数电课程设计(交通灯)
交通信号灯数电课程设计
交通信号灯数电课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解数字电子技术的基本原理,特别是组合逻辑电路的设计与应用。
2. 使学生掌握交通信号灯工作原理,并能运用数字电路知识分析信号灯的控制逻辑。
3. 引导学生了解并掌握常用逻辑门电路的功能及其在交通信号灯控制系统中的应用。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计简单组合逻辑电路的能力。
2. 提高学生动手实践能力,能够利用实验器材搭建并测试交通信号灯控制电路。
3. 培养学生的问题分析能力,学会运用数电知识解决实际生活中的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发创新意识,提高学习积极性。
2. 培养学生的团队合作精神,学会在小组合作中共同解决问题。
3. 增强学生的社会责任感,认识到学习数电知识在实际生活中的应用,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,注重理论联系实际,通过设计交通信号灯数字电路,使学生将所学知识应用于实际情境中。
学生特点:考虑到学生所在年级,已具备一定的数电基础知识,具有较强的求知欲和动手能力,但可能缺乏将理论知识应用于实际问题的经验。
教学要求:教师应充分调动学生的积极性,引导学生主动探究,注重培养学生的实践能力和创新能力,使学生在实践中掌握知识,提高技能。
同时,关注学生的情感态度价值观的培养,全面提升学生的综合素质。
通过分解课程目标为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字逻辑基础知识回顾:逻辑门电路原理,真值表,逻辑表达式,组合逻辑电路设计方法。
教材章节:第二章“数字逻辑基础”2. 交通信号灯工作原理:信号灯的运行规则,时序控制,交通灯控制系统的作用和意义。
教材章节:第五章“时序逻辑电路及其应用”3. 交通信号灯控制电路设计:a. 设计要求与分析:明确交通信号灯控制系统的功能需求,进行电路设计分析。
b. 逻辑电路设计:运用逻辑门电路设计交通信号灯控制逻辑。
c. 电路仿真与测试:利用软件进行电路仿真,搭建实际电路进行测试。
交通灯数电课程设计
交通灯数电课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握数字电路基础知识,特别是组合逻辑电路的原理和应用。
2. 学生能够通过分析和设计,解释交通灯工作原理中涉及的数字电路。
3. 学生能够运用所学知识,识别并描述交通灯控制系统中使用的常见电子元件及其功能。
技能目标:1. 学生能够运用逻辑门和触发器设计简单的交通灯控制电路。
2. 学生通过实际操作,学会使用相关的测试设备,检测并调试交通灯数字电路。
3. 学生能够小组合作,通过讨论与探究,解决交通灯数字电路设计中的问题。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对电子技术和数字电路的兴趣,增强对科学探究的积极态度。
2. 学生通过课程学习,认识到科技在生活中的应用,提高社会责任感和工程伦理意识。
3. 学生在小组合作中学会相互尊重、沟通协作,培养团队精神和集体荣誉感。
本课程设计针对高中年级学生,在已有电子技术知识基础上,结合实际交通灯控制系统,旨在通过理论与实践相结合的方式,提高学生对数字电路知识的理解和应用能力。
课程注重培养学生的动手实践能力、问题解决能力和创新思维,同时引导学生形成正确的科学态度和价值观。
通过具体的学习成果的分解,为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本课程教学内容围绕以下三个方面进行组织:1. 数字电路基础:- 理解数字逻辑电路的基本概念,包括逻辑门、触发器、计数器等。
- 掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计方法。
- 学习交通灯控制系统中常用的数字电路元件及其功能。
2. 交通灯控制系统:- 分析交通灯工作原理,理解数字电路在交通灯控制系统中的应用。
- 学习交通灯控制电路的设计方法,包括电路图的绘制、元件的选择和连接。
- 探讨如何通过数字电路实现交通灯的定时、切换和异常处理功能。
3. 实践操作与探究:- 进行交通灯控制电路的搭建和调试,学会使用测试设备检测电路性能。
- 以小组为单位,进行项目实践,解决实际交通灯控制问题。
- 鼓励学生自主探究,提出创新性交通灯控制方案。
数电课程设计 交通灯设计
交通灯控制电路设计一、目的掌握、训练数字系统的综合设计方法;以及对各基本电路的功能运用和测试方法。
学习掌握各个基本电路之间级连和应当注意的事项;熟悉各基本电路的输入与输出应满足的条件。
