交通灯控制电路设计.doc
交通灯控制电路的设计(实验报告)
交通信号灯控制电路的设计一、设计任务与要求1、任务用红、黄、绿三色发光二极管作为信号灯,设计一个甲乙两条交叉道路上的车辆交替运行,且通行时间都为25s的十字路口交通信号灯,并且由绿灯变为红灯时,黄灯先亮5s,黄灯亮时每秒钟闪亮一次。
2、要求画出电路的组成框图,用中、小规模集成电路进行设计与实现用EAD软件对设计的部分逻辑电路进行仿真,并打印出仿真波形图。
对设计的电路进行组装与调试,最后给出完整的电路图,并写出设计性实验报告。
二、设计原理和系统框图(一)设计原理1、分析系统的逻辑功能,画出其框图交通信号灯控制系统的原理框图如图2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。
秒脉冲信号发生器是该系统中定时器和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1 交通灯控制电路设计框图图中:Tl:表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25s,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5s。
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。
它一方面控制定时器开始下一个工作状态的定时,另一方面控制着交通信号灯状态转换。
2、画出交通信号灯控制器ASM图(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。
交通灯控制电路综合设计实验
放风筝小学生二年级作文7篇放风筝是清明时节人们所喜爱的一项活动,此时的气候风向也非常适宜放风筝。
下面是小编为大家整理的放风筝小学生二年级作文7篇,仅供参考,欢迎大家阅读借鉴。
放风筝小学生二年级作文1星期天下午,阳光明媚,微风吹拂,天气格外温暖,我的心情也很好,因为叔叔要带我去放风筝。
我和叔叔一路走一路说笑着,不知不觉就来到了广场。
广场上的人可真多呀!很多人都在放风筝。
天上的风筝一个比一个飞得高,像鸟儿一样在空中自由地盘旋。
看着一个个高高飞起的风筝,我的心痒痒的,已经有些迫不及待了。
我是第一次放风筝,所以需要身为高手的叔叔示范一次。
只见叔叔拉着风筝线边跑边慢慢放线,不一会儿,风筝便高高地飞了起来。
看着叔叔的示范,我觉得我会放风筝了。
于是,我学着叔叔的样子慢慢放线。
因为我总站在原地,风一停,风筝就会掉下来。
这时,叔叔对我喊:“跑,跑起来!”听了这话,我立马在广场上跑起来,风筝果然如叔叔说的那样飞了起来。
但是广场上放风筝的人太多了,我一放开跑,风筝线就和别人的风筝线缠在一起。
叔叔赶紧过来帮我解开风筝线,并教了几种方法避开别的风筝。
我又重新开始放,这次很顺利,风筝飞得很高。
我仰望我的风筝,它像鸟儿一样在湛蓝的天空中飞翔,和其他风筝一起,让这场空中舞会变得热闹非凡。
望着天空飞舞的风筝,我不禁想到,有时我们就像那风筝,总想飞得更高更远,可总被拿着风筝线的父母紧紧拽着,可换个角度想,没有了父母的帮助,我们怎会高高飞起?放风筝小学生二年级作文2星期天下午,秋高气爽,微风习习,我兴高采烈地和妈妈去太子山公园放风筝我的风筝是金鱼形状的,它有一双圆溜溜的眼睛、淡蓝色的鱼鳞、金色的脑袋和金黄色的尾巴,非常惹人喜爱!我们来到太子山公园,看道人们三个一群五个一伙的在放风筝。
天上无颜六色、形态各异的风筝让人眼花缭乱,有展翅高飞的老鹰,有精美别致的脸谱,有喜气洋洋的猪八戒,还有拖着长长尾巴的蜻蜓……我一边欣赏,一边和妈妈找了一个空旷的地方放风筝。
交通灯控制电路设计
交通灯控制电路设计由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口,为确保车辆安全、迅速地通行,在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。
红灯亮禁止通行;绿灯亮允许通行;黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。
实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。
一、设计目的1.掌握交通灯控制电路的设计、组装与调试方法。
2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。
二、设计任务与要求1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。
2.当主干道允许通行亮绿灯时,支干道亮红灯,而支干道允许亮绿灯时,主干道亮红灯。
3.主支干道交替允许通行,主干道每次放行30s、支干道20s。
设计30s和20s 计时显示电路。
4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,要亮5s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,设置5s计时显示电路。
三、交通灯控制电路基本原理及电路设计实现上述任务的控制器整体结构如图4-2-4主干道信号灯支干道信号灯译码驱动电路主控制器时传钟感信器号计时器图4-2-4交通灯控制器结构图1(主控制器主控电路是本课题的核心,它的输入信号来自车辆的检测信号和30s、20s、5s 三个定时信号,它的输出一方面经译码后分别控制主干道和支干道的三个信号灯,另一方面控制定时电路启动。
主控电路属于时序逻辑电路,可采用状态机的方法进行设计。
主控电路的输入信号有:主干道有车A,1,无车A,0;支干道有车B,1,无车B,0;主干道有车过30s为L,1,未过30s为L=0;支干道有车过20s为S,1,未过20s为S,0;黄灯亮过5s为P,1,未过5s为P,0。
主干道和支干道各自的三种灯(红、黄、绿),正常工作时,只有4种可能,即4种状态:主绿灯和支红等亮,主干道通行,启动30s定时器,状态为S; 0主黄灯和支红灯亮,主干道停车,启动5s定时器,状态为S; 1主红灯和支绿灯亮,支干道通行,启动20s定时器,状态为S; 2主红灯和支黄灯亮,支干道停车,启动5s定时器,状态为S。
交通灯控制电路图
•一 控制要求
(1)有夜间和白天两种模式。开关S1合上为白天模式,断开为夜间模式。
(2)白天模式时,指示灯L1亮。夜间模式,指示灯L2亮。
(3)夜间模式下,黄色灯以1s的周期闪烁。
(4)白天模式下,交通灯按以下方案工作。
首先南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮。
南北方向
红灯
灭15s
亮20s
黄灯
灭13s
亮2s
Y7
EWG
东西绿灯
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三 IO接线图
•
•
•
•
