简易交通信号灯控制器(可交)
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《电工与电子技术基础》课程设计报告题目简易交通信号灯控制器学院(部)汽车学院专业车辆工程班级学生学号6 月 29 日至7 月 3 日共一周目录一、主要技术指标和要求 (2)二、摘要 (2)三、总体设计方案论证及选择 (2)四、设计方案的原理框图、总体电路原理图及说明1、设计方案的原理框图 (3)2、总体电路原理图及说明 (4)五、单元电路设计、主要元器件选择与电路参数计算1、CP脉冲发生器电路 (5)2、主控电路模板 (7)3、组合逻辑电路模块 (8)4、负载电路 (11)六、收获与体会,存在的问题 (12)七、参考文献 (13)八、附件(元件材料清单、原理电路图或其他说明) (14)一、主要技术指标和要求(1)定周控制:主干道绿灯亮45秒,只感支干道绿灯亮25秒;(2)每次由绿灯变为红灯时,应有5秒黄灯亮作为过渡;(3)分别用红、黄、绿色放光二极管表示信号灯;(4)设计计时显示电路。
二、摘要在现代城市中,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。
目前的交通信号灯电路大多分为主干道电路和支干道电路,通过适当的控制电路分别对主干道和支干道进行控制,达到合理的亮灭规律,从而很好的规人们的出行秩序。
本文设计的简易交通信号灯控制器方案分四大模块:1,脉冲信号发生模块。
采用555秒脉冲发生器提供脉冲信号;2,主控制器模块。
采用74LS161型4位同步二进制计数器加上清零电路;3,组合逻辑电路模块。
利用74LS161的四个输出端和门电路构成组合逻辑电路来输出相应的高电平或低电平;4,负载。
通过这四个模块来实现对交通信号灯的控制。
三、总体设计方案论证及选择方案一:用多个不同步的信号分别控制各信号灯的开关,即分别用持续45S、5S、25S、5S的倒计时计数器来控制各信号灯。
方案二:交通信号灯的状态可以分为四种,且四种状态的周期和为T=45+5+25+5=80S,所以信号灯的每个循环周期为80S,因此,可以利用两个74LS290型十进制计数器组成一个八十进制的计数器的周期为80*1S=80S。
《电工与电子技术基础》课程设计报告题目简易交通信号灯控制器学院(部)汽车学院专业物流工程班级 22071002学生乔睿学号 22071002045 月 21 日至6 月 1 日共 2 周指导教师(签字)前言社会在飞速发展,交通也越来越便利,各式各样的马路,立交桥纵横交错,其中必不可少的就是交通信号灯。
在繁忙的十字路口,红绿灯指示着各种车辆和行人的安全,使交通井然有序,无需交警,交通信号灯的自动控制是通过计算机来实现的。
现在,我国的一些城市已经运用计算机自动控制了,市交警管理工作逐步自动化智能化。
为了更了解信号灯自动控制的基本原理,学习利用数字电子技术设计并制作自动控制装置的方法。
可编程逻辑器件的大量应用,传统74LS系列标准逻辑器件在应用系统的设计中应用越来越少,但是数字电子技术作为理论基础原理并没有改变。
因此,基本单元电路,基本功能模块及基本的分析方法仍然是本次设计的基本容,本次设计主要是简易交通灯控制。
这将有利于我们更好的掌握数字电路的设计方法,将数字电路和模拟电路融会贯通,提高解决实际问题的能力,同时也为更好的熟悉计算机和运用各程序打下良好基础。
目录摘要 (1)一、方案论证与选择 (1)二、系统概述 (2)1、原理框图 (2)2、简要分析 (2)三、单元电路设计及功能说明 (3)1、秒脉冲产生模块 (3)2、分频模块 (4)3、控制模块 (5)4、计数和显示模块 (7)四、系统仿真 (9)五、系统综述 (11)简易交通指示灯总电路图 (12)编后语 (12)元器件明细表 (13)参考文献 (14)简易交通信号灯控制器摘要在现代城市中,人口和汽车日益增长,市区交通也日益拥挤,人们的安全问题也日益重要。
因此,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。
有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。
通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。
简易交通灯控制电路摘要在现代城市中,人口和汽车日益增长,市区交通也日益拥挤,人们的安全问题也日益重要。
因此,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。