正确阐述电路中各参数的意义。
学会在数字系统中正确使用数字集成电路。
学会查阅、读懂数字集成电路手册。
二、设计任务与要求设计一个十字交叉路口交通灯自动控制电路,其形式如右图,要求主干道和支干道两条交叉道路上的车辆交替行驶通过,每次通行时间可任意设定,现规定设为25秒。
在黄灯亮过5秒钟后,才能变换车辆通行道路方向及行人允许通过道路的方向。
在黄灯亮时,每秒钟闪亮一次,同时人行通道(斑马线)旁的报警喇叭也每秒钟响鸣一声。
三、设计原理与分析交通灯控制系统的原理框图如下图所示分析系统的逻辑功能及其框图,交通灯控制系统原理框图,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,控制器是系统的主要部分,由它控制定时器和译码器的工作。
图中的:T L:表示主干道或支干道绿灯亮时的时间为25秒,即车辆正常通行的时间间隔。
在设定的时间内,T L = 1,设定的时间到,T L = 0。
T Y:表示黄灯亮的时间为5秒,在设定的时间内,T Y = 1,设定的时间到,T Y = 0。
S T:表示定时器到了规定的时间后,由控制器发出的状态转换信号。
由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。
四、交通灯控制器的工作流程十字路口的交通灯控制器分为定时控制和计数控制。
定时控制就是定时器按要求设置,并发出的时间起始和终了信号来进行控制;计数控制既是在十字路口安装有摄像头及分析计数或红外探测计数设备;当这类计数设备,累计到在十字路口某条路上有一定的车辆数后,便立即发出状态转换信号控制控制器,使该条路上的交通灯改变成通行信号灯亮。
下面我们对定时控制十字路口的交通灯控制器进行分析。
数字电路交通灯课程设计
数字电路交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握数字电路的基本原理,包括逻辑门、触发器等组成部分。
2. 使学生能够运用交通灯控制电路的原理,分析并设计简单的数字电路系统。
3. 帮助学生了解交通灯控制电路在实际生活中的应用,理解其工作原理和功能。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识,设计并搭建简单的数字电路交通灯控制系统的能力。
2. 培养学生通过小组合作,进行问题分析、方案设计、实验操作和结果分析的综合技能。
3. 提高学生运用现代工具和设备进行电路设计和测试的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术领域的兴趣,培养其主动探索科学问题的精神。
2. 培养学生的团队合作意识,使其学会在团队中发挥个人优势,共同解决问题。
3. 培养学生具备安全意识,了解并遵循实验室安全操作规程,养成良好的实验习惯。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,侧重于学生动手能力和实际操作能力的培养。
学生特点:初三学生具备一定的物理基础和电子技术知识,对实际操作有较高的兴趣。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,提高学生的实践操作能力。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活中,培养其创新精神和动手能力。
在此基础上,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识:- 逻辑门电路:介绍与门、或门、非门等基本逻辑门的工作原理和应用。
- 触发器:重点讲解RS触发器、D触发器等常用触发器的工作原理和使用方法。
- 交通灯控制电路原理:分析交通灯控制电路的基本组成、工作原理及其应用。
2. 实践操作:- 设计并搭建数字电路交通灯控制系统:学生分组进行电路设计,包括选择合适的逻辑门、触发器等组件,搭建交通灯控制电路。
- 电路测试与调试:学生进行电路测试,观察交通灯控制效果,针对问题进行调试。
3. 教学大纲:- 第一阶段:回顾已学过的逻辑门电路和触发器知识,为后续学习打下基础。
数电课程设计——交通灯
数电课程设计课程名称:交通灯控制器******学号:**********专业:测控技术与仪器交通灯控制器设计一、设计任务和要求1.设计一个交通灯控制器,由两条主干道汇合成十字路口,在每个入口处设置两相位信号灯;分别为直行—红、黄、绿等;左转—红、黄、绿灯,六盏信号灯。
2.每个路口信号灯亮灭次序和时间为直行—绿灯30秒,黄灯5秒,红灯85秒;左转—绿灯20秒,黄灯5秒,红灯95秒。
3.各路口有两个倒计时显示器,分别显示直行和左拐倒计时状态。
4.黄灯亮时,为闪烁点亮方式。
