交通信号灯控制器实验报告
实验2交通信号灯控制器一
实验2交通信号灯控制器一,实验目的1,学习数字电路中译码器,计数器,数据选择器等单元电路的综合应用.2,学习电子线路的调试方法.二,实验原理1,功能要求(1)a,b分别代表两个方向(十字交叉)的道路.(2)a 道和b道均有红,绿,黄三种信号灯.(3)两个方向自动控制交替通行,并要求两个方向每次均通行30秒.(4)在绿灯变红灯时,先由绿灯变黄灯,5秒后,再由黄灯变成红灯,此时另一方向由红灯变为绿灯.2,设计方案(1)s0状态表示a道绿灯亮,b道红灯亮,30秒定时器开始计时,且通车时间不超过30秒;(2)s1状态表示a道通车时间已达到30秒,此时,a道黄灯亮,b道红灯亮,5秒定时器开始计时;(3)s2状态表示a道黄灯时间已超过5秒,此时,a道红灯亮,b道绿灯亮,30秒定时器开始计时;(4)s3状态表示b道通车时间已超过30秒,此时,a道红灯亮,b道绿灯亮,5秒定时器开始计时;以后当b道黄灯亮计时超过5秒时,接s0状态.(5)a,b 两道红,黄,绿三个灯分别用ra,ya,ga和rb,yb,gb表示.灯亮用"1"表示,灯不亮用:"0"表示.则两个方向信号灯的4种状态,如下表所示.信号灯输出状态表输出状态gayaragbybrbs0100001s1010001s2001100s3001010电路设计(1)30秒和5秒定时器如图,选用74ls161分别构成30秒和5秒定时器电路,c为控制信号.当时,30秒定时器开始计时,禁止5秒定时器计时;当c=1时,5秒定时器开始计时,禁止30秒定时器计时.(2)控制部分当满足b道5秒定时器超过5秒,t5=1时,a道绿灯亮,b道红灯亮.当满足a道30秒定时器超过30秒,t30=1时,a道黄灯亮,b道红灯亮.当满足a道5秒定时器超过5秒,t5=1时,a道红灯亮,b道绿灯亮.当满足b道30秒定时器超过30秒,t30=1时,a道红灯亮,b道黄灯亮.①利用74ls161进行控制根据上述分析得到控制激励表如下:现态(编码)条件次态(编码)方式ctpga ya ra gb yb rb cs0(0 0)t30=0s0(0 0)保持01 0 0 0 0 1 0t30=1s1(0 1)计数1s1(0 1)t5=0s1(0 1)保持00 1 0 0 0 1 1t5=1s2(1 0)计数1s2(1 0)t30=0s2(1 0)保持00 0 1 1 0 0 0t30=1s3(1 1)计数1s3(1 1)t5=0s3(1 1)保持00 0 1 0 1 0 1t5=1s0(0 0)计数1由于只有4个状态,因此只用2位二进制编码即可.根据74ls161的控制激励表,很容易得到控制输出表达式ctp=s0·t30+s1·t5+s2·t30+s3·t5c=s1+s3=qaga=s0 ya=s1 ra=s2+s3=qbgb=s2 yb=s3 rb=s0=s1=qb4,逻辑电路图ctp的可利用四选一数据选择器74ls153实现,如图:三,设备和器件1,数字电路实验装置2,数字频率计3,74ls161×4,74ls138×1,74ls153×1 ,74ls00×1,74ls04×1.四,实验内容由于实验电路中使用器件较多,实验前必须合理安排各器件在实验装置上的位置,使电路逻辑清楚,接线较短.按如下步骤完成设计:画出电路逻辑图并分析工作原理.根据原理图选好元器件.用计算机绘出电路图.通电工作,调试(1hz)和10hz)信号可选用数字电路实验装置上的信号输出).写出课程设计报告,分析故障产生原因,说明解决办法....。
交通信号灯的plc控制实验报告
交通信号灯的PLC控制实验报告1. 引言交通信号灯是城市交通管理中不可或缺的一部分。
在过去的几十年里,随着科技的发展,人们开始使用PLC(可编程逻辑控制器)来控制交通信号灯,以提高交通流量的效率和安全性。
本实验旨在通过PLC控制交通信号灯的过程,介绍PLC的基础知识和应用。
2. 实验目的本实验的主要目的是通过搭建一个基于PLC的交通信号灯控制系统,实现信号灯的自动切换和交通流量的控制。
具体目标如下:•了解PLC的基本工作原理和编程方法•掌握交通信号灯的控制逻辑和时序•使用PLC软件进行信号灯控制程序的编写和调试3. 实验设备和材料本实验所需的设备和材料如下:•PLC控制器•交通信号灯模型•电源线•编程软件4. 实验步骤步骤1:PLC控制器的连接首先,将PLC控制器与电源线连接,并确保电源正常供电。
接下来,将交通信号灯模型与PLC控制器连接,确保信号灯能够通过PLC控制器进行控制。
步骤2:PLC编程软件的安装与设置在计算机上安装PLC编程软件,并根据软件的操作指南进行设置。
确保软件与PLC控制器成功连接,以便进行后续的编程和调试操作。
步骤3:PLC程序的编写根据交通信号灯的控制逻辑和时序,使用PLC编程软件编写相应的PLC程序。
程序的编写主要包括以下几个方面:•定义输入信号:根据实际情况,定义输入信号,如检测车辆和行人的传感器信号。
•定义输出信号:根据实际情况,定义输出信号,如交通信号灯的红、黄、绿灯控制信号。
•编写控制逻辑:根据交通信号灯的控制规则和时序要求,编写PLC 程序的控制逻辑。
例如,当检测到车辆或行人通过传感器时,相应的信号灯应亮起。
步骤4:PLC程序的调试与测试在编写完PLC程序后,进行程序的调试和测试。
通过PLC编程软件提供的仿真功能,模拟输入信号的变化,观察输出信号和交通信号灯的状态变化是否符合设计要求。
如有问题,及时修改程序并重新调试。
步骤5:实验结果分析根据实际测试结果,对实验结果进行分析和总结。
交通灯控制实验报告
交通灯控制实验报告交通灯控制实验报告引言:交通灯是城市交通管理的重要组成部分,通过对交通流量的控制,有效地维护交通秩序和安全。
本次实验旨在通过搭建一个简单的交通灯控制系统,探究不同交通流量下的信号灯变化规律,并分析其对交通流畅度和效率的影响。
实验装置:实验装置由红、黄、绿三种颜色的LED灯组成,分别代表红灯、黄灯和绿灯。
通过按键控制,可以切换不同灯光的显示状态。
在实验过程中,我们将模拟不同交通流量情况下的信号灯变化。
实验过程:1. 低交通流量情况下:首先,我们模拟低交通流量情况。
设置红灯时间为20秒,绿灯时间为30秒,黄灯时间为5秒。
在这种情况下,红灯的时间较长,确保道路上的车辆能够安全通过。
绿灯时间相对较短,以充分利用交通资源,提高交通效率。
黄灯时间较短,用于过渡信号灯变化。
2. 中等交通流量情况下:接下来,我们模拟中等交通流量情况。
设置红灯时间为30秒,绿灯时间为40秒,黄灯时间为5秒。
在这种情况下,红灯时间相对较长,确保道路上的车辆能够顺利通过。
绿灯时间适中,以保持交通的流畅性。