有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。
自从交通灯诞生以来,其内部的电路控制系统就不断的被改进,设计方法也变得多种多样,从而使交通灯显得更加智能化。
在该设计中,利用学过的数电知识,将交通灯的控制信号通过倒计时计数器,传递给交通显示灯和时间显示器,来控制整个十字路口的交通运行情况。
其中秒脉冲是利用NE555来产生的,倒计时计数器是用计数器74LS192来设计的,另外还有74LS138 设计的黄灯控制电路,JK触发器设计的信号灯控制电路,七段译码显示器设计的时间显示器。
这些部分共同构成一个完整的交通灯控制电路,来实现交通灯的自动化控制。
关键词倒计时减计数器/JK触发器/七段译码显示器/数据分配器1 工作原理1.1 设计分析根据设计任务与要求,我们可以知道这个交通灯的设计不分主次干道,两个方向的时间是相同的,东西方向通行30s,南北方向通行30s,这就要求我们要有两个计数器,根据我自己的经验,东西方向通行30s完,倒计时数字显示器会显示到0,然后切换到南北方向通行30s完之后, 倒计时数字显示器也会显示到0,然后切换到东西方向,这样如此循环。
这样的话我们就要设计一个31进制计数器。
根据我们所学的知识,可以用两片74ls192芯片来构成对应进制的计数器。
我们可以用利用JK触发器的翻转功能来实现红绿灯的转换;当然当每个方向倒计时只有2s时,黄灯闪,一直到0为止,由于黄灯是当两个计数器倒计时到2时开始闪,我们就可以在此时发出一个脉冲然后一直保持到0;另外设置一个紧急开关,我们可以在出现紧急情况时使用清零端使之清零,并且红灯直接接到电源,使之一直处于亮的状态。
方案一:首先给倒计时计数器即74ls192进行预置数,通过秒脉冲源发生器发送秒脉冲,此时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,当倒计时器计时到2s时,我们当然同时可以在时间显示器上看到,这时倒计时器驱动黄灯控制器,使正在亮绿灯方向的黄灯闪烁,当倒计时器计时到0时,它将驱动信号控制器(JK触发器)来改变交通灯的显示。
第一章绪论1.1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。
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中最重要的组成部分。
随着城市机动车量的不断增加,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,因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速公路,在高速公路建设完成的初期,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和普通道路耦合出交通状况的制约。
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,城区与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,根据交通等工艺控制要求和特点,我们采用了日本三菱公司FX2N_48MR。
三菱PLC 有小型化,高速度,高性能等特点,三菱可编程控制器指令丰富,可以接各种输入,输出扩充设备,有丰富的特殊扩展设备,其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的,能够方便地联网通信。
本系统就是应用可编程控制器(PLC)对十字路口交通控制等实现控制。
本系统采用PLC是基于以下四个原因:(1)PLC具有很高的可靠性,抗干扰能力。
通常的平均无障碍时间都在30万小时以上;(2)系统设计周期短,维护方便,改造容易,功能完善,实用性强;(3)干扰能力强,具有硬件故障的自我检查功能,目前空中各种电磁干扰日益严重,为了保证交通控制的可靠稳定,我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC;(4)近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高,是的实际应用成为可能。
1.2本文的研究内容PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能,建立柔性的程控系统。