二、方案论证1.各变量含义clk为单位脉冲信号,reset为清零信号,HSR、HSG、Y1分别为东西直行红黄绿灯,HLR、HLG、Y2分别为东西左拐红黄绿灯,SSR、SSG、Y3分别为南北直行红黄绿灯,SLR、SLG、Y4分别为南北左拐红黄绿灯;HS0,HL0,SS0,SL0分别为东西直行、东西左拐、南北直行、南北左拐倒计时。
2.信号灯状态表及每个状态倒计时3.显示器倒计时的实现通过设计一个逐渐递增的数x(从1不断加1,一直加到120),然后用一个数减去x就得到一个递减的数来作为计时器上显示的数。
例如:第一个状态为东西直行绿灯亮30秒,那么就用31—x(此时x从1一直加1到30)来表示绿灯的剩余倒计时时间;而到第二个状态则为东西左拐黄灯亮5秒,那么就用36—x(由于x是不断加1的数,那么此时x变为从31不断加1到35)来实现黄灯亮5秒的倒计时显示。
其他状态及其他方向倒计时与这两个例子一样,都是通过一个数减去x来实现的倒计时。
具体每个状态倒计时如下:case(z)8'd1:begin HS<=31-x;HL<=36-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end8'd2:begin HS<=36-x;HL<=36-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end8'd3:begin HS<=121-x;HL<=56-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end8'd4:begin HS<=121-x;HL<=61-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end8'd5:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=91-x;SL<=96-x;end8'd6:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=96-x;SL<=96-x;end8'd7:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=121-x;SL<=116-x;end8'd8:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=121-x;SL<=121-x;endz的取值分别表示8个状态,HS表示东西直行倒计时显示,HL表示东西左拐倒计时显示,SS表示南北直行倒计时显示,SL表示南北左拐倒计时显示。
数电课程设计报告(交通灯)
前言现如今,随着人口和汽车的日益增长,城市交通日益拥挤,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。
交通信号灯常用于十字路口,用来控制车的流量,提高交叉口车辆的通行能力,减少交通事故。
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、科学化、简便化。
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。
本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。
因此,在本次课程设计里,将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。
本实验设计目的是培养数字电路的能力,掌握交通信号灯控制电路的设计方法。
设计任务及要求设计一个十字路口的交通灯定时控制系统,基本要求如下:(1)甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为25秒。
(2)每次绿灯变红灯时,黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道。
(3)黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次。
(4)十字路口有数字显示灯亮时间,要求灯亮时间以秒为单位作减计数;(5)要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。
本设计由王宇同学完成。
由于所学知识有限,设计中难免出现错误,请老师批评指正。
目录第一章设计任务及设计目的 (1)第二章系统概述 (2)2.1 系统概述 (2)2.2 交通灯逻辑分析 (2)2.3总体设计方案 (2)第三章单元电路设计与分析 (5)3.1秒脉冲信号发生器的设计 (5)3.2定时器的设计 (5)3.3 控制器的设计 (6)3.4 显示电路的设计 (9)第四章综述及心得体会 (10)4.1 系统综述 (10)4.2 总结及心得体会 (10)附录 (12)附录一实验电路图 (12)附录二芯片引脚图 (13)附录三元器件清单 (16)附录四焊接电路板 (17)参考文献 (18)交通灯定时控制系统的设计、制作摘要:在城镇街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行;黄灯亮表示该条道路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;绿灯亮表示该条道路允许通行。