•Hale Waihona Puke ••••
•
•
•
•
四 程序设计
灭20s
绿灯
亮10s
闪3s
灭22s
东西方向
红灯
亮15s
灭20s
黄灯
灭33s
亮2s
绿灯
灭15s
亮15s
闪3s
灭2s
•
二 地址分配
输入地址
输入信号
功能
输出地址
输出信号
功能
X0
S1
选择开关
Y0
L1
白天模式
Y1
L2
夜间模式
Y2
SNR
南北红灯
Y3
SNY
南北黄灯
Y4
SNG
南北绿灯
Y5
EWR
东西红灯
Y6
EWY
东西黄灯
简易交通灯控制电路的设计
简易交通灯控制电路的设计交通灯控制电路是现代城市交通管理的重要组成部分,其设计方案的合理性和可靠性对保障人民出行的安全和畅通至关重要。
在本文中,我将介绍一个简单的交通灯控制电路的设计方案,涉及到所需材料、电路设计、电路连接和电路测试等方面,旨在提供一种可行的设计思路及实现方法。
一、所需材料1. PCB板2. AT89C2051单片机3. LCD12864液晶显示屏4. DS1302时钟模块5. 7段LED数码管6. 红绿黄LED发光二极管7. 继电器8. 12V电源适配器9. 74HC595芯片10. 电容、电阻、连接线等二、电路设计本次交通灯控制电路采用单片机AT89C2051作为控制核心,通过LCD12864液晶显示屏展示交通灯状态,并且控制红绿黄三色LED灯。
还采用DS1302时钟模块来实现交通灯的定时控制,以确保交通灯的安全和准确性。
具体的电路设计如下:1.电源模块本电路采用12V电源适配器作为供电来源,将电源接入100uf电解电容并接入AT89C2051芯片VCC引脚,以确保芯片工作电压稳定。
2.时钟模块DS1302时钟模块通过连接到P1.0、P1.1和P1.2引脚来实现对交通灯的定时控制。
还需将时钟模块的CLK、DIO和RST引脚分别连接到AT89C2051芯片的P1.4、P1.5和P1.6引脚来实现数据传输和控制信号输出。
3.LCD显示模块将LCD显示屏的RS、RW和E引脚连接到AT89C2051芯片的P3.0、P3.2和P3.1引脚,将LCD数据引脚DB0-DB7连接到AT89C2051芯片的P2.0-P2.7引脚,以在交通灯控制过程中显示交通灯状态。
4.7段LED数码管模块将74HC595芯片、CD4511译码器和7段LED数码管连接在一起,将74HC595芯片的SER、SRCLK和RCLK引脚连接到AT89C2051芯片的P1.7、P1.5和P1.6,将CD4511译码器的A、B、C、D和O引脚分别连接到74HC595芯片的Q0-Q3和74HC595芯片的Q4引脚,将7段LED数码管的公阴极连接到CD4511译码器的O引脚,在交通灯控制过程中实现倒计时显示。
毕业设计96交通灯控制电路设计共12页
目录任务书 (2)1、引言 (3)2、总体设计方案 (3)2.1、基本电路组成 (3)2.2、信号灯转换器 (3)3、单元电路设计与原理 (4)3.1.主控电路 (4)3.1.1 原理 (4)3. 1.2 原器件的选择及参数 (5)3.1.3 电路接法 (5)3.2.主干道计时电路 (6)3.2.1 原理 (6)3.2.2 原器件的选择及参数 (6)3.2.3 电路接法 (6)3.3 支干道计时电路 (7)3.3.1 原理 (7)3.3.2 原器件的选择及参数 (7)3.3.3 电路接法 (8)3.3.4 黄灯闪烁控制 (10)4 课程设计总结 (10)5 参考文献 (10)6电路原理图…………………………………………………………(另附)电工电子技术课程设计任务书1. 引言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系统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道路,在高速道路建设完成的初期,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与普通道路耦合处交通状况的制约。
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、城区同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。
为此,笔者进行了深入的研究,以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。
2. 总体设计方案2.1、基本电路组成交通灯控制系统的原理框图如图1-1所示。
交通灯控制电路+数电课程设计+数字电路课程设计
——交通灯控制电路系别:电气工程系专业:自动化班级:07级3班姓名:学号:J******** ****:***目录第一章:序言 (2)第二章:设计任务书 (2)第三章:电路组成和工作原理 (4)第四章:设计步骤及方法 (7)第五章:总结 (10)第七章:参考文献 (10)第一章序言随着社会的飞速发展,城市交通问题日益凸显严重,尤其在城市街道的十字叉路口,频繁发生交通问题,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。
其中红灯亮,表示道路禁止通行;黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行,已经过停车线的的车辆继续通行;绿灯亮表示道路允许通行。
交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。
交通灯通过的状态转换,指挥车辆行人通行,保证车辆行人的安全,实现十字路口交通管理自动化。
第二章设计任务书一、设计题目:交通灯控制电路二、技术内容及要求:1、设计任务、设计任务设计一个十字路口的交通信号灯控制器,控制A、B两条交叉道路上的车辆通行,具体要求如下:叉道路上的车辆通行,具体要求如下:a)每条道路设一组信号灯,每组信号灯由红、黄、绿3个灯组成,绿灯表示允许通行,红灯表示禁止通行,黄灯表示该车道上已通过停车线的车辆继续通行,未过停车线的车辆停止通行。
的车辆停止通行。
b)每条道路上每次通行的时间为25s. c)每次变换通行车道之前,要求黄灯先亮5s,才能改变换车道。
道。
d)黄灯亮时,要求每秒钟闪烁一次。
黄灯亮时,要求每秒钟闪烁一次。
2、设计目的、设计目的通过本设计熟悉用中规模集成电路进行时序逻辑电路和组合逻辑电路设计的方法,掌握简单数字控制器的设计方法。
辑电路设计的方法,掌握简单数字控制器的设计方法。
三、给定条件及器件四、设计内容1.电路各部分的组成和工作原理。
电路各部分的组成和工作原理。
2.元器件的选取及其电路逻辑图和功能。
元器件的选取及其电路逻辑图和功能。
3.电路各部分的调试方法。
《EDA技术及应用》交通灯控制电路的设计
《EDA技术及应用》交通灯控制电路的设计1 系统设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务1、用4个八段数码管分别显示道路东西和南北通行和禁止的倒计时时间。