2013年6月《电工与电子技术基础》课程设计报告题目简易交通信号灯控制器学院(部)汽车学院专业车辆工程班级2011220103学生姓名王彬彬学号2011220103126 月24 日至 6 月28 日共1 周简易交通信号灯控制器前言在现代城市中,人口和汽车日益增长,市区交通也日益拥挤,人们的安全问题也日益重要。
因此,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。
交通信号灯常用与交叉路口,用来控制车的流量,提高交叉口车辆的通行能力,减少交通事故。
有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。
自从交通灯诞生以来,其内部的电路控制系统就不断的被改进,设计方法也开始多种多样,从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化。
尤其是近几年来,随着电子与计算机技术的飞速发展,电子电路分析和设计方法有了很大的改进,电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段,这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。
本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。
因此,在本次课程设计里,将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。
本次课程设计目的是培养数字电路的能力,掌握交通信号灯控制电路的设计方法。
从这次的设计中提升学生的理论联系实际的能力,实践与教学相结合的课程设计能充分调动学生的积极性与创造性,激发学生的设计灵感,提高教学水平,有利于学生以后的长远发展。
目录第一章:系统概述 (3)1.1系统概述 (3)1.2交通灯逻辑分析及整体设计方案模块划分 (4)1.3方案论证及可行分析 (6)第二章:单元电路的设计分析 (7)2.1秒脉冲信号发生器 (7)2.2控制电路 (8)2.3定时器 (11)2.4显示电路 (11)第三章:电路的安装与调试 (12)3.1系统综述 (12)3.2芯片介绍 (12)第四章:结束语 (16)4.1总结及心得体会 (16)元器件明细表 (18)鸣谢 (19)参考文献 (19)评语 (20)摘要:交通信号灯常用于交叉路口,用来控制车的流量,提高交叉口车辆的通行能力,减少交通事故。
电子课程设计——交通灯控制器学院:电子信息工程学院专业班级:姓名:学号:指导教师:2014年12月交通信号灯控制器一.设计任务与要求设计一个十字路口交通灯控制系统。
十字路口只有直行和左拐控制的红、黄和绿交通灯,控制规则如图A-1所示。
南北向南北直行绿南北直行黄南北直行红南北直行红南北直红南北拐红南北拐红南北拐绿南北拐黄南北拐红20s 2s 10s 2s30s 2s 15s 2s东西向东西直红东西直行绿东西直行黄东西直行红东西直行红东西拐红东西拐红东西拐红东西拐绿东西拐黄图A-1 十字路口交通灯控制系统控制规则定义:为方便理解,将四个方向看成四个车道,即将东西方向直行看做A车道,东西方向拐行看做B车道,南北方向直行看做C车道,南北方向拐行看做D车道。
二.总体框图1、参考设计方案图A-2为交通灯控制器的一个参考设计方案。
图A-2 交通灯控制器参考设计方案在这一方案中系统主要由控制器、定时器、秒脉冲信号发生器、译码器、信号灯组成。
其中控制器是核心部分,由它控制定时器和译码器工作,秒脉冲信号发生器产生定时器和控制器所需要的标准时钟信号,译码器输出四路信号灯的控制信号。
A T 、B T 、C T 、D T 、E T 、F T 、G T 、H T 为定时器的输出信号,T S 为控制器的输出信号。
当C 车道绿灯亮时,允许车辆通行,同时定时器开始计时,当计时到20秒时,则A T 输出为1,否则,A T =0。
当C 车道黄灯亮后,定时器开始计时,当计时到2秒时,B T 输出为1,否则,B T =0。
当D 车道绿灯亮时,允许车辆通行,同时定时器开始计时,当计时到10秒时,则C T 输出为1,否则,C T =0。
当D 车道黄灯亮后,定时器开始计时,当计时到2秒时,D T 输出为1,否则,D T =0。
当A 车道绿灯亮时,允许车辆通行,同时定时器开始计时,当计时到20秒时,则E T 输出为1,否则,E T =0。
当A 车道黄灯亮后,定时器开始计时,当计时到2秒时,F T 输出为1,否则,F T =0。
