电子技术课程设计交通灯控制电路设计
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电子技术课程设计报告——交通灯控制电路设计
上海大学机自学院自动化系
电气工程专业
姓名:
学号:
指导老师:徐美华
目录
目录 (2)
一、主要用途： (3)
二、设计任务及要求： (3)
三、设计思路步骤及仿真调试 (4)
1.设计分析 (4)
2.交通灯模块： (5)
3.脉冲信号模块 (5)
4.减法计数器及数码显示管模块 (6)
5.控制模块 (7)
6.对所使用芯片进行介绍： (8)
7.交通灯工作图 (12)
四、实习小结 (15)
一、主要用途：
有效管制交通、疏导交通流量、提高道路通行能力、有利于减少交通事故。
二、设计任务及要求：
设计一个主干道和支干道十字路口的交通灯控制电路，其要求如下：
1.一般情况下，保持主干道畅通，主干道路灯亮、支干道红
灯亮，并且主干灯亮的时间不少于60 S；
2.当主干道绿灯亮超过60 S，且支干道有车时，主干道红灯
亮，支干道绿灯亮，但支干道绿灯亮的时间不得超过30S；
3.每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时，黄灯先亮5S。
三、设计思路步骤及仿真调试
1.设计分析
计数器能进行60进制、30进制以及5进制的减数计数，在计数器与译码器及与非门的工作下实现交通灯信号灯的切换。
有以下四个状态：
a.主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许车辆通行，支干道禁止车辆通行。
当主干道绿灯亮够60秒后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。
b.主干道黄灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，支干道禁止车辆通行。
当主干道黄灯亮够5秒后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。
c.主干道红灯亮，支干道绿灯亮。
此时主干道禁止车辆通行，支干道允许车辆通行，当支干道绿灯亮够30秒后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。
d.主干道红灯亮，支干道黄灯亮。
此时主干道禁止车辆通行，支干道允许超过停车线的车辆通行，而未超过停车线的车辆禁止通行。
当支干道红灯亮够5秒后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。
2.交通灯模块：
设主干道红灯、黄灯、绿灯分别为X1、X2、X3；支干道红灯，黄灯、绿灯分别为Y1、Y2、Y3，如下图所示。
图交通灯模块
3.脉冲信号模块
因为
1=1s
T=
f
所以通过1HZ的方波脉冲信号产生周期为1s的时钟信号，如图2.3所示。
图2.3
4.减法计数器及数码显示管模块
选用74LS192构成减法计数器，当进入黄灯模式，右边的计数器进行5秒钟的脉冲倒数，当倒数结束时BO端输出一低电平信号，促发左边的减法计数器进入工作状态，从而实现交通灯的倒计时时间控制。
图2.4
5.控制模块
使用74LS169十进制计数器构成三进制的加法计数器，同时组合74LS138数据选择器及与非门控制三个颜色交通灯的亮与灭。
图2.5
6.对所使用芯片进行介绍：
(1)74LS192
a.74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示：
图2.6.1（a）引脚排图2.6.1(b) 逻辑符号
图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
b.其功能表如下：
表5-2 74LS192的功能表
(2)74LS160
a.74LS160 为可预置的十进制同步计数器，其管脚图如图所示：
RCO 进位输出端
ENP 计数控制端
QA-QD 输出端
ENT 计数控制端
CLK 时钟输入端
CLR 异步清零端（低电平有效）
LOAD 同步并行置入端（低电平有效）
图2.6.2
b.74LS160功能表：
(3)74LS138
a.74LS138 为3 线－8 线译码器，其引脚排列及逻辑符号如下所示：
A0~A2：地址输入端
STA（E1）：选通端/STB（/E2）、/STC（/E3）：选通端（低电平有效）
/Y0~/Y7：输出端（低电平有效）
VCC：电源正
GND：地
A0~A2对应Y0——Y7；A0,A1,A2以二进制形式输入，然后转换成十进制，对应相应Y的序号输出低电平，其他均为高电平；
2.6.3（a） 2.6.3 (b)
b.74LS138真值表
7.交通灯工作图
状态一：
图2.7.1
符合设计要求1：一般情况下，保持主干道畅通，主干道路灯亮、支干道红灯亮，并且主干灯亮的时间不少于60 S；
状态二：
图2.7.2
符合设计要求3：每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时，黄灯先亮5S。
状态三:
图2.7.3
符合设计要求2：当主干道绿灯亮超过60 S，且支干道有车时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，但支干道绿灯亮的时间不得超过30S；
状态四：
图2.7.4
符合设计要求3：每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时，黄灯先亮5S。
综上所述：该交通灯符合设计要求。
总图如下：
图2.7.5
四、实习小结
通过一周的电子技术课程设计，在不断的努力尝试和思考总结后，我完成了交通灯控制电路。
在这次的实习中，由于数电是我们上一学期学习的课程，相较模电更为熟悉，在运用的过程中，更让我感到亲切，但这并不代表在实际的操作过程中遇到的困难比模电项目少。
从网上的资料搜索到资料理解吸收再到电路的调试，每一步无不是一波三折的。
但当我一步一步最终完成整个设计后，我也得到了巨大的成就感。
我第一次发现自己所学的东西原来离这个社会这么近，通过自
己的设计思维以及我现有的知识，我真正可以学以致用做出一有实际功能的电路，虽说只是模拟仿真，但这让我感到很神奇也很有趣，大大增加了我对自己专业的认识和兴趣。
当然，在设计电路的同时，我深深感受到自己的专业知识的不足，这让我明白了专业知识是一切设计、一切理论的基础，学好专业课不仅仅是应付考试这么简单的。
经过这次课程设计，我学到很多东西，虽然有些辛苦，但我感觉很值得。
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