2、能设置道路东西和南北两侧通行和禁止的倒计时时间,最大设置时间为99秒,最小设置时间为1秒。
3、交通灯用红、绿、黄三种发光二极管(LED)显示控制的结果。
4、红、绿、黄灯显示的次序应符合实际交通道路控制的要求。
5、其它功能。
1.1.2性能指标要求设计一个交通控制器,用LED 显示灯表示交通状态,并以8 段数码显示器显示当前状态剩余秒数南北方向绿灯亮时,东西方向红灯亮;反之亦然,二者交替允许通行,南北方向每次放行99s,东西方向每次放行99s,南北红绿灯始终比东西红绿灯快3s。
每次由绿灯变为红灯的过程中,亮光的黄灯作为过渡,黄灯的时间为3s。
因为开发板没有绿黄灯,所以用两组三个led灯替代显示红黄绿灯。
南北方向与东西方向各用两个8位数码管显示倒计时,并且能实现总体清零功能,计数器由初始状态开始计数,对应状态的显示灯亮。
1.2 设计思路及设计框图1.2.1设计思路本次设计是针对十字路口,进行南北和东西直行情况下交通灯控制。
设定东西方向为主干道方向,根据交通灯的亮的规则,在初始状态下两个方向的都为红灯亮启,进入正常工作状态后,当南北方向红绿灯上绿灯亮时,东西方向红绿灯上红灯亮,各方向最后倒计时3s时,南北方向红绿灯和东西方向红绿灯上的代表黄灯的led灯亮启,持续3S后,南北方向红绿灯上红灯亮启,东西方向红绿灯上绿灯亮启持续99s,之后南北方向和东西方向上的黄灯都亮启3s,一个循环完成,循环往复的直行这个过程。
1.2.2总体设计框图根据任务需求,总体设计有:分频器模块、控制器模块、倒计时模块、红绿灯显示模块、码模块和译码显示模块如下图所示:2 各个模块程序的设计led红绿灯显示:module led(clk,led,N,D,cout,zt);input clk;input [6:0] N;input [6:0] D;output reg [5:0] led;output reg [1:0] zt;output reg [6:0] cout;always@(posedge clk)begincout=cout+1;if(cout<N-3)led=6'b100001;//南北绿灯,东西红灯else if(cout>N-3&&cout<N)led=6'b100010;//南北黄灯,东西红灯else if(cout>N&&cout<D+N-3)led=6'b001100;//南北红灯,东西绿灯else if(cout>N+D-3&&cout<N+D)led=6'b010100;//南北红灯,东西黄灯else if(cout==N+D)cout=0;if(cout<N-4)zt=0;else if(cout>N-4&&cout<N-1)zt=1;else if(cout>N-1&&cout<D+N-4)zt=2;else if(cout>D+N-4&&cout<N+D-1)zt=3;endEndmodule分频器:module div(clk,clkout);input clk;output reg clkout;Parameter CNT_MAX =50_000_000;//1s->1hz(50_000_000/1),0.5s->2hz(50_000_000/2=25_000_000) //parameter CNT_MAX = 1; //for simulationreg [25:0] cnt;always @ (posedge clk)if (cnt < CNT_MAX - 1'b1)cnt <= cnt + 1'b1;elsecnt <= 26'd0;always @(posedge clk)if(cnt == CNT_MAX - 1'b1)clkout=1'b1;elseclkout=1'b0; Endmodule调时控制:module ts(s,N,D,mode);input [1:0] s;input mode;output [6:0] N;output [6:0] D;j u1(.s(s[0]),.q(N),.mode(mode));j u2(.s(s[1]),.q(D),.mode(mode));Endmodule倒计时计数:module seg(clk,N,D,cout,zt,fs1,fs2); input clk;input [6:0] N;input [6:0] D;input [6:0] cout;input [1:0] zt;output reg [6:0] fs1;output reg [6:0] fs2;always@(posedge clk)case(zt)2'b00:begin fs1=N-cout-4; fs2=N-cout-1;end2'b01:begin fs1=N+D-cout-1; fs2=N-cout-1;end2'b10:begin fs1=N+D-cout-1; fs2=N+D-4-cout;end2'b11:begin fs1=N+D-cout-1; fs2=2*N+D-cout-1;endendcaseEndmodule计时输出:module j(s,q,mode);input s,mode;output reg [6:0] q;initialq=15;//初始从15开始启动always@(posedge s)if(mode)q=q+1;elseq=q-1;Endmodule数码管调用:// Module Function:数码管的译码模块初始化module segment7 (seg_datin,seg_led,en);input [3:0] seg_datin; //数码管需要显示0~f共16个数字,所以需要4位数据输入端 input en; //数码管使能端output [7:0] seg_led; //在DE10-Standard上控制一个数码管需要7个信号MSB~LSB=DP、G、F、E、D、C、B、Areg [7:0] seg [15:0]; //定义了一个reg型的数组变量,相当于一个16*8的存储器,存储器一共有16个数,每个数有8位宽initial //在过程块中只能给reg型变量赋值,Verilog中有两种过程块always和initial//initial和always不同,其中语句只执行一次beginseg[0] = ~(8'h3f) ; //对存储器中第一个数赋值8'b0011_1111,7段显示数字 0 seg[1] = ~(8'h06); //7段显示数字 1seg[2] = ~(8'h5b); //7段显示数字 2seg[3] = ~(8'h4f); //7段显示数字 3seg[4] = ~(8'h66); //7段显示数字 4seg[5] = ~(8'h6d); //7段显示数字 5seg[6] = ~(8'h7d); //7段显示数字 6seg[7] = ~(8'h07); //7段显示数字 7seg[8] = ~(8'h7f); //7段显示数字 8seg[9] = ~(8'h6f); //7段显示数字 9seg[10] = ~(8'h77); //7段显示数字 aseg[11] = ~(8'h7c); //7段显示数字 bseg[12] = ~(8'h39); //7段显示数字 cseg[13] = ~(8'h5e); //7段显示数字 dseg[14] = ~(8'h79); //7段显示数字 eseg[15] = ~(8'h71); //7段显示数字 fendassign seg_led = en?seg[seg_datin]:8'hff; //连续赋值,输入不同四位数,输出对于译码的8位输出,共阴数码管取反。
