数电交通灯课程设计
- 格式:docx
- 大小:43.18 KB
- 文档页数:13
数电交通灯课程设计 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
贺州学院
数字电路课程设计报告书
课题名称 交通灯控制电路 姓 名 学 号
系 部 物理与电子信息工程系 专 业 电气工程及其自动化
指导教师
2010
年 12 月7 日
※※
※
※
※
※
※
※
※ ※
※ ※※ ※
※
级学生数字电路
课程设计
目录
1 设计目的 (4)
2 设计思路 (4)
3 设计过程 (4)
方案论证 (4)
电路设计 (6)
3.2.1秒脉冲发生器 (6)
3.2.2定时器 (7)
3.2.3控制器 (9)
3.2.4译码电路 (10)
3.2.5显示部分 (11)
3.2.6总原理图 (12)
4系统调试与结果 (12)
5主要元件 (12)
6 结论 (13)
7设计心得体会 (13)
8 附录 (13)
总原理图 (13)
PCB图 (14)
9参考文献 (14)
交通灯控制电路
摘要:交通信号灯常用于交叉路口,用来控制车辆的流量,提高交叉路口车辆的通行能力,减少交通事故。本交通灯设计主要由秒脉冲发生器、定时器、控制器、译码显示电路组成。秒脉冲发生器由NE555产生脉冲,定时器由
74LS160实现,控制器由74LS153和74LS74组成,译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。控制器通过ST信号对定时器进行控制,从而显示红黄绿灯的转换。
关键字:交通灯控制器秒脉冲发生器定时器译码器
1 、设计目的
(1)熟悉集成电路的引脚安排。
(2)掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
(3)了解面包板结构及其接线方法。
(4)了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理。
(5)学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。
(6)熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。
2、设计思路
(1)设计秒脉冲发生器
(2)设计交通灯定时电路
(3)设计交通灯控制电路
(4)设计交通灯译码电路
(5)设计交通灯显示时间电路
3 设计过程
方案论证
方案一用数电电子技术来实现交通灯控制
交通灯控制系统的原理框图如图1-1所示。
它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源,译码器输出两组信号灯的控制信号,经驱动电路后驱动信号灯工作,控制器是系统的主要部分,由它控制定时器和译码器的工作。图中:
TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒,即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到,TL=1,否则,TL=0。
TY:表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到,TY=1,否则,TY=0。
ST:表示定时器到了规定的时间后,由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。
图1-1 系统的原理框图
交通灯控制器的ASM 如图1-3所示
(1)甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔TL时,控制器发出状态信号ST,转到下一工作状态。
(2)乙车道黄灯亮,乙车道红灯亮。表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行,乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时,控制器发出状态转换信号ST,转到下一工作状态。
(3)甲车道红灯亮,乙车道绿灯亮。表示甲车道禁止通行,乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时,控制器发出状态转换信号ST,转到下一工作状态。
(4)甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行,乙车道上位过县停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时,控制器发出状态转换信号ST,系统又转换到第(1)种工作状态。
交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10,并分别用S0、S1、S3、S2表示,则控制器的工作状态及功能如表1、2所示,控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见,把灯的代号和灯的驱动信号合二为一,并作如下表1-2规定:
表1-2
由此得到交通灯的ASM图,如图1-3所示。设控制器的初始状态为S0(用状态框表示S0),当S0的持续时间小于25秒时,TL=0(用判断框表示TL),控制器保持S0不变。只有当S0的持续时间等于25秒时,TL=1,控制器发出状态转换信号ST(用条件输出框表示ST),并转换到下一个工作状态。
图1-3 交通灯的ASM图
方案二用单片机技术来实现交通灯控制
用单片机技术来来实现交通灯控制是最容易实现的,而且该电路可靠性也很高,但是这是要求设计者要有单片机编程的基础上才能完成设计。由于本人单片机编程基础不是很好,所以选用了数字电子技术来实现交通灯控制。.单元电路的设计
3.2.1秒脉冲发生器
秒脉冲发生器由NE555电路及外围电路组成,其中R8=15K、
R9=68K,C3=10uF的电阻电容值决定了脉冲宽度。既T=(R8+2R9)C2ln2当
T=1S,即可凑出R8、R9、C3其中C3=是为了保持输出的波形的稳定。
如图1-4所示, R9=68K、C3=10uF组成一个串联RC充放电电路,在NE555的7脚上输出一个方波信号,C3上得到一个三角波。此三角波送到
NE555的2脚输入端。由NE555内部的比较器和门电路共同作用,维持7脚上的方波信号和3脚上的输出方波。
图1-4 秒脉冲发生器原理图