数字电子课程设计说明书交通信号灯控制器院系:电气与信息工程学院学生姓名:叶海斌指导教师:胡新晚专业:电气自动化技术班级:电气1101班完成时间:2013年4月23日前言《数字电子技术》是一门应用范围极广,发展及其迅速,具有较强实践性技术基础课,所以既要加强基础理论的系统学习,又要加强实践技术的训练。
通过实验使学生在实验方法和实验技术上得到训练,进而培养学生理论联系实际的能力。
在实际工作中,电子技术人员需要分析器件、电路的工作原理;验证器件、电路的功能;对电路进行调试、分析,排除电路故障;测试器件、电路的性能指标;设计、制作各种实用电路的样机。
所有这些都离不开实验。
此外,实验还有一个重要任务,是要培养正确处理数据,分析和综合实验结果、检查和排除故障的能力。
在信息高速发展的社会,尤其是电子与信息技术的快速发展,大规模集成电路的出现,TTL数字集成电路也得到了相应的发展。
TTL数字集成电路以其具有较高的工作速度及较低的平均功率而被广泛用于各种数字电路中。
用得最多的是CT74LS系列产品,CT74LS系列,电路通过加大电路中电阻的阻值来降低电路的功耗。
从而达到使电路既具有较高的工作速度,又有较低的平均功耗。
而且体积小,价格低廉,稳定性可靠。
本说明书主要介绍利用555芯片,CT74LS系列的这些优点,如何进行设计交通灯的,本设计主要利用到的芯片是74LS190、74LS153、74LS08、74LS04、74LS74等芯片和元件。
通过设计仿真、画原理图、画PCB图、制板和调试四个步骤完成本设计。
交通信号灯控制器的设计是数字电子技术一个基础的设计课程。
设计要求有以下五点:1、用红、黄、绿三色发光二极管作信号灯,设计制作一个交通灯控制器。
2、当A干道允许通行亮绿灯时,B干道亮红灯。
而B干道允许通行亮绿灯时,A干道亮红灯。
3、两者交替允许通行,每次放行25秒。
4、在每次由亮绿灯变成红灯时的转换过程中间,要亮5秒的黄灯作为过渡,以使行驶中的车辆有时间停到禁止线以外。
《电工与电子技术基础》课程设计报告题目简易交通信号灯控制器学院(部)汽车学院专业物流工程班级22071002学生姓名乔睿学号**********5 月21 日至6 月 1 日共2 周指导教师(签字)前言社会在飞速发展,交通也越来越便利,各式各样的马路,立交桥纵横交错,其中必不可少的就是交通信号灯。
在繁忙的十字路口,红绿灯指示着各种车辆和行人的安全,使交通井然有序,无需交警,交通信号灯的自动控制是通过计算机来实现的。
现在,我国的一些城市已经运用计算机自动控制了,市交警管理工作逐步自动化智能化。
为了更了解信号灯自动控制的基本原理,学习利用数字电子技术设计并制作自动控制装置的方法。
可编程逻辑器件的大量应用,传统74LS系列标准逻辑器件在应用系统的设计中应用越来越少,但是数字电子技术作为理论基础原理并没有改变。
因此,基本单元电路,基本功能模块及基本的分析方法仍然是本次设计的基本内容,本次设计主要是简易交通灯控制。
这将有利于我们更好的掌握数字电路的设计方法,将数字电路和模拟电路融会贯通,提高解决实际问题的能力,同时也为更好的熟悉计算机和运用各程序打下良好基础。
目录摘要 (1)一、方案论证与选择 (1)二、系统概述 (2)1、原理框图 (2)2、简要分析 (2)三、单元电路设计及功能说明 (3)1、秒脉冲产生模块 (3)2、分频模块 (4)3、控制模块 (5)4、计数和显示模块 (7)四、系统仿真 (9)五、系统综述 (11)简易交通指示灯总电路图 (12)编后语 (12)元器件明细表 (13)参考文献 (14)简易交通信号灯控制器摘要在现代城市中,人口和汽车日益增长,市区交通也日益拥挤,人们的安全问题也日益重要。
因此,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。
有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。
通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。
因此,在本次课程设计里,将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。
关键字:交通信号灯控制器课程设计数字电路技术计数器寄存器任务设计与要求:1.定周控制:主干道绿灯45秒,支干道绿灯25秒;2.每次由绿灯变为红灯时,应有5秒黄灯亮作为过渡;3.分别用红、黄、绿发光二极管表示信号灯;4.设计计时显示电路。
一、方案论证与选择提出方案方案一:采用555多谐振荡器来产生T=1s的CP脉冲,然后分主干道和支干道两路,每一路的原理都相同;控制电路:由一个双向移位寄存器74LS194的输出来实现状态控制电路。