黄灯时间依然较短,用于过渡信号灯变化。
3. 高交通流量情况下:最后,我们模拟高交通流量情况。
设置红灯时间为40秒,绿灯时间为50秒,黄灯时间为5秒。
在这种情况下,红灯时间最长,确保道路上的车辆能够完全通过。
绿灯时间相对较长,以缓解交通压力,提高交通效率。
黄灯时间仍然较短,用于过渡信号灯变化。
实验结果:通过实验观察,我们发现不同交通流量下的信号灯变化对交通流畅度和效率有着明显的影响。
在低交通流量情况下,红灯时间较长,确保车辆安全通过,但可能导致交通效率稍有降低。
在中等交通流量情况下,信号灯的设置更加平衡,保证了交通的流畅性和效率。
而在高交通流量情况下,红灯时间最长,确保车辆完全通过,但也导致交通效率相对较低。
结论:通过本次实验,我们得出了以下结论:交通灯的设置应根据不同交通流量情况进行合理调整,以保证交通的流畅性和效率。
交通信号灯实验报告
交通信号灯实验报告一、引言交通信号灯是城市交通管理中重要的组成部分,它通过信号指示交通流向,确保道路交通的有序进行。
本文基于对交通信号灯的实验观察和数据分析,旨在探讨信号灯在交通流控制方面的效果,并评估其对车辆和行人的影响。
二、实验方法1. 实验装置与设置在一条拥有车辆和行人交叉流动的道路上,我们设置了一组交通信号灯,并通过定时和'感应设备进行调控。
该交通信号灯分为红、绿、黄三个信号灯,每个信号灯的显示时间均可进行调整。
2. 实验观测与数据采集我们在实验过程中观测并记录了道路上车辆和行人的流动情况,同时还记录了交通信号灯每个信号灯的显示时间以及通过信号灯的车辆和行人数量。
三、实验结果与数据分析1. 交通流控制交通信号灯对交通流控制起到了关键作用。
通过分析实验数据,我们发现交通信号灯的定时控制能够在车辆和行人之间合理划分时间,避免交通事故因冲突而产生。
此外,通过在交通信号灯设置感应设备,能够根据道路的实际情况进行智能调控,使交通流畅度得到进一步提高。
2. 车辆延误与行程时间车辆延误是指车辆在通过交通信号灯时多余的等待时间。
我们通过观察交通信号灯绿灯显示时间和通过车辆数目的关系,发现在设置合理的绿灯显示时间下,车辆延误时间可以得到一定的缓解。
然而,当车辆流量高峰期,延误时间仍然较长,这表明仅靠信号灯的优化仍然无法完全解决交通拥堵问题。
3. 行人过街安全与效率交通信号灯不仅对车辆流量进行调控,也对行人过街提供了安全保障。
我们观察到,适当的行人过街时间设置能够保证行人过街的安全性,避免与车辆发生冲突。
同时,设置行人过街时间对行人效率也具有重要意义,过长的等待时间适得其反,可能导致行人不遵守交通信号灯的规定,增加交通事故的风险。
四、结论通过交通信号灯实验观察和数据分析,我们得出以下结论:1. 交通信号灯对交通流控制起到重要作用,能够在车辆和行人之间合理划分时间,保证道路交通有序进行。
2. 车辆延误时间可以通过合理设置交通信号灯的绿灯显示时间进行缓解,但仅靠信号灯的优化无法完全解决交通拥堵问题。
交通信号灯控制器实验报告
交通信号灯控制器实验报告交通信号灯控制器⼀、设计任务及要求 (2)⼆、总体⽅案设计以及系统原理框图 (2)2.1、设计思路 (2)2.2、各模块相应的功能 (2)2.3、系统原理图 (3)三、单元电路设计 (3)3.1、车辆检测电路 (3)3.2、主控电路 (4)3.3、灯控电路 (5)3.4、计时控制电路 (6)3.5、计时显⽰电路 (6)3.6、反馈控制电路 (7)3.7、置数电路 (7)3.8、时基电路 (7)四、⼯作原理 (8)五、电路的软件仿真及结果分析 (8)5.1、时基电路(555接成的多谐振荡器)的电路图以及波形的显⽰ (8)5.2、结果分析 (10)六、电路的组装调试 (10)6.1、使⽤的主要仪器和仪表 (10)6.2、调试电路的⽅法和技巧 (10)6.3、调试中出现的问题、原因和排除⽅法 (11)七、收获、存在的问题和进⼀步的改进意见 (11)7.1、存在的问题和进⼀步的改进意见 (11)7.2、收获以及⼼得体会 (12)附录⼀:电路所⽤元器件 (14)附录⼆:电路全图 (15)附录三:实际电路图 (16)⼀、设计任务及要求在⼀个主⼲道和⽀⼲道汇交叉的⼗字路⼝,为了确保车辆⾏车安全,迅速通⾏,设计⼀个交通信号灯控制电路,要求如下:1、⽤两组红、绿、黄发光⼆极管作信号灯,分别指⽰主道和⽀道的通⾏状态。
2、通⾏状态⾃动交替转换,主道每次通⾏30秒,⽀道每次通⾏20秒,通⾏交替间隔时为5秒。
3、通⾏状态转换依照“主道优先”的原则,即:当主道通⾏30秒后,若⽀道⽆车则继续通⾏;当⽀道通⾏20秒后,只有当⽀道有车且主道⽆车时才允许继续通⾏。
(⽤按键模拟路⼝是否有车)4、设计计时显⽰电路,计时⽅式尽量采⽤倒计时。
⼆、总体⽅案设计以及系统原理框图2.1、设计思路本次设计采⽤模块划分的⽅法,每个模块完成⼀项功能,最后将各个模块连接起来,设计完成后,⽤Multisim进⾏仿真,仿真成功后,再去实验室焊接调试。
交通信号灯控制系统设计实验报告
交通信号灯控制系统设计实验报告设计目的:本设计旨在创建一个交通信号灯控制系统,该系统可以掌控红、绿、黄三种交通信号灯的工作,使其形成一种规律的交替、循环、节奏,使车辆和行人得以安全通行。
设计原理:在实际的交通灯系统中,通过交通灯控制器控制交通灯的工作。
一般采用计时器或微电脑控制器来完成,其中微电脑控制器可以方便地集成多种控制模式,并且灵活易于升级。
在本设计中,我们采用了基于Atmega16微控制器的交通信号灯控制系统。
该系统通过定时器中断、串口通信等技术来实现。
由于控制的是三个信号灯的交替,流程如下:绿灯亮:红灯和黄灯熄灭绿灯由亮到灭的时间为10秒黄灯亮:红灯和绿灯熄灭黄灯由亮到灭的时间为3秒红灯亮:绿灯和黄灯熄灭红灯由亮到灭的时间为7秒重复以上过程硬件设计:整个系统硬件设计包含ATmega16控制器、射频芯片、电源模块和4个灯组件。
ATmega16控制器采用DIP封装,作为主要的控制模块。
由于需要串口通信和遥控器控制,因此添加了RF24L01射频芯片。
该射频芯片可以很方便地实现无线通信和小型无线网络。
4个灯组件采用红、绿、黄三色LED灯与对应300Ω电阻并连。
电源模块采用5V稳压电源芯片和电容滤波,确保整个系统稳定可靠。
软件设计:通过ATmega16控制器来实现交通信号灯控制系统的功能。
控制器开始执行时进行初始化,然后进入主循环。
在主循环中,首先进行红灯亮的操作,接着在计时时间到达后执行黄灯亮的过程,然后执行绿灯亮的过程,再到计时时间到的时候执行红灯亮的过程。
每个灯持续时间的计时采用了定时器的方式实现,在亮灯过程中,每秒钟进行一次计数,到达相应的计数值后,切换到下一步灯的操作。