数电交通灯课程设计
数电交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字电路基础知识,特别是组合逻辑电路的设计原理;2. 使学生了解交通灯系统的基本工作原理和功能要求;3. 帮助学生理解并运用数字逻辑设计简单的交通灯控制系统。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行数字电路设计和分析的能力;2. 提高学生解决实际问题的能力,特别是在数字电路领域的应用;3. 培养学生团队合作精神和沟通能力,通过小组合作完成课程设计。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对数字电路和交通工程领域的兴趣,提高学生的专业认同感;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与理论相结合;3. 增强学生的环保意识和社会责任感,关注交通系统对环境和社会的影响。
课程性质:本课程设计旨在让学生将所学的数字电路知识应用于实际交通灯控制系统的设计,提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点:学生为高中年级,已具备一定的数字电路基础,具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调学生的主体地位,充分调动学生的积极性和创造性。
通过课程设计,使学生能够将所学知识运用到实际中,提高解决实际问题的能力。
同时,注重培养学生的团队协作和沟通能力,提升学生的综合素质。
在教学过程中,关注学生的情感态度和价值观的培养,使学生在掌握知识的同时,形成正确的价值观。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾:组合逻辑电路原理、逻辑门电路、触发器;2. 交通灯系统原理:交通灯工作流程、时序控制要求、信号灯逻辑关系;3. 数字电路设计方法:真值表、逻辑表达式、逻辑图;4. 交通灯控制系统设计:系统需求分析、电路设计、仿真验证;5. 教学案例解析:分析实际交通灯控制系统案例,提炼设计方法和技巧;6. 实践操作:分组进行交通灯控制系统的电路搭建和调试;7. 课程总结与展示:各小组展示设计成果,分享设计经验和心得。
教学内容安排与进度:第一课时:回顾数字电路基础知识,介绍交通灯系统原理;第二课时:学习数字电路设计方法,分析交通灯控制系统需求;第三课时:分组进行电路设计,教师巡回指导;第四课时:实践操作,各小组进行电路搭建和调试;第五课时:课程总结与展示,学生分享交流。
数电交通信号灯课程设计
数电交通信号灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字电路基础知识,理解交通信号灯的工作原理。
2. 学会使用门电路、触发器等数字电路元件设计简单的交通信号灯控制系统。
3. 了解交通信号灯时序关系,掌握时序逻辑电路的设计方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力,具备简单的数字电路设计和分析技能。
2. 提高学生动手实践能力,能够正确搭建和调试交通信号灯电路。
3. 培养学生团队协作能力,学会在小组内进行任务分配和沟通。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术的兴趣,培养其探究精神和创新意识。
2. 增强学生的交通安全意识,使其认识到数字电路在生活中的重要作用。
3. 培养学生遵守交通规则的意识,提高社会责任感。
课程性质:本课程为电子技术课程的一部分,以实践为主,注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点:学生为初中生,具有一定的电子技术基础和动手能力,对新鲜事物充满好奇。
教学要求:结合学生特点和课程性质,教师需采用任务驱动法、小组合作法等教学方法,引导学生主动参与课堂,注重理论与实践相结合,提高学生的综合素养。
在教学过程中,关注每个学生的学习进度,确保课程目标的达成。
将目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 数字电路基础知识回顾:复习门电路、触发器等基本概念,为设计交通信号灯控制系统打下基础。