通过它的移位来实现红、黄、绿灯的转换以及计数电路的工作状态;计数电路:采用十进制可逆计数器74LS190的级联来实现灯的倒计时计数;显示电路:采用七段数码显示译码器74LS47芯片和数码管来实现数字显示。
方案二:采用555多谐振荡器来产生T=1s的CP脉冲,用异步二-五-十进制计数器实现5分频的功能,从而减少控制状态;控制电路:采用移位寄存器74LS164芯片的输出与计数电路的逻辑关系来实现红、黄、绿灯的状态转换;计数电路:采用十进制可逆计数器74LS190级联来实现灯的倒计时计数;显示电路:采用七段数码显示数码管DCD _HEX来实现数字显示。
方案选择本次设计我们采用方案二。
对于方案一中的74LS194,要想实现红、黄、绿灯的转换;需要通过控制74LS194的S1、S0的状态来实现置数、保持、右移,而这三种状态的转换不易实现,相较而言,方案二比较合理。
二、系统概述1、通过分析系统的逻辑功能,画出其原理框图如图1交通灯控制系统的原理框图如图1所示。
它主要有秒脉冲发生器,分频器,控制器,计数器及倒计时显示电路组成。
秒脉冲发生器是该系统中控制器的标准时钟信号源。
控制器是系统的主要部分。
有它来控制计数电路工作。
图12、分析(1)、主干道绿灯亮,支干道红灯亮。
支干道禁止通行,绿灯亮足规定的时间间隔45s 时,转到下一个工作状态。
(2)、主干道黄灯亮,支干道红灯亮。
支干道禁止通行,黄灯亮足规定的时间间隔5s 时,转到下一个工作状态。
(3)、主干道红灯亮,支干道绿灯亮。
主干道禁止通行,支干道上的车辆允许通过绿灯亮足规定的时间间隔25s时,电路转到下一个工作状态。
(4)、主干道红灯亮,支干道黄灯亮。
主干道禁止通行,黄灯亮足规定的时间间隔5s 时,电路又转到第一种工作状态。
交通灯的以上四种状态是由控制器的移位寄存器74LS164芯片和一些门电路来进行控制的,具体介绍见后续控制器功能说明。
三、单元电路设计及功能说明1、秒脉冲产生模块秒脉冲发生电路是由555定时器构成的多谐振荡器。
因为控制系统是以秒作为单位,所以用秒脉冲发生器,又因为对信号的精度要求不高,故选用555定时器构成。
如图2所示。
555定时器周期计算:T 1=(R1+R2)Cln2=0.7(R1+R2)CT 2=R2Cln2=0.7R2CT=T1+T2=(R1+2R2)Cln2=0.7(R1+2R2)C555定时器组成的秒脉冲Cp的周期为1s,即T=1s,设置占空比为51%,所以可设置参数R1=2.886kΩ R2=70.71kΩ C=10uF Cf=10uF图22、分频模块通过芯片74LS290实现其功能。
74LS290介绍下:74LS290是异步二-五-十进制计数器。
其逻辑电路图和引脚图如图3(a )和图3(b)所示。
它由一个二进制计数器和五进制计数器组成。
若以Cp 0为计数输入端、Q 0为输出端,则得到一个二进制计数器;若以Cp 1为输入端,Q 3Q 2Q 1为输出端,则得到异步五进制计数器;将Cp 1与Q 0相连并以Cp 0为时钟脉冲输入端,则得到以一个十进制计数器。
有两个清零端R 0(1)、R 0(2),两个置9控制端S 9(1) 、S 9(2)。
当S 9(1) = S 9(2)=1时,R 0(1)= R 0(2),=0时,计数器输出将被置9,其功能表如表1。
复位输入 置数输入 时 钟 输 出 R 0(1) R 0(2) S 9(1) S 9(2) Cp 0 Cp 1 Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 1 1 1 1 X 0 0 X 1 X X 0 1 1 1 1 X X X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1R 0(1)R 0(2)=0S 9(1)S 9(2)=0Cp X X Cp Cp Q 0 Q 3 Cp二进制计数器 五进制计数器十进制计数器(8421码) 十进制计数器(5421码)表174LS290的逻辑电路如图3所示:图3(a)图3(b)本电路只用五进制计数,将秒脉冲产生的Cp给Cp1,输出端的变化如表2,根据Q3的变化。
所以将Q3的输出作为控制器的Cp脉冲。
Q3 Q2Q1R0(1)R0(2)=0 S9(1)S9(2)=0 Cp 0 0 0 0 0 1 0 1 00 1 11 0 0分频模块如图4:表2:图43、控制模块控制电路:采用两片四位移位寄存器74LS194芯片级联和一些门电路来实现红、黄、绿灯的状态转换;74LS194的功能:其中 Q0Q1Q2Q3 是4个触发器的输出端。
