交通灯课程设计论文

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交通灯课程设计论文

学 生 朱光杰

指导教师 李晶 讲师

年 级 2006级

专 业 运算机科学与技巧

系 别 运算机科学与技巧系

学 院 运算机科学与信息工程学院

哈尔滨师范大年夜学

2008年 6 月

论 文 提 要

在一个交通劳碌的十字路口,没有交通灯来操纵交往车辆和行人的通行,假设也没有交警,那会产生什么工作呢?后果是不可思议的,可能会陷入一片纷乱,甚至瘫痪。因此我们每小我都不欲望如许。我们作为社会的一员,每人都有义务为它的加倍先辈和快捷做出力所能及的工作。我们设计的那个旌旗灯号操纵体系能够经由过程交通灯操纵器械偏向车道和南北偏向车道两条交叉门路上的车辆瓜代运行,每次通行时刻都能够依照实际情形预设,用以削减交通变乱的产生概率。同时经由些次实验使得我们对电子技巧课程内容的明白得和操纵有了更深一层的熟悉,也学会应用半导体元件和集成电路,操纵电子电路的差不多分析方法和设计方法,进一步进步分析解决实际问题的综合才能,也为今后的就业或连续深造做好预备。

交通灯课程设计论文

朱光杰 摘 要:设计一个十字路口的交通灯操纵电路,实现器械偏向车道和南北偏向车道两条交门路上的车辆瓜代运行的操纵,每次通行时刻都设为6~45秒。时刻可设置修改。在绿灯红灯亮前,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道;黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。偏向南北偏向车道除了有红、黄、绿灯指导外,每一种灯亮的时刻都用显示器进行显(采取倒时的方法)。同步设置人行横道红、绿灯指导。

关键词:设计道理与参考电路 过程与后果分析

交通旌旗灯号灯的显现,使交通得以有效管束,关于劝导交通流量、进步门路通行才能,削减交通变乱有明显后果。跟着中国参加WTO,我们不只要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨,在交通操纵方面也应与国际接轨。俗语说“要想富,先修路”,但路修好了假如在交通操纵方面做不行门路照样无法保证通顺安稳。作为交通操纵的重要构成部份的交通旌旗灯号灯也应国际化。跟着社会经济的成长,都市交通问题越来越引起人们的存眷。人、车、路三者关系的调和,已成为交通治理部分须要解决的重要问题之一。都市交通操纵体系是用于都市交通数据监测、交通旌旗灯号灯操纵与交通劝导的运算机综合治理体系,它是现代都市交通监控批示体系中最重要的构成部分。跟着都市灵活车量的赓续增长,专门多大年夜都市如北京、上海、南京等显现了交通超负荷运行的情形,是以,自80年代后期,这些都市纷纷建筑都市高速门路,在高速门路扶植完成的初期,它们也曾有效地改良了交通状况。然而,跟着交通量的快速增长和缺乏对高速门路的体系研究和操纵,高速门路没有充分发挥出预期的感化。而都市高速门路在构造上的特点,也决定了都市高速门路的交通状况必定受高速门路与通俗门路耦合处交通状况的制约。因此,若何采取合适的操纵方法,最大年夜限度应用好消费巨资建筑的都市高速门路,缓解骨干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输治理和都市筹划部分亟待解决的重要问题。以下就交通灯操纵体系的电路道理、设计和实验调试等问题来进行具体分析评论辩论。

设计道理与参考电路

1、交通灯操纵体系的道理如下:

倒计时

计时器 秒脉冲

产生器 旌旗灯号灯转南北 偏向

车道旌旗灯号灯 T5

T0 器械偏向

车道旌旗灯号

2、 旌旗灯号转换

状况1:器械偏向车道的绿灯亮,车道,人行道通行;南北偏向车道的红灯亮,车道,人行道禁止通行。

状况2:器械偏向车道的黄灯亮,车道,人行道缓行;南北偏向车道的红灯亮,车道,人行道禁止通行;

状况3:器械偏向车道的红灯亮,车道,人行道禁止通行;南北偏向车道的绿灯亮,车道,人行道通行;

状况4:器械偏向车道的红灯亮,车道,人行道禁止通行;南北偏向车道的黄灯亮,车道,人行道缓行;

3、 筹划

选用JK触发器,设状况编码为:S0=00 S1=01 S2=11 S3=10,其输出为Q1 Q0,则其状况表为:

表1 状况编码与旌旗灯号灯关系表

现态 次态 输出

Q1n Q0n Q1n+1 Q0n+1 Ga Ya Ra Gb Yb

Rb

0 0 0 1 1 0 0 0 0 1

0 1 1 1 0 1 0 0 0 1

1 1 1 0 0 0 1 1 0 0

1 0 0 0 0 0 1 0 1 0

图1电路接法图

4、 倒计时计数器

十字路口要稀有字显示,作为倒计时提示,以便人们更直不雅地把握时刻。具体为:当某偏向绿灯亮时,置显示器为某值,然后以每秒减1,计数方法工作,直至减到数为“5”和“0”,十字路口绿、黄、红灯变换,一次工作轮回停止,而进入下一步某偏向的工作轮回。在倒计时过程上钩数器还向译码器供给模5的准时旌旗灯号T5和模0的准时旌旗灯号T0。

作G=0时的卡诺图:

00 01 11 10 BC

A

计时显示采取七段数码管作为显示,它由计数器驱动并显示计数器的输出值。

计数器选用集成电路74190进行设计。74190是十进制同步可逆计数器,它具有异步并行置数功能、保持功能。74190没有专用的清零输入端,但能够借助QA、QB、QC、QD的输出数据间接实现清零功能。