2. 交通信号灯工作原理:介绍交通信号灯的基本工作原理,包括信号灯的时序关系和控制逻辑。
3. 数字电路设计方法:讲解如何利用门电路、触发器等元件设计简单的交通信号灯控制系统,包括时序逻辑电路的设计。
4. 实践操作:指导学生动手搭建和调试交通信号灯电路,培养学生实际操作能力。
教学内容安排如下:第一课时:回顾数字电路基础知识,介绍交通信号灯工作原理。
第二课时:讲解数字电路设计方法,演示简单交通信号灯控制系统的设计过程。
第三课时:分组进行实践操作,指导学生搭建和调试交通信号灯电路。
交通信号灯课程设计数电
交通信号灯课程设计 数电一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握数字电路基础知识,特别是逻辑门电路的工作原理;2. 使学生了解交通信号灯的基本工作原理,并能运用数字电路知识分析信号灯的控制逻辑;3. 引导学生掌握运用数字电路设计简单控制系统的方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学数字电路知识解决实际问题的能力,如设计交通信号灯控制电路;2. 提高学生动手实践能力,学会使用数字电路实验设备,进行电路搭建和测试;3. 培养学生团队协作和沟通能力,通过小组讨论、展示等形式,共同完成课程任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路的兴趣和热情,激发他们探索科学技术的欲望;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据和分析,养成良好实验习惯;3. 增强学生的安全意识和社会责任感,让他们明白交通信号灯在保障交通安全中的重要作用。
本课程针对电子技术相关专业的高中生,充分考虑学生的认知水平、兴趣和实际需求,将理论知识与实际应用紧密结合。
通过本课程的学习,学生不仅能够掌握数字电路的基本知识,还能将所学应用于实际交通信号灯控制系统的设计与分析,培养他们的创新意识和实践能力。
课程目标的设定旨在使学生在知识、技能和情感态度价值观等方面取得全面进步。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 数字电路基础知识:- 逻辑门电路原理及功能(对应教材第二章第一节)- 组合逻辑电路设计方法(对应教材第二章第二节)- 时序逻辑电路原理及功能(对应教材第二章第三节)2. 交通信号灯控制逻辑:- 交通信号灯基本工作原理(对应教材第三章第一节)- 数字电路在交通信号灯控制中的应用(对应教材第三章第二节)- 交通信号灯控制电路设计方法(对应教材第三章第三节)3. 实践操作与案例分析:- 数字电路实验设备的使用与操作(对应教材第四章第一节)- 交通信号灯控制电路搭建与测试(对应教材第四章第二节)- 案例分析:实际交通信号灯控制系统分析(对应教材第四章第三节)教学内容安排与进度:1. 第1周:数字电路基础知识学习,包括逻辑门电路、组合逻辑电路及时序逻辑电路;2. 第2周:交通信号灯控制逻辑学习,分析交通信号灯的工作原理及数字电路在其中的应用;3. 第3周:实践操作与案例分析,学生分组进行交通信号灯控制电路的设计、搭建和测试;4. 第4周:总结与展示,各组学生展示设计成果,分享实践经验。
数电课程设计 交通控制灯
交通灯设计一.设计要求:1.设计一个交通信号灯控制器,由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口,在入口处设置红、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在禁行线外。
用红、绿、黄发光二极管作信号灯。
2.主干道亮绿灯时,支干道亮红灯;支干道亮绿灯时,主干道亮红灯。
绿灯转换为红灯时,中间夹杂一秒的黄灯,主支干道都是如此。
3.主干道和支干道通行七秒,禁止八秒,黄灯等待一秒。
二.设计思路161的输出信号分别给二极管控制红、黄、绿灯和倒计时数码管显示。
设计分析如下:1)555电路的实现:由555电路产生CP脉冲。
期间R1=100K 。
R2=4.7K模块图如下所示(2) 161实现状态产生序列:计数器是通过有限几个不同状态之间的循环实现不同模值计数,因此连接一个模16的计数器,先用数码管检测模16的状态是否正确,并且显示进位,检查完后再接其后的控制部分。
(3)数字显示的实现通过7448与数码管的连接实现数字显示,原理图如下:E D 接地 C H(4)计时部分设计设计要求对不同的状态维持的时间不同,而且要以十进制倒计时显示出来。
根据已给的实验器材一片161就可以实现。
设计思路:一:显示器部分的计时要求7-0,7-0,循环显示,根据七段显示译码器和数码管工作原理可知四位161输出信号的低三位取反作为译码器的低三位输入再将译码器最高位端置低再连接数码管即可实现其显示。
