电子技术课程设计报告交通灯控制电路设计

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

:

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：

输入输出

MR P

P2 P1 P0 Q3 Q2 Q1 Q0

3

1 ×××××××0 0 0 0

0 0 ×× d c b a d c b a

0 1 1 ××××加计数

0 1 1 ××××减计数

表5-274LS192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

输入输出

STA /ST

B /ST

C

A2 A1 A0 /Y0 /Y1 /Y2 /Y3 /Y4 /Y5 /Y6 /Y7

×H ××××H H H H H H H H ××H ×××H H H H H H H H L ×××××H H H H H H H H H L L L L L L H H H H H H H H L L L L H H L H H H H H H

H L L L H L H H L H H H H H H L L L H H H H H L H H H H H L L H L L H H H H L H H H H L L H L H H H H H H L H H H L L H H L H H H H H H L H H L L H H H H H H H H H H L

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；