯在闪烁，周期为脉冲周期，T=1s .
四．总结及心得
一直以来都不知道如何将书本上的知识运用到实际当中去。

经过这次设计，知道了很多，但是远远不够。

经后要经常地运用所学知识去设计电子产品，及时消化所学知识，也可以提高自己的动手能力，培养创新思维。

通过看芯片真值表和引脚图来确定芯片的功能以及电路连接，让我深深地认识到学会看真值表和引脚图那是电子设计的基础。

总之，通过这次设计我不仅学会了如何去运用所学知识，还学到了很多在书本上学不到的东西，开阔了自己的视野，增加了考虑问题的角度。

今后，我要更加努力地去学习。

五．附录
元件清单
六．参考文献
1 阎石主编数字电子技术基础（第五版）.北京：高等教育出版社. 2010
2 姚娅川吴培明主编数字电子技术. 重庆：重庆大学出版社. 2006.6
3 肖冰郭莉安德宁编著数字电路逻辑设计实验技术. 北京：北京邮电大学出版社. 2000.7。

合集下载

十字路口交通灯控制设计_十字路口交通灯控制设计(PLC设计课件)

十字路口交通灯控制设计_十字路口交通灯控制设计(PLC设计课件)


接通， 当T1定时器ET值大于1s时，
接通，Q0.0得电，
A灯亮； 当T1定时器ET值大于2s时，
断开，Q0.0失电，A灯灭。
三、举例
任务3 十字路口交通灯控制设计
M0.0
T#4S
T1
TON
Time
IN
Q
PT
ET
T1.ET
T1.ET
Q0.1
B灯
T#2S
T#3S
M0.0启动后，T1定时器开始定时，ET值开始发生变化；此时ET值小于3s，
任务3 十字路口交通灯控制设计
一、比较指令符号
可以使用“等于”操作确定第一个 比较值是否等于第二个比较值。 要比 较的两个值必须为相同的数据类型。
该 LAD 触点比较结果为 TRUE 时， 则该触点会被激活。 在程序编辑器中 单击该指令后，可以从下拉菜单中选择 比较类型和数据类型。
任务3 十字路口交通灯控制设计
输出继电器 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
输出
输出元件 东西方向绿灯HL1 东西方向黄灯HL2 东西方向红灯HL3 南北方向绿灯HL4 南北方向黄灯HL5 南北方向红灯HL6
任务3 十字路口交通灯控制设计
二、硬件电路-PLC外部电路接线
24V
输出
电源
L N PE
QF
FU 1
三、梯形图设计
比较指令
按下启动按钮，当定时时间到达3S时，灯亮，定时时间到达5S时，灯灭。
一个定时器，完成3S，5S控制
循环
T0
M0.0 T0.Q
TON
Time
IN
Q
T#5s PT
ET
3S灯亮，5S灯灭
交通灯控制电路设计

交通灯控制电路设计

交通灯控制电路设计由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。

红灯亮禁止通行;绿灯亮允许通行;黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。

实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。

一、设计目的1.掌握交通灯控制电路的设计、组装与调试方法。

2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。

二、设计任务与要求1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。

2.当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。

3.主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。

设计30s和20s 计时显示电路。

4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆有时间停到禁止线以外，设置5s计时显示电路。

三、交通灯控制电路基本原理及电路设计实现上述任务的控制器整体结构如图4-2-4主干道信号灯支干道信号灯译码驱动电路主控制器时传钟感信器号计时器图4-2-4交通灯控制器结构图1(主控制器主控电路是本课题的核心，它的输入信号来自车辆的检测信号和30s、20s、5s 三个定时信号，它的输出一方面经译码后分别控制主干道和支干道的三个信号灯，另一方面控制定时电路启动。