在RF24L01射频芯片的支持下,可以使用无线遥控器来对交通信号灯的控制进行远程控制。
在系统初始化完成后,通过串口通信对RF24L01进行初始化,然后进入控制循环。
在这个控制循环中,接收到遥控器的指令后,进行相应的控制操作,如开、关灯等。
交通信号灯的实验报告
中南林业科技大学涉外学院实习报告名称:交通灯控制器姓名:***学号:********专业班级:电子信息工程一班时间:2011-10-5地点:林科大涉外学院目录任务和性能指标 (2)实现(设计)方案 (3)系统设计 (4)调试及性能分析 (6)性能分析: (7)相关知识概述 (7)心得体会 (7)参考文献 (8)任务和性能指标本电路设计一个交通灯控制器,需要达到的目的如下:一个周期64秒,平均分配,前32秒红灯1与绿灯2亮,后32秒绿灯1与红灯2亮。
在红灯1与绿灯2亮的期间的后8秒黄灯1、2闪烁,且在这期间红灯1与绿灯2同时亮。
闪烁频率为2。
在绿灯1与红灯2亮的期间的后8秒黄灯1、2闪烁,且在这期间绿灯1与红灯2同时亮。
闪烁频率为2。
实现(设计)方案为了达到目的,需要设计一个控制电路,这就需要一个脉冲信号发生器,一个二进制加法计数器,一个十进制减法计数器,红灯与绿灯以及黄灯是否亮由二进制加法计数器的输出状态来决定。
因此,设计一个组合逻辑电路,它的输入信号就是二进制加法计数器的输出信号,它的输出就是发光二级管的控制信号。
因此,需要一个组合逻辑电路,六个发光二级管(两个红色发光二极管、两个绿色发光二极管、两个黄色发光二极管)电路,555脉冲振荡器,4024计数器,74LS193计数器,数码管显示电路。
其结构图如下:本电路中的组合逻辑电路的输入信号为二进制计数器的输出信号,输出要控制六个发光二级管不同时刻的状态。
红灯1与绿灯2的状态相同,红灯2与绿灯1的状态相同,两个黄灯状态相同。
所以只要输出三个信号即可,分别为L1、L2、L3。
组合逻辑电路的输出信号L1、L2、L3与电路的输入信号Q7、Q6、Q5、Q4、Q3、Q2、Q1的关系用如下真值表表示:从以上可知:L1=Q7’,需要低电平有效时,L1’=Q7’’L2=Q7,需要低电平有效时,L2’=Q7’L3=Q6Q5=(Q6Q5)’’考虑到黄灯需要闪烁,可以让L3信号和Q1信号(频率为2HZ的脉冲)加到一个二输入的与非门的两个输入端,输出信号为L4,L4=(L3*Q1)’当L3为0时,L4=1当L3为1时,L4=Q1’可见,需要L4低电平有效,这样,L3为0时,黄灯不亮;L3为1时,黄灯闪烁。
交通灯信号控制器的设计实验报告
交通灯信号控制器的设计1、实验目的(1)学习QuartusII软件的基本使用方法。
(2)学习VHDL程序的基本结构和基本语句。
2、实验内容欲设计一个由一条主干道和一条支干道的汇合点形成的十字交叉路口的交通灯控制器,具体要求如下:(1)主、支干道各设有一个绿、黄、红指示灯,两个显示数码管。
(2)主干道处于常允许通行状态,支干道有车来时才允许通行;当主干道允许通行亮绿灯时,支干道亮红灯;支干道允许通行亮绿灯时,主干道亮红灯。
(3)当主、支道均有车时,两者交替允许通行,主干道每次放行45s,支干道每次放行25s,在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中,要亮5s的黄灯作为过渡,并进行减计时显示。
3、设计思路交通控制器拟由单片的CPLD/FPGA来实现,经分析设计要求,整个系统由8个单元电路组成,包括:JTDKZ:交通灯状态控制CNT45S:45秒计时CNT05S:5秒计时CNT25S:25秒计时XSKZ:产生数码管段码数据,数据为BCD码YMQ:译码器,将BCD码转为段码CTRLS:产生数码管动态扫描信号MUXB41:4选1数据选择器,并产生位选信号整个控制系统中,U1为交通灯控制模块JTDKZ,此模块根据主、支道传感器信号SM、SB以及来自时基发生电路的时钟信号CLK,发出主、支道指示灯的控制信号,同时向各定时单元、显示控制单元发出使能控制信号EN45、EN25、EN05M、EN05B;U2、U3、U4为45s、5s、25s定时单元CNT45S、CNT05S、CNT25S,这些单元根据SM、SB、CLK及JTDKZ发出的有关使能控制信号EN45、EN25、EN05M、EN05B,按要求进行定时,并将其输出传送至显示控制单元;U5为显示控制单元XSKZ,此单元根据JTDKZ发出的有关使能控制信号EN1、EN2、EN3、EN4选择定时单元CNT45S、CNT05S、CNT25S的输出,并将之传送至各显示译码器:U6、U7、U8、U9为译码器YMQ,它将显示控制单元XSKZ的输出作为输入进行译码,将XSKZ的时间BCD码译码为数码管的8位段码,并将产生的段码经MUXB41送给数码管进行动态扫描显示的过程,动态扫描的选测信号由CTRLS产生。
plc交通信号灯控制实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除plc交通信号灯控制实验报告篇一:交通灯pLc控制实验报告交通灯的pLc控制实验报告学院:自动化学院班级:0811103姓名:张乃心学号:20XX213307实验目的1.熟悉pLc编程软件的使用和程序的调试方法。
2.加深对pLc循环顺序扫描的工作过程的理解。
3.掌握pLc的硬件接线方法。
4.通过pLc对红绿灯的变时控制,加深对pLc按时间控制功能的理解。
5.熟悉掌握pLc的基本指令以及定时器指令的正确使用方法。
实验设备1.含可编程序控制器microLogix1500系列pLc的Demo 实验箱一个2.可编程序控制器的编程器一个(装有编程软件的pc 电脑)及编程电缆。
3.导线若干实验原理交通指挥信号灯图I/o端子分配如下表注:pLc的24VDc端接Demo模块的24V+;pLc的com端接Demo模块的com。
系统硬件连线与控制要求采用1764-L32Lsp型号的microLogix1500可编程控制器,进行I/o端子的连线。
它由220VAc供电,输入回路中要串入24V直流电源。
1764系列可编程控制器的产品目录号的各位含义如下示。
1764:产品系列的代号L:基本单元24:32个I/o点(12个输入点,12个输出点)b:24V 直流输入w:继电器输出A:100/240V交流供电下图为可编程控制器控制交通信号灯的I/o端子的连线图。
本实验中模拟交通信号灯的指示灯由24V直流电源供电。
o/2-o/4为南北交通信号灯,o/5-o/7为东西交通信号灯。
实现交通指挥信号灯的控制,交通指挥信号灯的布置,控制要求如下:(1)信号灯受一个启动开关控制,当启动开关接通时,信号灯系统开始正常工作,且先南北红灯亮,东西绿灯亮。