二:信号灯方面的控制主要根据161产生的十六个状态合理分配各个灯的有效状态,运用逻辑器件与非门,反相器等实现信号灯的正常闪烁。
(5)信号灯状态表如下:由真值表可求的控制电路的函数表达式:信号灯电路图如下:三.电路的组装与调试1.分别组装各个功能模块,并在组装完后初步检测电路(a)先在面包板上整体布局,再连接好电源线和地线。
组装秒脉冲发生器,完成后加电源测试,测试时可用发光二极管加在输出端,如二极管规则的闪动则电路正长,也可用示波器测试。
数电课程设计(交通灯)
目录:一、设计要求 (2)二、使用元件 (2)三、总体方案的设计 (3)1.分析系统的逻辑功 (3)2.分析系统的状态变化 (4)四、单元电路的设计 (5)1.时钟电路 (5)2.主控电路 (6)3.红绿灯(发光二极管)显示电路 (7)4.计时部分电路 (8)五、心得体会 (9)1.知识 (9)2.耐心 (9)3.延伸 (10)六、总图 (10)一、设计要求1)在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯,分别为主干道红黄绿灯和支干道红黄绿灯,指示顺序为:1.主干道绿灯,支干道红灯,持续亮30秒。
2.主干道黄灯,支干道红灯,持续亮5秒。
3.主干道红灯,支干道绿灯,持续两20秒。
4.主干道红灯,支干道黄灯,持续亮5秒。
2)设置一组数码管,以计时的方式显示允许通行或禁止通行时间。
3)当系统混乱,按下系统总清开关进行复位。
4)当任何一个方向出现特殊情况,按下手动开关,可设置任意一个方向通行。
二、使用元件器件型号数量器件型号数量74LS161 2 LED灯 6 74SL90 2 电阻2K 10 74LS08 3 电阻15K 174LS04 2 电阻200欧姆 1 74LS11 3 电解电容4.7uF 1 CD4511 2 瓷片电容0.01uF 1 74LS74 1 共阴数码管 2 555 1 5V稳压电源 1三、总体方案的设计1.分析系统的逻辑功交通灯控制系统的原理框图如图所示。
它主要由控制器、定时器和时钟发生器等部分组成。
时钟发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源,控制器是系统的主要部分,由它控制定时器,数码管和二极管的工作。
图3-12.分析系统的状态变化列出状态转换表:(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。
(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。
(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。
数电课程设计交通灯设计
课程设计课程名称数字电子技术课题名称交通灯控制器专业班级学号姓名指导教师黄望军2014 年11 月7 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称:数字电子技术题目:交通灯控制器专业班级:学生姓名:学号:指导老师黄望军审批:任务书下达日期2014年10月27日设计完成日期2014年11月7日目录设计总体 (1)设计要求 (1)设计思路 (2)设计框图。
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4单元电路设计 (4)同步十进制计数器 (4)译码器 (4)十进制加/减计数器 (9)秒脉冲产生器 (12)其他元件 (13)总电路 (14)实际接线图 (15)安装及调试步骤 (15)故障分析及电路改进 (16)附录(元器件清单) (17)参考文献 (17)总结与体会 ........................................................................................................................ 18 评分表 (20)一、设计总体 1.1设计要求1。
设计并制作交通灯控制电路; 2.电路功能为:1)采用两位数码显示器显示南北方向时间;采用两位数码显示器显示东西方向时间;2)交通灯控制器工作流程如下:1。
2设计思路本系统采用主干道和支干道分开实现功能,但又相互配合的思路,用时间的相关性将主干道与支干道的信号灯的亮灭相联系起来.根据系统的要求:主干道绿灯45秒,支干道绿灯25秒;每次由绿灯变为红灯时,应有5秒黄灯亮作为过渡;则其时间循环图如下所示:图2.2 主干道时间循环图图2.3 支干道时间循环图对于其中一条干道,系统的工作流程图如下所示:系统工作原理如下:初始状态,对于主干道,计数器预置数30秒,在CP脉冲的作用下开始进行倒计时,当倒计数至零时,可以对信号灯控制电路产生一个上升沿的单脉冲,该脉冲将作为74LS160的脉冲输入,完成一次计数,实现对绿灯,黄灯和红灯的亮灭的控制,此时红灯亮,当三种信号灯完成一次状态变化时,将变化的信号传送给74LS138译码器,由该译码器选中相应的倒计数置,并将该倒计数置给计数器74LS192,完成一次工作循环,然后是5秒的黄灯,最后是30秒的红灯。