交通灯控制电路的设计
注:0表示灯灭,1表示灯亮。
3、扩展功能能够用倒计时计数及显示模块,实现有效状态下交通灯的持续亮的时间,且用数码管显示,方便行人。
二、总体方案设计方案:用时间控制交通灯的状态转换1、原理本方案的主要思想是用时间控制交通灯状态的转换,时间变化是有规律的。
先南北直行红灯亮,而后黄灯亮3秒,再直行绿灯亮27秒,黄灯亮3秒;然后南北转弯绿灯亮,黄灯亮,南北交通灯都亮红灯;东西交通灯以同样规律变化。
(1)每次绿灯变红灯时,要求黄灯先亮3秒,黄灯亮时,绿灯灭。
(2)要求在绿灯亮(通行时间内)和红灯亮(禁止通行时间内)时均有倒计时显示。
所以基本符合现实功能,能够指挥车辆在十字路口完成左转和不同路口的直行。
2、基本功能、扩展功能分析考虑交通灯的功能,一个十字路口至少需8组交通灯:东西南北各两组,一组指挥转弯,一组指挥直行。
而设计的关键是控制交通灯的亮灭。
考虑南北、东西方向灯的亮灭规律相同,故可以考虑用四组交通灯来模拟实际的八组交通灯:东西两组灯,南北两组灯,分别用来指示转弯和直行。
可用计数器控制时间,在不同的时间显示不同的灯。
根据设计分析,可以采用如下方案实现交通灯显示:通过计数来计时,不同的时间输出不同的使能信号,使各方向的不同交通灯显示不同的颜色。
夜间车少需交通灯,则红灯、绿灯灭,黄灯闪烁使司机明白前方为十字路口,小心行驶。
倒计时显示需设计不同的倒计时计数器,显示不同方向交通灯的显示时间,通过数码管显示时间,使行人方便。
3、总体方案(1)结构图(2)主要模块交通灯设计主要分以下几个模块:时钟分频模块,交通灯亮灭控制模块,交通灯显示模块,倒计时计数模块,倒计时显示模块。
①时钟分频模块可以将10MHz的信号,用一个二进制计数器,对其进行分频,从而得到适合的频率。
选一个合适的作为时间计数器的扫描信号,另外再选一个作为数码管选通电路的触发信号。
本方案是用一个24位的计数器,倒计时计数的周期比较慢,而数码管比较快所以可以将分得的23位和10位分别给两者作为扫描信号。
交通灯控制电路设计实验(实验报告)
学号 **********东北师范大学2015——2016学年学年小论文学院、系物理学院专业名称电气及其自动化年级 2014级学生姓名伍敏2016年11月1日一.设计背景如今,红绿灯成为管制交通的最有效的手段之一。
作为疏导交通必不可少的工具,已经出现在各个交通路口。
红绿灯的出现有效的减少了交通事故的发生,提高了道路的畅通性。
因此,为了巩固对课堂知识的理解,更进一步了解单片机结构与功能,加强自己的动手实践能力,本人决定用单片机来实现简单模拟交通灯的设计。
二.设计功能1.东西方向车道和南北方向车道上车辆交替运行。
2.路口数码管按秒倒计时显示数字作为提醒。
3.红灯亮表示禁止通行,绿灯亮表示允许通行。
4.数码管显示时间共用,按秒倒计时显示数字作为提醒。
5.黄灯时间和绿灯时间可以进行更改,红灯时间默认为两个时间相加。
三.所需元件1. 74ls1922. 74ls2453. 741384. 7486 四异或门5. 7474双D 触发器6. 发光二极管 12个(红黄绿各3个)7. 电容电阻若干8. 晶振9.导线若干南东西北 交通路口示意图主 干 道四.实验设计部分设计思路五.单元设计电路1.秒信号发生器:本来想选用555定时器实现秒信号产生的额基本功能,因为在课上接触到的比较熟悉,但是由于某些原因,不让使用555定时器,只能够想用32768晶振和CD4060搭配,通过分频实现秒信号发生的功能,而且由于555定时器受到的外界因素影响较大,使用晶振产生的秒信号会更加的稳定。
状态译码电路 输出 电路状态产生电路时间倒计时电路 时间预置电路 南北方向计时东西方向计时秒信号产生电路2.时间预置电路:74LS245:同相三态双向总线收发器,通过G端口的选择,可以选择由A向B发送数据或者是由B向A发送数据。
每个芯片有着八个开关,前四个开关控制的计时的个位数据,后四个开关控制的计时的十位预置数据。
而预置数据具体选择的是哪一个芯片上的数据由G控制,任何时刻两个芯片只有其中的一个能正常传输数据,而另一个不能传输。
交通灯控制电路原理及其设计
根据状态转换表,推出状态方程和转换信号方程:
Qn1 0
Q1n Q0nTL
Q1nQ0n
Q1nQ0nTL
Qn1 1
Q1nQ0nTY
Q1nQ0n
Q1n Q0nTY
ST Q1n Q0nTL Q1nQ0nTY Q1nQ0nTL Q1n Q0nTY
5
交通灯控制电路 位信号,使高位片进行加 1 计数,完成了将 16 进制转换为十进制计数功能。
实现了下列状态转换: Q3Q2Q1Q0 :
在计数器的输出端取状态转换信号 TL、TY。即 TL Q12Q21、TY Q21 实现当绿灯或红灯亮够 25 秒后,TL=1 发出状态转换信号,进入下一个状态;黄 灯亮够 5 秒后 TY=1,进入下一个状态。 3、控制器
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 555 构成的多谐振荡器产生秒脉冲, 定时器由 74LS163 实现,控制器由 74LS153 四选一数据选择器和 74LS74 双 D 触 发器组成,译码电路采用 74LS48 和七段数码管来显示,红黄绿灯显示电路由逻 辑组合电路组成。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。
THR
TRI
CON
GND
C3 0.01µF
555_VIRTUAL
2、定时器 定时器由系统秒脉冲和同步计数器构成,计数器在状态转换信号 ST 作用下
首先清零,然后在时钟脉冲上升沿作用下,计数器从零开始进行加 1 计数,向控 制器提供 5 秒的黄灯定时信号 TY 和 25 秒的红灯或绿灯定时信号 TL
交通灯控制电路原理及其设计
目录一、设计目的及意义 (2)二、设计方案原理与分析 (2)1、分析系统的逻辑功能及其框图 (2)2、交通灯控制器的工作流程 (3)3、总体设计思路 (4)三、模块说明 (4)1、秒脉冲发生器 (5)2、定时器 (5)3、控制器 (6)4、译码电路 (8)四、总系统电路图 (8)五、主要元件管脚及其功能介绍 (9)1、555芯片 (9)2、74LS163 (10)3、74LS153 (11)4、74LS74 (11)5、74LS00 (12)6、7段数码管 (12)六、心得体会及分析 (13)七、附录(参考文献) (14)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 555构成的多谐振荡器产生秒脉冲,定时器由74LS163实现,控制器由74LS153四选一数据选择器和74LS74双D触发器组成,译码电路采用74LS48和七段数码管来显示,红黄绿灯显示电路由逻辑组合电路组成。