D0D1D2D3是并行数据输入端,S R是右移串行数据输入端,S L是左移串行数据输入端。
Cr是直接清零端,低电平有效。
CP是同步时钟脉冲输入端,在输入脉冲上升沿引起移位寄存器状态的转换(CP又称为移位信号)。
其逻辑图及引脚图如图5,图6,功能表如表3.图5 图6表3A1,A2分别表示主干道和支干道的红灯,B1,B2分别表示主干道和支干道的绿灯C1,C2分别表示主干道和支干道的黄灯.则得真值表如表4:Q7 Q6 Q5Q4Q3Q2 Q1 Q0A1B1C1A2B2C245s 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 0 1 1 10 0 0 0 1 1 1 10 0 0 1 1 1 1 10 0 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 10 1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 1 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 05s 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 025s 1 1 1 1 1 1 0 01 1 1 1 1 0 0 01 1 1 1 0 0 0 01 1 1 0 0 0 0 01 1 0 0 0 0 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 00 1 00 1 00 1 00 1 00 1 05s 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1表4由此真值表的如下关系:A1= Q1Q7B1= Q7+QC1= QQ1A2= Q7+Q1B2= Q1Q6C2= Q6Q7控制器的电路如图7所示:图74、计数和显示模块采用十进制可逆计数器74LS190来实现灯的倒计时计数;主干道和支干道的计数原理相同。
74LS190介绍如下:74LS190是十进制可加可减计数器。
预置是异步的。
当置入控制端(LD)为低电平时,不管时钟Cp的状态如何,输出端Q0~Q3即可预置成与输入端D~D3相一致的状态。
而它的计数是同步的,靠Cp加在四个触发器上实现,当计数控制端CT为低电平,在Cp上升沿作用Q 0~Q 3同时变化,从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
当计数方式控制(U/D )为低电平进行加计数。
当计数方式控制(U/D )为高电平进行减计数。
只有在Cp 为高电平时CT 和U/D 才可以跳变。
74LS190有超前进位功能。
当计数溢出时,进位/借位输出端CO/BO 输出一个低电平脉冲,其宽度为Cp 脉冲周期的高电平脉冲。
行波时钟输出端Rc 输出一个宽度等于Cp 脉冲周期的低电平脉冲。
利用Rc 可级联成N 位同步计数器,当采用并行Cp 控制时,则将Rc 接到后一级的CT ;当采用并行CT 控制时,则将Rc 接到后一级的CP.图8 图9 74LS190与指示灯控制端真值表如下:表4通过对应逻辑关系实现74LS190置数功能。
采用两片74LS190级联来实现45s 及其他倒计时电路,电路原理图如图所示图10显示电路采用七段带译码数码显示DCD_HEX 来实现数字显示。
七段数码显示DCD -- HEX 具有4位输入端,是共阴极七段显示。
只需按从左到右按高位到低位连接即可。
如图10所示。
主干道支干道绿 黄 红 高位片H G F E 低位片 D C B A绿 黄 红 高位片 H G F E 低位片D C B A 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 010 0 1 1 0 0 0 0 010 0 0 0 0 1 0 1图10四、系统仿真通过Multisim软件仿真,得如下结果1 主干道绿灯,支干道红灯状态图112 主干道黄灯,支干道红灯状态图12 3 主干道红灯,支干道绿灯状态图13 4 主干道红灯,支干道黄灯状态图14五、系统综述所设计系统通过将555多谐振荡器产生的秒脉冲用74LS290五分频后实现对移位寄存器74LS194的控制,再将两个四位寄存器74LS194级联通过非门接成十六位扭环形移位寄存器,得到十六种均匀的输出状态,将其不同输出状态通过逻辑门得到红绿灯的工作状态,同时可以根据红绿灯的工作状态转化为数码管所需显示时间,通过计时显示电路实现数码显示功能。