表2 74190的状况表

CTEN D/U CLK LOAD A B C D QA QB QC QD

0 X X 0 X X X X A B C D

0 1 POS 1 X X X X Count Down

0 0 POS 1 X X X X Count Up

1 X X X X X X X Qa0 Qb0 Qc0 Qd0

现选用两个74190芯片级联成一个从可随便率性设准时刻00~99倒计至00的计数器,个中作为个位数的74190芯片的CLK接秒脉冲产生器(频率为1),再把个位数74190芯片输出端的QA、QD用一个与门连起来,再接在十位数74190芯片的CLK端。当个位数减到0时,再减1就会变成9, 0(0000)和9(1001)之间的QA、QD同时由0变为1,把QA、QD与起来接在十位数的CLK端,现在会给十位数74190芯片一个脉冲数字减1,相当于借位。具体连接方法如图2:

图2 计数器连接图

旌旗灯号LD由两个芯片的8个输出端用或门连起来,决定倒计时是置数,照样计数。工作开端时,LD为0,计数器预置数,置完数后,LD变为1,计数器开端倒计时。当倒计时减到数00时,LD又变为0,计数器又预置数,之后又倒计时,如斯轮回下去。 X 1 1 1

1 1 0 0

图3 预置数功能说明图

预置数(即车的通行时刻)功能:如图3所示,8个开关分别接十位数74190芯片的D、C、B、A端和个位数74190芯片的D、C、B、A端。预置数的范畴为6~98。假如把通行时刻设为25秒,就像图1的接法,H接0,J接0,K接1,L接0,8接0,4接1,2接0,1接1。(接电源相当于接1,接地相当于接0)

图4 译码器

向译码器供给模5的准时旌旗灯号T5和模0的准时旌旗灯号T0:

T0表示倒计时减到数“00”(也即绿灯的预置时刻,因为到00时,计数看从新置数),T0=1,现在T0给译码器一个脉冲,使旌旗灯号灯产生转换,一个偏向的绿灯亮,另一个偏向的红灯亮。接法为:把两个74190计数器的8个输出端用一个集成的八输入一输出或门连起来。

T5表示倒计时减到数“05”时。T5=1,现在T5给译码器一个脉冲,使旌旗灯号灯产生转换,绿灯的变为黄灯,红灯的不变。接法为:当减到数为“05”(0000 0101)时,把十位计数器的输出端QA、QB、QC、QD连同个位计数器的输出端QB、QD用一个或非门连起来,再把那个或非门与个位计数器的输出端QA、QC用一个与非门连接起来。具体连接方法如图4所示。

要求黄灯每秒闪一次,用一个频率为1的脉冲一端与操纵黄灯的输出旌旗灯号的JK触发器连接起来,另一端再接到黄灯。

全部交通灯操纵体系的构造黄灯闪耀操纵

如图5所示

图5 交通灯操纵图

过程与后果分析

1、依照标题标要求,全部交通灯操纵体系须要有4个时刻显示器,28个交通灯。我在那个地点共接了6个时刻显示器,个中4个用于交通倒计时,别的2个用于显示当前置数

图6 仿照输出界面

2、点击启动按钮,便能够进行交通灯操纵体系的仿真,电路默认把通车时刻设为25秒,打开开关后,器械偏向绿灯亮,“东来西往”的行人车辆都可自由通行;南北偏向车道的红灯亮,南来北往的行人车辆皆禁止通行。时刻显示器从预置的25秒,以每秒减1,减到数5时,器械偏向车道的绿灯转换为黄灯,同时黄灯每秒闪一次,其余灯都不变。减到数1时,1秒后显示器又转换成预置的25秒,器械偏向车道的黄灯转换为红灯,人行道的红灯转换为绿灯;南北偏向车道的红灯转换为绿灯,人行道的绿灯转换为红灯。如斯轮回下去。

3、修改通车时刻为其它的值再进行仿真(时刻范畴为6~98秒),后果和上面差不多,器械偏向车道的绿灯亮,时刻倒计数5,车灯进行一次转换,到0秒时又进行转换,同时时刻重置为预置的数值,如斯轮回。

开端拿到标题标时刻,还不明白如何去做,因为本身对这门课的一样设计都不是专门会.对专门多的芯片的功能都不是专门清晰

经由过程此次课程设计,加强了我着手、思虑和解决问题的才能.现在设计差不多做好了,本身感到照样比较好的,因此花了专门多的时刻,但学到了专门多器械.做课程设计的时刻,本身把全部书本都看了几遍,加强了本身对常识的明白得,专门多往常不是专门明白的问题现在都差不多一一解决了.在课程设计的过程中,我想了专门多种筹划,对同一个问题(像计数器的接法)都想了专门多种不合的接法,应用不合的芯片进行了比较,最后照样采取了上面的方法进行连接.在连线过程中,经常会碰到一些问题,比如接错线,无意中删除了一些线等,使本身感到到有点点的力不从心.从开端做课程设计那天起,脑中天天都想着同样的问题,如何去接线,如何去把电路弄得加倍简单,如何别人更轻易看明白.但看起来时刻过得确实专门快,我用了好几天才把它完全弄完,完成后,内心有一种说不出的快乐.

此次课程设计之后,使我明白了,做任何工作都要卖力细心,不然的话,你会花更多的时刻才会做好.课程设计有利于进步我们的着手才能,能把我们所学的书本常识应用到实际生活中去.同时也丰富了我们的业余生活,进步我们对常识的明白得才能。

参考材料

[1] 电子电工技巧实验

[2] 余孟尝.《数字电子技巧差不多简明教程》

[3] 毕满清.《电子技巧实验与课程设计》