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一、设计目的及意义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。
交通灯的颜色有红、黄、绿三种,当红灯亮时,表示该方向道路上的车辆或行人禁止通行;黄灯亮时,表示该方向道路上的行人禁止通行以及未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯亮时,表示该方向道路上的车辆或行人允许通行;交通灯控制电路自动控制十字交叉路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,有序的指挥各种车辆和行人安全通行。
二、设计方案原理与分析1、分析系统的逻辑功能及其框图交通灯控制系统的原理框图如图所示。
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。
秒脉冲信号发生器是系统中定时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,控制器是系统的的主要部分,由它控制定时器和译码器的工作。
交通灯控制电路课程设计
交通灯控制电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握交通灯控制电路的基本原理和电路组成;2. 使学生了解并理解红、黄、绿交通信号灯的时序关系及其在交通控制中的作用;3. 帮助学生掌握基本的电子元件及其在交通灯控制电路中的应用。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计简单的交通灯控制电路的能力;2. 提高学生动手实践能力,学会正确连接和调试交通灯控制电路;3. 培养学生运用图表、流程图等方法分析问题、解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发他们探索科学技术的热情;2. 培养学生的团队协作精神,提高沟通与协作能力;3. 增强学生的交通安全意识,培养他们遵守交通规则的自觉性。
课程性质:本课程属于电子技术实践课程,注重理论联系实际,强调动手实践能力的培养。
学生特点:本课程针对初中年级学生,他们对电子技术有一定的好奇心,动手实践能力强,但理论知识相对薄弱。
教学要求:结合学生特点,采用启发式教学,引导学生主动探究,注重培养学生的实际操作能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 交通灯控制电路原理- 交通信号灯的基本知识:红灯、黄灯、绿灯的功能及时序关系- 电路基本组成部分:电源、开关、信号灯、控制器等2. 电子元件及其应用- 常用电子元件:电阻、电容、二极管、三极管等- 元件在交通灯控制电路中的作用和连接方式3. 交通灯控制电路设计- 电路图绘制:学习如何用电路图表示交通灯控制电路- 电路搭建与调试:动手实践,按照设计要求搭建电路,并进行调试4. 教学进度安排- 第一课时:交通灯控制电路原理及基本组成部分学习- 第二课时:常用电子元件的认识及其在电路中的应用- 第三课时:交通灯控制电路设计及电路图绘制- 第四课时:动手实践,搭建和调试交通灯控制电路5. 教材关联内容- 教科书第四章第二节:交通信号灯控制电路的基本原理- 教科书第五章:常用电子元件及其应用- 教科书第六章:电子电路设计与实践教学内容确保科学性和系统性,结合课程目标,按照教学进度安排,有序开展教学活动。
交通灯逻辑控制电路设计-数字电子技术课程设计
数字电子技术课程设计——交通灯逻辑控制电路设计一、内容摘要:本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。
系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。
系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
实现对交通灯控制。
交通灯是交通安全的关键,已广泛应用于城乡的十字路口,它的有无作为交通安全检查的重要依据,是交通秩序正常进行的有力保障。
为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过,往往都采用自动控制信号灯来进行指挥。
其中红灯(R)亮,表示该条道路禁止通行;黄灯(Y)亮表示停车;绿灯(G)亮表示允许通行。
二、实验目的1.了解交通灯管理的基本工作原理。
2.熟悉8253计数器/定时器、8259A中断控制器和8255A并行接口的工作方式及应用编程。
3.掌握多位LED显示的方法。
三、设计任务和要求实验内容:设计一个用于十字路口的交通灯控制器。
基本要求如下:1、满足图2顺序工作流程。
图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG,东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。
它们的工作方式有些必须是并行进行的,即南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮;南北方向黄灯亮,东西方向红灯亮;南北方向红灯亮,东西方向绿灯亮;南北方向红灯亮,东西方向黄红灯亮。
图2 交通灯顺序工作流程图2、应满足两个方向的工作时序:即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和,南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。
时序工作流程图3所示。
图3中,假设每个单位时间为3秒,则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别15秒、3秒、18秒,一次循环为36秒。
其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和。
图3 交通灯时序工作流程图3、 十字路口要有数字显示,作为时间提示,以便人们更直观地把握时间。
具体为:当某方向绿灯亮时,置显示器为某值,然后以每秒减1计数方式方式工作,直至减到数为“0”,十字路口红、绿灯交换,一次工作循环结束,进入下一步某方向地工作循环。
(完整word版)基于单片机的交通灯控制系统设计
基于89C51的交通灯控制系统设计目录摘要 (1)1.设计任务与要求 (1)2.系统硬件设计 (1)3。
系统软件设计 (4)4. Proteus软件仿真 (5)5.设计心得 (6)6。