当启动开关断开时,所有信号灯熄灭。
(2)南北红灯维持25秒。
在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维持20秒。
到20秒时,东西绿灯闪亮,闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮,并维持2秒。
交通信号灯实训报告书
一、实验目的1. 了解交通信号灯的基本组成和工作原理。
2. 掌握交通信号灯控制系统的设计方法。
3. 熟悉交通信号灯控制系统的调试和测试过程。
4. 提高动手能力和实际应用能力。
二、实验器材1. 交通信号灯控制器2. 交通信号灯(红、黄、绿)3. 电源4. 导线5. 单片机开发板6. 相关软件(如Keil、Proteus等)三、实验原理交通信号灯控制系统是利用单片机等电子设备实现对交通信号灯的自动控制。
其基本原理如下:1. 传感器检测车辆和行人的数量,将信号传输给单片机。
2. 单片机根据预设的程序和传感器信号,控制交通信号灯的亮灭。
3. 交通信号灯按照预设的时间顺序依次变换,实现交通指挥。
四、实验步骤1. 电路连接:按照实验电路图连接交通信号灯控制器、交通信号灯、电源、导线等器材。
2. 程序编写:使用单片机编程软件(如Keil)编写交通信号灯控制程序。
程序主要包括以下几个部分:- 初始化:设置单片机的端口、定时器等。
- 主循环:检测传感器信号,控制交通信号灯的亮灭。
- 中断服务程序:处理紧急情况,如行人闯红灯等。
3. 仿真调试:使用仿真软件(如Proteus)对程序进行仿真调试,观察交通信号灯的控制效果。
4. 实际测试:将单片机开发板与实际交通信号灯连接,进行实际测试,观察交通信号灯的控制效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果:通过实验,成功实现了交通信号灯的自动控制,交通信号灯按照预设的时间顺序依次变换,实现了交通指挥。
2. 分析:- 程序编写过程中,需要根据实际情况调整程序参数,如传感器阈值、信号灯变换时间等。
- 实际测试过程中,需要考虑多种因素,如天气、车流量、行人流量等,以保证交通信号灯的控制效果。
六、实验总结1. 通过本次实验,掌握了交通信号灯控制系统的设计方法,提高了动手能力和实际应用能力。
2. 熟悉了单片机编程和仿真调试方法,为以后的学习和工作打下了基础。
3. 认识到交通信号灯控制系统在实际应用中的重要性,为以后从事相关领域的工作积累了经验。
PLC控制交通信号灯实验报告
PLC控制交通信号灯实验报告实验报告:PLC控制交通信号灯一、实验目的本实验旨在通过PLC控制,实现对交通信号灯的控制和调度。
通过编程和调试,使交通信号灯能够按照规定的时间间隔进行红绿灯的切换,以实现交通的有序通行。
二、实验器材1.S7-1200PLC控制器2.数字输入模块3.数字输出模块4.交通信号灯模型三、实验原理交通信号灯控制系统是通过PLC控制,通过红、绿、黄三种灯光的切换来控制车辆和行人的通行。
系统中使用三个输出模块控制三种灯光的亮灭,一个输入模块用于接收行人请求的信号。
根据一定的时序控制,通过PLC编程,实现灯光的切换和调度。
四、实验步骤1.搭建PLC控制器和信号灯的硬件连接。
2.将信号灯的红灯接到Q0.0(输出模块的输出口0);将信号灯的绿灯接到Q0.1;将信号灯的黄灯接到Q0.2;将行人请求按钮接到I0.0(输入模块的输入口0)。
3.打开PLC编程软件,进行逻辑图的编程。
4.编写程序,设置红灯亮10秒、黄灯亮3秒、绿灯亮10秒、再次黄灯亮3秒,循环往复。
6.观察交通信号灯的切换情况,检查是否按照预期的时间间隔进行灯光切换。
五、实验结果经过编程和调试,实验中的交通信号灯实现了按照预定的时序进行红绿灯的切换。
每个灯的亮灭时间符合要求,红灯亮10秒,黄灯亮3秒,绿灯亮10秒,再次黄灯亮3秒,循环往复。
六、实验总结通过这个实验,我们深入理解了PLC控制器的原理和编程的方法。
实验实现了交通信号灯的控制与调度,使交通能够有序通行。
实验中,我们主要学会了PLC控制的编程方法,使用输入输出模块连接外部设备,以及对程序进行调试的技巧。
在实验过程中,我们也遇到了一些问题和困难。
比如,编程逻辑的构思和写出正确的程序。
需要进行多次调试,才能保证灯的切换和亮灭时间的准确性。
此外,我们还意识到交通信号灯的控制非常重要,对于道路交通的安全性和畅通性起到了关键作用。
通过PLC控制交通信号灯,可以实现更准确,更可靠的灯光切换,提高了交通系统的效率和安全性。
交通信号控制实验报告
交通信号控制实验报告交通信号控制实验报告一、引言交通信号控制是现代城市交通管理的重要手段之一,通过合理的信号灯设置和控制,可以有效地提高道路交通的效率和安全性。
为了进一步了解交通信号控制的原理和应用,我们进行了一次交通信号控制的实验。
二、实验目的本次实验的目的是通过模拟交通信号控制的过程,探究不同信号灯设置对交通流量和交通延误的影响,并分析其优缺点,为实际交通信号的设置提供参考。
三、实验方法1. 实验设备我们使用了一个交通信号控制模拟器,该模拟器可以模拟不同路口的交通流量和信号灯控制。
2. 实验步骤(1)选择不同的交通流量情况,包括高峰时段和低峰时段。
(2)设置不同的信号灯控制方案,包括定时控制和感应控制。
(3)观察和记录交通流量、延误时间等数据。
(4)分析实验结果,总结不同信号灯控制方案的优缺点。
四、实验结果我们进行了多组实验,得到了以下结果:1. 高峰时段在高峰时段,交通流量较大,需要采取较为严格的信号灯控制措施。
我们设置了定时控制和感应控制两种方案进行对比。
(1)定时控制在定时控制方案中,信号灯按照固定的时间间隔进行切换。
我们发现,在高峰时段,定时控制的交通流量较大,容易出现拥堵现象,导致交通延误时间增加。
(2)感应控制在感应控制方案中,交通信号根据交通流量的实时变化进行调整。
我们发现,感应控制能够根据交通流量的变化灵活调整信号灯的切换时间,有效地缓解交通拥堵,减少交通延误时间。
2. 低峰时段在低峰时段,交通流量相对较小,我们设置了两种不同的信号灯控制方案进行对比。
(1)定时控制在低峰时段,定时控制方案能够满足交通需求,交通流畅,但会造成一定的能源浪费。
(2)感应控制在低峰时段,感应控制方案能够根据实时交通流量的变化进行调整,减少能源浪费,提高交通效率。
五、实验分析通过实验结果的分析,我们可以得出以下结论:1. 定时控制和感应控制的优缺点定时控制方案简单易行,但无法根据实时交通流量进行调整,容易导致交通拥堵和延误。
交通灯控制实验报告