主控电路属于时序逻辑电路，可采用状态机的方法进行设计。

主控电路的输入信号有:主干道有车A,1，无车A,0;支干道有车B,1，无车B,0;主干道有车过30s为L,1，未过30s为L=0;支干道有车过20s为S,1，未过20s为S,0;黄灯亮过5s为P,1，未过5s为P,0。

主干道和支干道各自的三种灯(红、黄、绿)，正常工作时，只有4种可能，即4种状态:主绿灯和支红等亮，主干道通行，启动30s定时器，状态为S; 0主黄灯和支红灯亮，主干道停车，启动5s定时器，状态为S; 1主红灯和支绿灯亮，支干道通行，启动20s定时器，状态为S; 2主红灯和支黄灯亮，支干道停车，启动5s定时器，状态为S。

交通信号灯系统设计

交通信号灯系统设计

2.2交通灯方案论证
方案1：采用标准的AT89C51单片机作为控制器；通行倒计时显示采用2位LED数码管；东西、南北直行的通行指示灯采用高亮光发光二极管；特殊情况车辆通行采用实时中断完成，按以上系统构架设计，单片机端口资源能满足要求。该系统具有电路简单，设计方便，显示亮度高，耗电较少，可靠性高等特点。
● 下面介绍图3.1中的各功能部件
1．CPU（微处理器）
MCS-51单片机中有1个8位的CPU，与通用的CPU基本相同，同样包括了运
算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的位处理功能。
2.数据存储器（RAM）
片内为128byte（52个系列的为256byte），片外最多可外扩64byte.片内
的128byte的RAM，以高速RAM的形式集成在单片机内，可以加快单片机运行的速度，而且这种结构的RAM还可以降低功耗。
直接接到内部时钟发生器的输入端。
（6）P0口：双向8位三态I/O口，为地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。
（7） /VPP(Enable Address/Voltage Pulse of Programing,31脚)
功能为内/外程序存储器选择控制端.
当 脚为高电平时,单片机访问片内程序存储器,但在PC值超 过0FFFFH(4Kbyte地址范围,对8051、8751)时,将自动转向执行外部程序存储器内的程序.
3.程序存储器（ROM/EPROM）
用来存储程序，8031无此部件；8051为4Kbyte的ROM；8751则为4Kbyte
的EPROM。如果片内只读存储器的容量不够，片外最多可外扩只读存储器的容量至64Kbyte.
4.中断系统
8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个
PLC十字路口红绿灯课程设计(带梯形图)

PLC十字路口红绿灯课程设计(带梯形图)

电气与电子信息工程学院《电气控制与PLC课程设计》设计报告名称：十字路口红绿灯的设计专业名称：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：设计时间：2013年6月3日—2013年6月14日设计地点： K3-218 PLC实验室摘要PLC可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。

它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。

据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。

专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。

由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便地实现。

因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。

可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。

在该设计中，还引入EDA模拟十字路口红绿灯闪亮及车辆通行，十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中的实际应用。

【关键词】：十字路口交通灯 PLCAbstractThe PLC programmable logic controller is a new industrial control devices, which is based on microprocessor, synthesizes computer technology, automatic control technology and communication technologies. It has the simple structure, the convenient programming, the reliable higher merit, and has widely used in the commercial run and position automatic control. Statistics have indicated, the programmable controller is most one kind of equipment in the industrial automation installment applies. The expert believed that the programmable controller will become the main method and one of important foundation equipment in further, PLC, the robot, CAD/CAM will become the industrial production three big props. Because PLC adapts to environment strong, simultaneously its internal timer resources are extremely rich, which carry on the accuracy control to the present universal use many “the evolution type” the signal light, special to the multi-road fork control. Therefore the present PLC is used in the traffic light system, which may reduce the vehicles general waiting time and realize scientific style management. In this design, also introduces the EDA simulation intersection traffic light to glisten and the vehicles to passes through, which visual demonstrates PLC in the traffic light system practical application.【Key words】crossroads traffic light PLC交通信号灯的作用和意义随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。