参考文献 (7)附录 (7)交通灯控制系统设计摘要自从1858年英国人发明了原始的机械扳手交通灯之后,随后的一百多年里,交通灯改变了交通路况,也在人们日常生活中占据了重要地位,随着人们社会活动日益增加,经济发展,汽车数量急剧增加,城市道路日渐拥挤,交通灯更加显示出了它的功能,使得交通得到有效管制,对于交通疏导,提高道路导通能力,减少交通事故有显著的效果。
近年来,随着科技的飞速发展,电子器件也随之广泛应用,其中单片机也不断深入人民的生活当中.本模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制.从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。
系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。
本模拟系统由单片机硬/软件系统,两位8段数码管和LED灯显示系统等组成,较好的模拟了交通路面的控制。
关键词:交通灯单片机数码管LED灯1。
设计任务与要求东西、南北两干道交于十字路口,各干道有一组红、绿、黄三个指示灯,指挥车辆和行人安全通行。
东西方向为主干道,通行时间为40秒;南北方向为支干道,通行时间为30秒.通行时间最后3秒,绿灯灭,黄灯闪烁,黄灯闪烁完毕变更通行车道.通行时间由数字显示器显示,黄灯3秒闪烁不单另计时。
2.系统硬件设计根据上面的功能要求,硬件系统主要有单片机模块、指示灯模块和倒计时显示模块。
各模块选择如下:(1)单片机模块主控芯片采用AT89C51单片机,其管脚图如图1所示。
图1 AT89C51引脚图AT89C51是AT89C5X系列单片机的典型产品,我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。
交通灯控制电路课程设计
目录摘要: (3)1.设计任务的基本要求 (4)1.1设计任务 (4)1.2基本要求 (4)2.工作原理 (4)2.1设计要求 (4)2.2 整体工作原理 (4)3.电路设计 (5)3.1秒信号产生器 (5)3.2状态控制器设计 (6)3.3状态译码器 (7)3.4定时系统 (9)5.整体原理图 (10)6.元件功能介绍 (10)6.1 CD4029功能介绍 (10)6.2 74LS245功能介绍 (11)6.3 NE555定时器功能介绍 (11)6.4 74LS47的外引线排列图如图6.4.1所示。
(12)6.5 74LS00与非门 (12)6.6 74LS04反相器功能介绍 (13)6.7 74LS192功能介绍 (13)7.元件清单 (14)8.总结: (14)9 参考文献 (15)10 附加交通灯整体原理图原理图 (16)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,设计方法也开始多种多样,从而使交通灯显得更加智能化。
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。
因此,在本次课程设计里,将以传统的设计方法为基础,同时引入了电子设计自动化技术,将模拟信号转化为数字信号,利用了数字逻辑这一强大工具,同时还运用了protel软件和一些数字逻辑器件,来设计了可控制的交通信号灯。
1.设计任务的基本要求1.1设计任务设计一个十字路口交通灯信号控制器,控制车辆安全快速的通过。
1.2基本要求为了确保车辆安全快速的的通行,在十字交叉路口的每个入口处设置红,绿,黄三种信号灯,并安装时间数字时间显示,来达到下列的基本要求:●红灯表示禁止通行,绿灯表示允许通行,黄灯提醒司机把车辆停靠在禁行线以内。
十字路口的红绿黄三色信号交通灯控制电路设计书
十字路口的红绿黄三色信号交通灯控制电路设计书1任务设计书1.1设计任务目的及要求1. 1. 1.设计目的设计一个十字路口的红、绿、黄三色信号交通灯控制电路。
1. 1. 2设计要求(1) 用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。
主干道为东西向,有红、绿、黄三个灯;支干道为南北向,也有红、绿、黄三个灯。
红灯亮禁止通行;绿灯亮允许通行;黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。
(2) 由于主干道车辆较多而支干道车辆较少,所以主干道绿灯时间较长。
当主干道允许通行亮绿灯时,支干道亮红灯。
而支干道允许通行亮绿灯时,主干道亮红灯,两者交替重复。
主干道每次放行60秒,支干道每次放行0秒。
在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,需要亮5秒的黄灯作为过渡,以使行驶中的车辆有时间停靠到禁行线以外。
(3) 能实现总体清零功能。
按下清零键后,系统实现总清零,计数器由初始状态开始计数,对应状态的指示灯亮。
1.2 设计方案及工作原理1.2.1设计方案:方案:用5G555定时器来构成秒信号产生器,J-K触发器74LS112作状态控制器,74168用于提供置数60秒、40秒、5秒,而74245芯片的选通信号由状态控制器的不同控制信号来进行控制。
主干道绿灯持续1分钟,支干道绿灯持续40秒,黄灯持续5秒。
定时译码显示系统必须有一个能自动按不同定时时间来定时的定时器,以便完成这3种不同的持续定时时间。
为此,用两片74LS168级联构成2位2位十进制可预置减法计数器,时间状态由两片74LS48和两只74LS48和两只LED数码管对减法计数器进行译码显示。
预置到减法计数器的定时器的常数通过3片8路双向三态门74LS245来完成。
1.2.2秒脉冲产生电路:产生秒脉冲的电路有多种形式。
图中是用5G555定时器构成的占空比Q=2/3的多谐振荡器。
根据占空比表达式可知:Q=(R1+R2)/(R1+2R2)=2/3得到R1=R2,又由振荡周期表达式可知:T=(R1+2R2)Cln2=1取C=10uF,可得:3R1Cln2=1因此 R1=R2=48k所以选用两只47k与一只1k 电位器串联就得到如图(1-1)所示电路:图1-11.2.3主控制器模块主控制原理如图(1-2)所示东西方向显示器南北方向显示器图(1-2)r(1) 工作状态模块根据设计要求,可以得到十字路口交通灯顺序工作的进程图,依次为S0、S1、S2、S3,可用JK触发器74LS112改成四进制计数器作为主控制器。
单片机课程设计报告书---交通灯控制电路设计
交通灯控制电路设计一、选题背景交通灯控制系统是城市道路管理中极为重要的一个环节,其在加强道路交通管理,减少交通事故的发生,提高道路使用效率等方面具有不可替代的作用。
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制技术日益更新。
本文将介绍一种用单片机作为系统的主控单元,通过单片机嵌入软件程序来实现交通信号灯的多重控制方式,整个系统以STC89C52RC单片机为核心加以晶振电路、复位电路、电源电路构成系统的控制枢纽,系统状态显示系统采用7段LED数码管进行倒计时的现实,红、黄、绿三色LED灯作为信号指示。