一、实验目的1. 理解交通灯控制系统的工作原理和基本组成。
2. 掌握PLC(可编程逻辑控制器)编程和调试方法。
3. 学习交通灯控制系统的硬件连接和电路设计。
4. 提高实际应用中解决复杂问题的能力。
二、实验原理交通灯控制系统是城市交通管理的重要组成部分,其基本原理是通过对交通信号灯进行控制,实现交通流量的有序疏导。
本实验采用PLC作为控制核心,通过编写程序实现对交通灯的定时控制。
三、实验器材1. PLC主机2. 交通灯控制模块3. 电源模块4. 交通灯模型5. 连接线四、实验步骤1. 硬件连接:- 将PLC主机与交通灯控制模块、电源模块和交通灯模型连接。
- 将PLC主机与计算机连接,以便进行程序编写和调试。
2. 程序编写:- 根据交通灯控制要求,编写PLC程序。
- 程序主要包括以下部分:- 启动信号处理:检测启动开关状态,控制交通灯开始工作。
- 定时控制:根据设定的时间,控制交通灯的红、黄、绿灯亮灭。
- 紧急处理:检测紧急处理开关状态,实现交通灯的紧急控制。
3. 程序调试:- 在计算机上运行PLC程序,观察程序运行效果。
- 根据实际情况,对程序进行调试和优化。
4. 实验验证:- 在实际硬件环境中运行程序,观察交通灯控制效果。
- 验证程序是否满足实验要求。
五、实验结果与分析1. 实验结果:- 在实验过程中,成功实现了交通灯的控制,实现了红、黄、绿灯的定时切换。
- 在紧急情况下,能够实现交通灯的紧急控制。
2. 结果分析:- 通过实验,掌握了PLC编程和调试方法,提高了实际应用中解决复杂问题的能力。
- 实验结果表明,所设计的交通灯控制系统具有良好的稳定性和可靠性。
六、实验总结本次实验成功实现了交通灯控制系统的设计与实现,达到了预期目标。
通过实验,我们掌握了以下知识点:1. 交通灯控制系统的工作原理和基本组成。
2. PLC编程和调试方法。
3. 交通灯控制系统的硬件连接和电路设计。
本次实验提高了我们的实际应用能力,为以后从事相关领域工作奠定了基础。
14.实验十四 交通信号灯的自动控制实验
实验十四 交通信号灯的自动控制实验
一 、实验目的 1、掌握使用 PLC 控制十字路口交通灯的程序设计方法 。 2、进一步熟悉 PLC 指令的应用
二 、实验原理和电路 十字路口交通信号灯在我们日常生活中经常遇到 ,
一台 一块 一台 一根 若干
六 、实验报告要求 1、按一定的格式完成实验报告 。
2、若用计数器/定时器的指令实现交通灯的控制 , 其程序又如何 ? 3、若用步进顺控指令实现该控制 , 其程序又如何 ? 4、在交通灯的实际控制电路中,若红、黄和绿灯显示 用交流 36V 或 220V 灯泡 , 其实际电气接线图又 如何 ? 5、交通灯控制程序中,若要两边均要加上显示,则其 控制程序又该如何 ?
其控制通常采用数字电路控制或单片机控制即可达到目 的 。 这里不妨用 PLC 可编程序控制器对其进行控制 。 图 6.14.1 所示为十字路口两个方向交通灯自动控制 时序工作波形图 。
从图 6.14.1 中可看出 , 东西方向与南北方向绿 、 黄和红灯相互亮灯时间是相等的 。 若单位时间 t = 2 s 时,则整个一次循环时间需要40s 。
பைடு நூலகம்
三 、实验内容及步骤
1、按照如图6.14.1分配I/o接口地址,及按照图6.14.3完成 装置的接线。
2、编写PLC程序,使Y0-Y5的运行情况应该与图6.14.1所 示的交通灯时序工作波形图相一致。
四 、实验器材 1、可编程控制器实验台 2、PLC 交通信号灯自动控制演示装置 3、计算机 4、编程电缆 5、连接导线
红绿灯控制器实训报告
一、实训背景随着我国经济的快速发展,城市交通拥堵问题日益严重。
为提高城市交通效率,保障人民出行安全,红绿灯控制系统在交通管理中发挥着至关重要的作用。
本实训旨在通过学习红绿灯控制器的设计与调试,掌握交通信号灯系统的基本原理和应用技术。
二、实训目的1. 理解红绿灯控制系统的基本组成和原理;2. 掌握红绿灯控制器的设计方法;3. 熟悉红绿灯控制器的调试与维护;4. 培养实际操作能力,提高团队合作意识。
三、实训内容1. 红绿灯控制系统概述红绿灯控制系统主要由以下几个部分组成:(1)信号灯:包括红灯、黄灯、绿灯,用于指示交通参与者通行状态;(2)控制器:负责信号灯的控制,包括定时、计数、逻辑判断等功能;(3)传感器:用于检测交通流量,如车辆检测器、行人检测器等;(4)执行器:将控制信号转换为实际动作,如信号灯、道闸等。
2. 红绿灯控制器设计(1)硬件设计:选用合适的单片机作为控制器核心,设计信号灯、传感器、执行器等外围电路。
本实训采用STC89C52单片机作为控制器核心,设计信号灯、车辆检测器、行人检测器等外围电路。
(2)软件设计:编写控制器程序,实现信号灯控制、传感器数据采集、逻辑判断等功能。
程序采用C语言编写,主要包括主函数、中断服务程序、传感器数据处理、信号灯控制等模块。
3. 红绿灯控制器调试(1)硬件调试:检查电路连接是否正确,排除硬件故障;(2)软件调试:检查程序运行是否正常,调整参数,优化程序;(3)系统联调:将控制器与信号灯、传感器、执行器等联调,验证系统功能。
4. 红绿灯控制器维护(1)定期检查电路连接,确保信号灯、传感器、执行器等设备正常工作;(2)检查程序运行情况,及时修复故障;(3)记录系统运行数据,分析交通流量,调整信号灯控制策略。
四、实训过程1. 学习红绿灯控制系统基本原理,了解系统组成和功能;2. 设计红绿灯控制器硬件电路,绘制原理图,焊接电路板;3. 编写控制器程序,实现信号灯控制、传感器数据采集、逻辑判断等功能;4. 进行硬件调试,排除硬件故障;5. 进行软件调试,优化程序;6. 进行系统联调,验证系统功能;7. 进行系统维护,记录运行数据,分析交通流量。
实验二报告--交通灯控制器
实验二交通灯控制器一、实验目的设计一个基于EDA的十字路口交通控制器,假设南北方向和东西方向,两个方向分别设置红灯、绿灯、黄灯,每个方向设置一组倒计时显示器,用以指挥车辆和行人有序的通行。
红灯亮表示直行车辆禁行;绿灯亮表示直行车辆可以通行;黄灯亮表示直行车辆即将禁行。
二、实验任务及要求1、能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态用两组红、黄、绿三色灯作为两个方向的红、黄、绿灯。
变化规律为:东西绿灯,南北红灯->东西黄灯,南北红灯->东西红灯,南北绿灯->东西红灯,南北黄灯->东西绿灯,南北红灯……依次循环。
2、能实现正常的倒计时功能用两组数码管作为东西和南北方向的允许或通行时间的倒计时显示,显示时间为红灯45秒、绿灯40秒、黄灯5秒。