系统除基本的交通灯功能外,还具有倒计时、紧急情况处理等功能,较好的模拟实现了十字路口出现的状况。
本系统性能稳定,功能完善,实用性强。
二、方案论证(设计理念)1.主要内容用单片机系统设计十字路口交通灯控制电路,要求东西方向的红、黄、绿灯和南北方向的红、黄、绿灯按照下面的工作时序进行工作,黄灯亮时应为闪烁状态:(1)南北和东西车辆交替进行,各通行时间 24 秒(2)每次绿灯变红灯时,黄灯先闪烁 4 秒,才可以变换运行方向。
(3)十字路口要有数字显示作为时间提示,以倒计时按照时序要求进行显示;具体为:当某方向绿灯亮时,置显示器为某值,然后以每秒减 1 计数方式工作,直至减到数为“0”,十字路口红、绿等交换,一次工作循环结束,而进入下一步某方向的工作循环。
(4)可以手动调整和自动控制,夜间为黄灯闪耀状态2.教学要求选择适当元器件设计单片机外围电路、由单片机系统完成二十四进制倒计时、四进制倒计时、显示及模式切换逻辑控制等;仿真实现各电路功能;搭建、调试电路实现设计要求的功能;掌握复杂数字电路的一般设计方法,具备初步的独立设计能力;掌握对电子线路进行仿真调试的方法和技能;掌握实现电路的实验方法和电路的调试方法。
3.方案设计与选择3.1交通信号控制原理交通信号控制原理是按照一定的控制程序,在交叉路口的每个方向上通过红、黄、绿三色灯循环显示,指挥交通流,在时间上实施隔离。
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百度文库长沙学院电子技术课程设计说明书题目交通灯控制电路设计系( 部) 电子信息与电气工程系专业 ( 班级 ) 电气工程及其自动化姓名龙欣学号B214指导教师张海涛起止日期电子技术课程设计任务书(27)系(部):电子信息与电气工程系专业:电气工程及其自动化指导教师:张海涛课题名称交通灯控制电路设计百度文库由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口,为确保车辆安全、迅速地通行,在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。
红灯亮禁止通行;绿灯亮允许通行;黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。
实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。
设设计要求:1.掌握交通灯控制电路的设计、组装与调试方法。
计2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法,能够运用所学知识设计一定规模的电路。
内设计任务:容1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。
及2.当主干道允许通行亮绿灯时,支干道亮红灯,而支干道允许亮绿灯时,主干道亮红要灯。
求3.主支干道交替允许通行,主干道每次放行30s、支干道20s。
设计 30s 和20s 计时显示电路。
4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,要亮 5s 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,设置5s 计时显示电路。
1、系统整体设计;设2、系统设计及仿真;计3、在 Multisim 或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示;工作 4、提交一份完整的课程设计说明书,包括设计原理、仿真分析、调试过程,量参考文献、设计总结等。
起止日期(或时间量)设计内容(或预期目标)备注进第一天课题介绍,答疑,收集材料第二天设计方案论证度安第三天进行具体设计排第四天进行具体设计第五天编写设计说明书指导老师月教研室年日意见意见年月日长沙学院课程设计鉴定表姓名龙欣学号B214专业电气班级 2设计题目交通灯控制电路设计指导教师张海涛指导教师意见:评定成绩:教师签名:日期:答辩小组意见:评定成绩:答辩小组长签名:日期:教研室意见:最终评定等级:教研室主任签名:日期:说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。
1. 设计内容和要求 (5)设计目的 (5)设计内容 (5)设计要求 (5)2. 设计方案 (5)【2】设计原理 (6)设计方案 (6)基本元器件的选择选择和电路组成 (7)基本元器件的选择 (7)电路组成 (9)12 图软件运行仿真 (12)运行仿真结果【4】 (12)图干道通行状态表 (12)运行结果分析 (13)4.设计心得 (13)参考文献 (14)1.设计内容和要求设计目的随着经济的发展,私家车拥有量增加,城市交通压力增大,拥堵日趋严重,设计交通灯控制电路以缓解交通阻力。
交通灯在交通环境中扮演着角色,指挥着十字路口的车辆和行人井然有序的安全通过,缓解拥堵,减少交通事故的发生。
本文运用数字电路技术知识自行设计一个小型数字系统。
通过系统设计、 Multisim软件仿真、电路调试,掌握小型系统的组装和调试技术,掌握查阅有关资料的技能。
基本任务是设计一个交通灯控制电路小型模拟电子系统。
设计内容由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口,为确保车辆安全、迅速地通行,在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。
红灯亮禁止通行;绿灯亮允许通行;黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。
实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。
设计要求1.掌握交通灯控制电路的设计、组装与调试方法。
2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法,能够运用所学知识设计一定规模的电路。
设计任务:1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。
2.当主干道允许通行亮绿灯时,支干道亮红灯,而支干道允许亮绿灯时,主干道亮红灯。
3.主支干道交替允许通行,主干道每次放行30s、支干道 20s。
设计 30s 和 20s 计时显示电路。
4. 在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,要亮5s 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,设置5s 计时显示电路。