图13、能实现紧急状态处理的功能(1)出现紧急状态(例如消防车,警车执行特殊任务时要优先通行)时,两路上所有车禁止通行,红灯全亮;(2)显示到计时的两组数码管闪烁;(3)计数器停止计数并保持在原来的状态;4、能实现系统复位功能系统复位后,东西绿灯,南北红灯,东西计时器显示40秒,南北显示45秒。
5、用VHDL语言设计符合上述功能要求的交通灯控制器,并用层次化设计方法设计该电路。
6、个模块的功能用功能仿真的方法验证,可通过有关波形确认电路设计是否正确。
7、完成电路全部设计后,通过系统实验箱下载验证设计课题的正确性。
三、实验原理图1、交通灯状态转换图2、交通灯控制器框图图3 交通灯控制器框图3、交通灯控制的算法流程图图4 交通灯控制的算法流程图四、实验报告要求1、画出顶层原理图。
2、对照交通灯电路框图分析电路工作原理。
3、写出各功能模块的VHDL语言源文件。
4、叙述各模块的工作原理。
5、详述控制器部分的工作原理,绘出详细电路图,写出VHDL语言源文件,画出有关状态机变化。
6、书写实验报告时应结构合理,层次分明,在分析时注意语言的流畅。
plc交通信号灯实验报告
plc交通信号灯实验报告PLC交通信号灯实验报告摘要:本实验旨在利用PLC(可编程逻辑控制器)技术设计和实现交通信号灯控制系统。
通过实验,我们测试了PLC控制交通信号灯的可行性,并对系统进行了性能评估。
实验结果表明,PLC技术能够有效地控制交通信号灯,提高交通效率,确保交通安全。
1. 引言交通信号灯是城市交通管理的重要组成部分,它能够有效地引导车辆和行人,保障交通的顺畅和安全。
传统的交通信号灯控制系统通常采用计时器或者电控系统,但这些系统存在着一定的局限性,如难以灵活调整、维护成本高等。
而PLC技术作为一种先进的控制技术,具有灵活性高、可靠性强、易于维护等优点,因此被广泛应用于工业控制系统中。
本实验旨在利用PLC技术设计和实现交通信号灯控制系统,验证其在交通管理中的可行性和效果。
2. 实验目的(1)了解PLC技术的基本原理和应用;(2)设计并实现交通信号灯控制系统;(3)测试PLC控制交通信号灯的性能,并对系统进行评估。
3. 实验内容(1)PLC控制交通信号灯的设计和搭建;(2)对交通信号灯进行不同情况下的控制实验,如车辆流量大、行人过街等;(3)对系统进行性能评估,如响应速度、稳定性等。
4. 实验步骤(1)搭建实验平台,包括PLC控制器、交通信号灯等设备;(2)编写PLC程序,实现对交通信号灯的控制;(3)进行交通信号灯控制实验,记录实验数据;(4)对实验数据进行分析和评估。
5. 实验结果与分析经过实验,我们成功地利用PLC技术设计和实现了交通信号灯控制系统。
在不同情况下,系统能够有效地控制交通信号灯,提高交通效率,确保交通安全。
实验数据显示,PLC控制交通信号灯的响应速度快,稳定性好,具有较高的可靠性和灵活性。
因此,PLC技术在交通信号灯控制中具有广阔的应用前景。
6. 结论本实验验证了PLC技术在交通信号灯控制中的可行性和效果,为城市交通管理提供了新的解决方案。
PLC控制交通信号灯能够有效地提高交通效率,确保交通安全,具有较高的可靠性和灵活性。
交通灯控制器实习报告
实习报告一、实习内容本次实习的主要内容是交通灯控制器的制作与调试。
实习过程中,我们学习了交通灯控制系统的原理,了解了交通灯控制器的设计方法,并亲自动手制作和调试了交通灯控制器。
二、实习过程在实习的第一阶段,我们首先学习了交通灯控制系统的原理。
交通灯控制系统主要由控制器、定时器、译码器和信号灯组成。
控制器负责控制整个系统的运行,定时器用于控制信号灯的亮灭时间,译码器负责将控制器的输出信号转换为信号灯的控制信号,信号灯则根据控制信号的变化显示不同的颜色。
在实习的第二阶段,我们学习了交通灯控制器的设计方法。
我们以一个简单的交通灯控制系统为例,设计了控制器的电路图,并选择了合适的集成电路和元器件。
在设计过程中,我们学习了如何根据系统的功能需求和性能要求,选择合适的集成电路和元器件,并绘制出电路图。
在实习的第三阶段,我们亲自动手制作和调试了交通灯控制器。
我们按照设计好的电路图,用集成电路和元器件组装成了交通灯控制器,并进行了调试。
在调试过程中,我们通过改变定时器的设置,实现了信号灯的亮灭时间和黄灯的闪烁时间的控制。
三、实习收获通过本次实习,我深入了解了交通灯控制系统的原理和工作过程,学会了交通灯控制器的设计方法,提高了动手能力和实际操作技能。
同时,我也认识到了交通灯控制器在实际应用中的重要性,对城市交通管理有了更深刻的认识。
四、实习反思在实习过程中,我发现自己在交通灯控制器的设计和调试方面还存在一些问题。
例如,我在设计控制器电路图时,没有充分考虑到系统的稳定性和可靠性,导致在实际操作中出现了一些问题。
此外,我在调试过程中,也没有及时发现问题所在,导致调试时间较长。
针对这些问题,我认为我在今后的学习和工作中,需要加强对理论知识的学习,提高自己的动手能力,同时也要注重实际操作中的问题排查,提高工作效率。
总的来说,本次实习是一次非常有意义的经历,我从中受益匪浅。
我将把在实习中学到的知识和技能,应用到今后的学习和工作中,为我国的交通管理事业做出自己的贡献。
交通信号灯的plc控制实验报告
交通信号灯的plc控制实验报告交通信号灯的PLC控制实验报告摘要:本实验旨在通过PLC控制交通信号灯的变换,以实现交通流量的优化和交通事故的减少。
通过对PLC编程的学习和实践,我们成功地设计了一个基于PLC的交通信号灯控制系统,并进行了相应的实验验证。
1. 引言交通信号灯是城市道路交通管理的重要组成部分,它通过不同颜色的信号灯指示车辆和行人的通行情况。
传统的交通信号灯控制方式往往由定时器控制,无法根据实际交通情况进行灵活调整,容易造成交通拥堵和事故。
而PLC作为一种可编程控制器,具有灵活性强、可靠性高的特点,可以实现对交通信号灯的智能控制。
2. 实验目的本实验的主要目的是设计一个基于PLC的交通信号灯控制系统,实现对交通流量的优化和交通事故的减少。
通过实验验证PLC在交通信号灯控制方面的应用效果,并对实验结果进行分析和总结。
3. 实验装置和方法本实验所使用的装置包括PLC控制器、交通信号灯模型和传感器。
首先,我们根据实际交通场景设计了交通信号灯的控制逻辑,并使用PLC编程软件进行程序设计。
然后,将PLC控制器与交通信号灯模型和传感器连接,进行实验验证。
4. 实验结果和分析在实验过程中,我们通过改变交通信号灯的控制逻辑,模拟不同交通流量情况下的信号灯变换。
通过观察和记录交通流量、通行时间等数据,我们发现PLC控制下的交通信号灯能够更加准确地根据实际情况进行调整,提高交通效率。
同时,我们还进行了多组实验对比,验证了PLC控制相较于传统定时器控制的优势。
5. 实验总结通过本次实验,我们深入了解了PLC在交通信号灯控制方面的应用。
PLC控制可以根据实际交通情况进行智能调整,提高交通效率,减少交通事故的发生。
然而,我们也发现在实际应用中,PLC控制系统的可靠性和稳定性仍然存在一定的挑战,需要进一步的研究和改进。
6. 展望未来,我们将继续研究和改进基于PLC的交通信号灯控制系统。
我们希望能够进一步提高系统的可靠性和稳定性,实现更加智能化和精准化的交通信号灯控制。
交通信号灯实训报告
一、实训背景随着城市化进程的加快,交通流量日益增大,交通信号灯在维持交通秩序、提高道路通行效率方面发挥着至关重要的作用。
为了让学生深入了解交通信号灯的原理、设计及实际应用,提高学生的实践能力和创新意识,我们开展了交通信号灯实训。
二、实训目的1. 掌握交通信号灯的基本原理和组成。
2. 学会交通信号灯控制系统的电路设计。
3. 熟悉交通信号灯控制系统的编程与调试。
4. 提高学生的团队合作能力和创新能力。
三、实训内容1. 交通信号灯基本原理与组成交通信号灯系统主要由信号灯、控制器、传感器、通信模块等组成。
信号灯包括红灯、绿灯、黄灯,分别代表停车、通行、警示。
控制器负责根据传感器采集到的信息,控制信号灯的变换。
传感器用于检测交通流量、行人流量等信息。
通信模块负责信号灯与其他设备之间的信息交换。
2. 交通信号灯控制系统电路设计本实训采用51单片机作为主控单元,通过编程实现交通信号灯的控制。
电路设计主要包括以下几个方面:- 单片机电路:包括单片机、晶振、复位电路等。
- 信号灯驱动电路:采用74HC245芯片驱动数码管,实现信号灯的亮灭控制。
- 传感器电路:采用红外传感器检测车辆和行人流量。
- 通信模块电路:采用无线通信模块实现信号灯与其他设备之间的信息交换。
3. 交通信号灯控制系统的编程与调试本实训采用C语言进行编程,主要完成以下功能:- 读取传感器数据,根据交通流量调整信号灯变换时间。
- 控制信号灯的变换,实现红、黄、绿的顺序显示。
- 实现紧急模式,特种车辆优先通行或交通事故应急处理。
编程过程中,需要注意以下几个方面:- 代码结构清晰,便于阅读和维护。
- 优化算法,提高程序运行效率。
- 调试程序,确保程序正常运行。
4. 交通信号灯控制系统的测试与评估完成编程后,对交通信号灯控制系统进行测试。
测试内容包括:- 信号灯变换时间是否合理。
- 传感器数据采集是否准确。
- 紧急模式是否能够正常启动。
根据测试结果,对系统进行优化和改进。
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交通信号灯控制器一、设计任务及要求 (2)二、总体方案设计以及系统原理框图 (2)2.1、设计思路 (2)2.2、各模块相应的功能 (2)2.3、系统原理图 (3)三、单元电路设计 (3)3.1、车辆检测电路 (3)3.2、主控电路 (4)3.3、灯控电路 (5)3.4、计时控制电路 (6)3.5、计时显示电路 (6)3.6、反馈控制电路 (7)3.7、置数电路 (7)3.8、时基电路 (7)四、工作原理 (8)五、电路的软件仿真及结果分析 (8)5.1、时基电路(555接成的多谐振荡器)的电路图以及波形的显示 (8)5.2、结果分析 (10)六、电路的组装调试 (10)6.1、使用的主要仪器和仪表 (10)6.2、调试电路的方法和技巧 (10)6.3、调试中出现的问题、原因和排除方法 (11)七、收获、存在的问题和进一步的改进意见 (11)7.1、存在的问题和进一步的改进意见 (11)7.2、收获以及心得体会 (12)附录一:电路所用元器件 (14)附录二:电路全图 (15)附录三:实际电路图 (16)一、设计任务及要求在一个主干道和支干道汇交叉的十字路口,为了确保车辆行车安全,迅速通行,设计一个交通信号灯控制电路,要求如下:1、用两组红、绿、黄发光二极管作信号灯,分别指示主道和支道的通行状态。
2、通行状态自动交替转换,主道每次通行30秒,支道每次通行20秒,通行交替间隔时为5秒。
3、通行状态转换依照“主道优先”的原则,即:当主道通行30秒后,若支道无车则继续通行;当支道通行20秒后,只有当支道有车且主道无车时才允许继续通行。
(用按键模拟路口是否有车)4、设计计时显示电路,计时方式尽量采用倒计时。
二、总体方案设计以及系统原理框图2.1、设计思路本次设计采用模块划分的方法,每个模块完成一项功能,最后将各个模块连接起来,设计完成后,用Multisim进行仿真,仿真成功后,再去实验室焊接调试。
2.2、各模块相应的功能(1)车辆检测电路:用来显示主路支路车辆的四种情况。
(2)主控电路:该电路为一个时序逻辑电路,根据车辆的情况实现灯的状态转换。
(3)灯控电路:用来控制灯的四种状态。
(4)计时控制电路:实现时间的倒计时。
(5)计时显示电路:显示时间。
(6)反馈控制电路:为灯的状态转换提供一个触发信号。
(7)置数电路:为每种情况设置应有的时间。
(8)时基电路:为计时控制电路提供触发信号。
2.3、系统原理图三、 单元电路设计3.1、车辆检测电路主路支路车辆总共有四种情况,分别是:主路支路都没车,主路没车支路有车,主路有车支路没车,主路支路都有车;用两个状态变量1X 、2X 可以表示这四种情况,1X 表示主路车辆,且11X =表示主路有车,10X =表示主路没车,2X 表示支路车辆,且21X =表示支路有车,20X =表示支路没车。
选用器材:两个按键开关,这次我们设计的电路中,按键按下表示有车,按键没按表示没车。
主干道 支干道 交通灯控制电路原理框图3.2、主控电路(1) 状态选择主路支路灯亮灭的情况总共有四种情况,分别是主绿支红,主黄支红,主红支绿,主红支黄,可以用两个状态变量1Q 、2Q 来表示这四种情况。
(2) 状态转换图12X X(3) 状态化简总的卡诺图*1Q通过上图可化简得:*''11212Q Q Q Q Q =+*2Q通过上图可化简得:*'''''2212112212Q X Q Q X Q Q X Q Q =++(4) 根据上述化简结果,选择双JK 触发器CD4027。
由JK 触发器特性方程:*''Q JQ K Q =+可得:1212J Q K Q == ''2211212()1J X Q X X Q K =++=3.3、灯控电路(1) 真值表分别用G 、Y 、R 来表示主路的绿灯、黄灯、红灯,用g 、y 、r 来表示支路绿灯、黄灯、红灯,且都是值为1表示灯亮,为0表示灯不亮。