2.设计方案设计原理【2】根据设计要求,允许通行时亮绿灯,主支干道交替允许通行,主干道每次放行30s 、支干道 20s。
在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,要亮5s 的黄灯作为过渡。
即:主干道绿灯亮30 秒后,黄灯亮 5 秒,在这35 秒内,支干道的红灯一直亮着,之后支干道绿灯亮20 秒后,黄灯亮 5 秒,在这 25 秒内,主干道的红灯一直亮着,并依次循环( 如图主干道通行 30秒5s 的黄灯作为过渡停止通行,红灯主干道绿灯亮文本亮25秒5s 的黄灯作为过渡支干道通行文本20s,支干道绿灯亮支干道停止通行35秒,支干道红灯亮图设计方案交通灯控制电路设计主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。
秒脉冲发生器是此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。
定时器TL TV ST秒脉冲发生器主干道信号灯控制器译码器支干道信号灯图TL:表示主干道或支干道绿灯亮的时间间隔,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。
基本元器件的选择选择和电路组成基本元器件的选择(1)信号源 1 个(时钟脉冲源)每隔 1 秒进行倒计时, T=1/f 选择频率为 1Hz 的脉冲源。
如图(74LS163)× 1 片,(74LS138)× 1片,如图图 74LS190 芯片引脚图图 74LS163芯片引脚图图 74LS138芯片引脚图(3)逻辑门: 74LS02D 或非门× 2 个, 74LS08D与门× 7 个,74LS32D 或门× 2 个, 74LS04D 非门× 5 个,74LS20D 四输入与非门× 1 个;( 4)倒计时显示器:四引脚共阴极数码管× 2 个如图图四引脚共阴极数码(5)交通灯 TRAFFIC_LIGHT_SINGLE× 2 个如图图交通灯 TRAFFIC_LIGHT_SINGLE电路组成1.控制器由 74LS163 芯片以及其他的逻辑门构成。
74LS163 芯片与 74LS190 芯片连接采集脉冲信号,进行加计数,并输出逻辑电平信号,控制3-8 译码器,从而控制红绿灯的亮灭。
74lLS163 工作原理:74lLS163 是单时钟同步十六进制计数器,有置零和置数功能,时钟作用在上升沿。
因为是同步计数器,当译出置数信号时必须等到时钟信号上升沿到来时才能置数,但上升沿到来时计数器又向高一位计数了。
假设用 74LS163 芯片构成一个八进制计数器,在0111=7时译出置数信号与进位信号C,将置数信号输出端接至置数端,当上升沿到来时计数器本身被置8,但只有极短的存在时间,计数器马上被置数,进位信号变为0,只要将置数输入端D1 到 D4 全部接地,就能将计数器置为0000。
图 74LS163 芯片真值表图 74LS163 芯片功能表2.定时器由 2 片 74LS190 芯片级联及一个四输入与非门构成。
74LS190 工作原理:可逆计数器74LS190,可以实现加法或减法的计数,通过设定加/减控制信号U/D=1 可进行减法计数,由于芯片本身就带有异步的置数端LOAD且为低电平有效,当置入控制端为低电平时,不管时钟CP的状态如何,输出端(Q0~ Q3)即可预置成与数据输入端(D0~ D3)相一致的状态。
74LS190的计数是同步的,靠CP 加在 4 个触发器上而实现。
当计数控制端(CT )为低电平时,在 CP 上升沿作用下Q0~ Q3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)为低电平时进行加计数,当计数方式控制(U /D )为高电平时进行减计数。
只有在CP 为高电平时CT 和 U /D 才可以跳变。
由于 25 秒的倒计时需要用两片的74LS190 芯片才能实现,利用RC 端,可级联成三十进制同步计数器。
当采用并行CP控制时,则将RC 接到后一级CT ;当采用并行CT 控制时,则将RC 接到后一级CP。
个位芯片的串行时钟输出端CO是低电平有效的,当状态为0 时,输出为CO=0,下一个状态变为9 时,输出为 CO=1,所以有一个上升沿的产生,这正可以作为十位芯片的时钟信号,从而采用串行借位方式来实现倒计时。
图 74LS190 功能表3. 译码器74LS138 译码器的主要任务是将控制器的输出的 4 种工作状态,翻译成 2 个干道上的 6 个信号灯的工作状态。
3-8 译码器工作原理:译码器可以将输入代码的状态,翻译成相应的输出信号,以高低电平的形式在各自的输出端口送出。
译码器有多个输入端和多个输出端,假如输入端的个数为n,输出端的个数最多有2n。
从图 5 可以看出, 3-8 译码器有三个输入端A0、 A1、 A2 和八个输出端Y0~Y7,当输入端的编码为000 时,译码器输出为Y0=0,Y1~Y7=1。
即 Y0 对应于 A0、A1、A2 的 000 状态低电平有效。
图中S1、S2、S3 为使能控制端,起到控制译码器是否能进行编码的作用,只有S1 为高电平, S1、 S3 为低电平时,才能进行译码,否则不论输入何值,每个输出均为1。
图74LS138芯片功能表4显示器【 1】由两个共阴极四引脚的数码管组成。
图软件运行仿真运行仿真结果【4】图干道通行状态表下面用主、支干道车辆通行情况进行描述:(1)主干道绿灯亮,支干道红灯亮。
表示主干道上的车辆允许通行,支干道禁止通行。
绿灯亮足规定的时间隔 30 时,控制器发出状态信号,转到下一工作状态。
(2)主干道黄灯亮,支干道红灯亮。
表示主干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,支干道禁止通行。
黄灯亮足规定时间间隔 5 时,控制器发出状态转换信号,转到下一工作状态。
(3)主干道红灯亮,支干道绿灯亮。
表示主干道禁止通行,支干道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔 20 时,控制器发出状态转换信号,转到下一工作状态。
(4)主干道红灯亮,支干道黄灯亮。
表示主干道禁止通行,支干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 5 时,控制器发出状态转换信号。
( 5)系统又转换到第(1)种工作状态,依次循环。
输入输出CP脉冲74LS163 3-8 译码器信号灯状态车辆通行状态000 Y0=0 主绿、支红主干道通行,支干道禁止通行001 Y1=0 主黄、支红主干道缓行,支干道禁止通行010 Y2=0 主红、支绿主干道禁止通行,支干道通行011 Y3=0 主红,支黄主干道禁止通行,支干道缓行运行结果分析如图所示: 74LS163 芯片通过四输入与非门与74LS190 芯片连接采集脉冲信号,进行加计数,并输出逻辑电平信号,由3-8 译码器 Y0、 Y1、Y2、 Y3 端输出,经过非门, 并和 CP脉冲一起连接到其他逻辑门从而控制绿、黄、红灯。