(2) 逻辑表达式由上述真值表,通过化简可得各自的逻辑表达式如下:''12'121G Q Q Y Q Q R Q ==='1212'1g Q Q y Q Q r Q ===(3) 器材选用选用六个发光二极管,所选的发光二极管的电压为1.5V 左右,电流为3~5mA ,而输出的高电平为5V ,为了保护二极管,并且防止电平偏移,所以在每个二极管前面都必须加限流电阻,经过计算,电阻可在0.7~1.17kΩ之间,本次设计中我们选用6个1kΩ电阻。
3.4、计时控制电路因为本次实验采用倒计时,所以必须选用有减法计数功能的芯片,而且实验中计数最大可达到30,因此选用两个CD40192同步十进制加减计数器,将两个芯片采用串联接法,即一个芯片(控制低位的数字)的借位端接至另一个芯片(控制高位的数字)的减计数时钟输入端,可得100进制减法计数器,并且将芯片(控制高位的数字)的借位输出端接至两个芯片的置数端(低电平有效),通过置数电路,即可将计数器置成相应的数字。
3.5、计时显示电路选用两个共阴极七段数码管来显示时间,并且选用两个CD4511译码器作为驱动芯片。
因为数码管也是发光二极管组成,因此接至数码管之前必须得接限流电阻,为保证数码管稳定工作且有足够的亮度,本实验选用14个510Ω的电阻。
3.6、反馈控制电路为了使灯可以顺利转换状态,必须给JK 触发器在适当的时候接触发信号,而灯转换状态的时刻也就是数码管显示00的时刻,也即CD40192持续置零的时刻,此时CD40192高位的借位输出端呈现高低电平交替输出的状态,它正好可以作为JK 触发器的触发信号,从而完成了从计时控制电路向主控电路的反馈。
3.7、置数电路(1) 真值表在主控电路状态转换时,需要通过此时灯的状态和下一时刻灯的状态来决定计数器的置数情况;分别用DCBA 来表示高位的各位数,用dcba 来表示低位的各位数。
(2) 逻辑表达式根据上述的真值表,通过化简,可得:2120D C B Q A Q Q ===='220d b c a Q J ====3.8、时基电路(1) 选用555构成多谐振荡器,为计时控制电路提供触发信号。
(2) 周期计算周期公式:121(2)ln 2T R R C =+ 本次实验选用1100C F μ=,11R k =Ω;1T s =211111()(1) 6.752ln 221000.69T sR R k k C F μ∴=-≈-Ω≈Ω⨯∴选R 2=6.8kΩ.除此而外还得选用10nF 的电容,使555的5号管脚通过它接地。
四、工作原理交通信号灯控制器由车辆检测电路、主控电路、灯控电路、计时控制电路、计时显示电路、反馈控制电路、置数电路、时基电路等模块组成。
主控电路根据车辆检测电路传达来的车辆情况来设置灯的转换状态,再由灯控电路实现灯状态的显示;时基电路为计时控制电路提供CLK 触发信号,计时控制电路用来实现时间的倒计时,再通过计时显示电路在数码管中显示具体的时间;计时控制电路通过反馈控制电路为主控电路提供CLK 触发信号,使主控电路可以顺利完成灯状态的转换,而主控电路又通过置数电路为计时控制电路设置每种状态倒计时的时间;每个模块相互联系相互制约,协调工作从而实现了交通信号灯的控制。
五、电路的软件仿真及结果分析5.1、时基电路(555接成的多谐振荡器)的电路图以及波形的显示电路图波形图(为了便于观察,仿真中将频率放大100倍)5.2、结果分析(1)主路支路均有车此种情况下为正常情况,主路支路交替运行,数码管交替显示30、05、20、05,信号灯也按主绿支红、主黄支红、主红支绿、主红支黄等状态交替显示。
(2)主路有车支路没车若之前为支路在运行,结束后数码管显示05、30、00,最后就停留在00,信号灯最后停留在主绿支红的状态。
若之前为主路在运行,结束后数码管就停留在00,信号灯也停留在主绿支红的状态。
(3)主路没车支路有车若之前为支路在运行,结束后数码管直接停留在00,信号灯停留在主红支绿的状态。
若之前为主路在运行,结束后数码管显示05、20、00,最后停留在00,信号灯也保持主红支绿的状态不变。
(4)主路支路都没车若之前为支路在运行,结束后数码管显示05、30、00,最后就停留在00,信号灯最后停留在主绿支红的状态。
若之前为主路在运行,结束后数码管就停留在00,信号灯也停留在主绿支红的状态。
六、电路的组装调试6.1、使用的主要仪器和仪表稳压电源,数字万用表,示波器。
6.2、调试电路的方法和技巧将电路接通电源,出现异常现象后,根据现象,利用真值表或是逻辑表达式判断可能是哪个芯片的哪个管脚出现了问题,然后再用万用表测管脚电压等方法一个个排除,最后找到问题的原因所在。
6.3、调试中出现的问题、原因和排除方法(1)接通电源后,数码管停留在88,并不计数,数码管不计数,我们首先想到的是555接错了,检查电路确认正确后,接通了示波器,在示波器上我们看到了方波,明显这个错误不是555的问题;接着我们分析和数码管有直接联系的是CD4511译码器,数码管停留在88,即数码管各二极管全亮了,我们先想到的是LT灯测试端,它为零时数码管全亮,经过检查电路后,发现它接的是高电平,从而排除了这个原因;我们继续检查CD4511的各个管脚的连接情况,发现16管脚没有接电源,8管脚没有接地,这个芯片根本不工作,我们将8、16管脚接好后,发现计数器开始计数了。
(2)接通电源后,六灯齐亮,既然是灯的状态出现了异常,很自然地我们在主控电路上找问题,主要是检查CD4027双JK触发器是否接错或是漏接,经过排查后确认并没有接错,不过置0端Rd和置1端Sd没有接,因为在本电路设计中跟它们没有直接关系,所以我们忽略了对它们的处理;我们又经过分析得到,六灯齐亮,根据逻辑表达式可得,此种情况只能是''11221Q Q Q Q====,而这种情况在JK触发器的正常状态下根本不存在,于是我们进一步确定了这个问题跟置0端Rd和置1端Sd有关,所以将它们均接地,接通电源后灯按照既定的状态正常显示了。
七、收获、存在的问题和进一步的改进意见7.1、存在的问题和进一步的改进意见虽然这次设计完成了所要求的任务,但是还有以下几点可以做进一步修改:(1)当遇到紧急情况时,主路和支路均亮红灯;(2)遇紧急情况计时暂停,状态结束后继续;(3)设计主道超声波车辆检测电路,加入模拟电路这一部分的设计;(4)接通电源开始时会出现一些乱码,等计数到00后,才按照正常的状态工作,可以把初始状态设计成正常状况下的一种。
7.2、收获以及心得体会在整个电路的设计制作过程中,我通过自己的亲身经历总结了一下几点:1、整个电路制作过程中的重点部分不是电路的设计,虽然这个是需要大量相关知识储备的,但是,只要是有足够长的时间和足够多的资料,任何一个有一定电子课程学习基础的同学都能设计出一个不错的电路,并实现其功能。