数电课程设计交通灯设计
数电课程设计交通灯设计一、课程目标知识目标:1. 理解数字电路基础知识,掌握交通灯控制系统中的逻辑门、触发器等组件的工作原理;2. 学习并运用组合逻辑设计方法,设计出符合实际需求的交通灯控制电路;3. 了解交通灯系统的基本功能要求,掌握时序逻辑在交通灯控制系统中的应用。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计并搭建简单的交通灯控制电路;2. 培养动手实践能力,通过实际操作,调试并优化交通灯控制电路;3. 学会使用相关软件(如Multisim等)进行电路仿真,验证设计方案的正确性。
情感态度价值观目标:1. 培养学生的团队协作精神,提高沟通与交流能力,培养集体荣誉感;2. 增强学生对电子技术的兴趣,激发创新意识,培养勇于探索的精神;3. 通过实际操作,培养学生严谨、细致的工作态度,提高安全意识。
本课程旨在帮助学生掌握数字电路基础知识,运用所学设计并实现交通灯控制电路。
课程注重理论与实践相结合,培养学生的动手能力和创新精神。
针对学生的年龄特点和知识水平,课程目标设定具体、可衡量,以便教师进行有效的教学设计和评估。
1. 数字电路基础知识回顾:逻辑门、触发器、计数器等基本组件的工作原理与应用;2. 交通灯控制系统的功能需求分析:学习交通灯系统的基本工作原理,明确设计目标和功能要求;3. 组合逻辑设计:运用逻辑门设计交通灯控制电路,实现红、黄、绿灯的切换控制;4. 时序逻辑设计:学习时序逻辑在交通灯控制系统中的应用,设计定时切换电路;5. 交通灯控制电路的搭建与仿真:动手实践,搭建交通灯控制电路,运用Multisim等软件进行仿真测试;6. 教学内容的安排和进度:a. 数字电路基础知识回顾(1课时)b. 交通灯控制系统的功能需求分析(1课时)c. 组合逻辑设计(2课时)d. 时序逻辑设计(2课时)e. 交通灯控制电路的搭建与仿真(2课时)7. 教材章节:本教学内容主要参考教材中关于数字电路设计、组合逻辑与时序逻辑设计的相关章节。
数字电子技术课程设计—交通信号灯
数字电子技术课程设计—交通信号灯1、课程设计目的⑴培养学生的数字电路的设计能力。
⑵掌握交通信号灯控制电路的设计、组装和调试方法。
2、课程设计内容和要求⑴设计一个交通信号灯的控制电路,要求:①主干道和支干道交替放行,主干道车流量大,每次放行30S,支车道流量小,每次放行20S。
②每次绿灯变红灯时,黄灯先亮5S,此时原红灯不变。
③用十进制数字显示放行及等待时间。
⑵用SSI和MSI器件组成交通信号灯控制电路,并在DICE-3实验箱上进行组装和调试。
⑶画出各单元电路图,整机逻辑框图和逻辑电路,写出设计实验总结报告。
3、交通信号灯的基本原理十字路口的红绿灯灯指挥着行人和各种车辆的安全通行,示意图如下,有一个主干道和一个支干道,每边都设置了红、绿、黄三色信号灯,红灯亮禁止通行,绿灯亮可以通行,在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟,各方向车辆都停止通行。
要实现上述交通信号灯的自动控制,电路中应有主控制器、计数器、时钟信号发生器、计时器、8421BCD译码器和数码显示器、信号灯译码驱动器几部分电路组成,整机电路原理框图如实训图2⑴时钟信号发生器(秒信号发生器)数字系统是靠时钟信号来工作的,是主控制器和计时器的工作信号,获得脉冲的方法有两种,一是用多谐振荡器直接产生,另外是利用整形电路将其它周期性波形转换成矩形脉冲,多谐振荡器的电路有多种形式,RC环形多谐振荡器,555定时器构成的多谐振荡器,CMOS多谐振荡器,秒信号发生器等。
在此我们提供了555定时器构成的多谐振荡器的参考电路。
要获得周期为1秒的矩形波,运用公式T=0.7(R1+2R2)C1合理电阻和电容的值取C1=0.01μF,则R1+2R2=?⑵主控制器十字路口车辆通行有如下时序图:①开始设主干道通行(主绿亮)支干道不通行(支红亮)持续时间30S;②30S后,主干道停车,支干道仍不通行,这种情况下主黄与支红亮,持续时间5S;③5S后,主干道不通行,支干道通行,这种情况下主红与支绿亮,持续时间20S;④20S后,主干道仍不通行,支干道停车,这种情况下主红与支黄灯亮,持续时间5S,5S后又回到第一种情况,如此循环反复。
数字电路课程设计交通灯
结合光感传感器和交通 流量监测器,实现交通 灯的自动控制和亮度调 节,进一步提高节能效 果。
06
系统测试与性能评估
测试方案制定
测试目标
确保交通灯控制系统在各种场景下正常工作,满足设计需 求。
测试环境
搭建与实际交通环境相似的模拟测试环境,包括道路布局 、车辆和行人流量等。
测试工具
使用专业的测试设备和软件,如逻辑分析仪、示波器等, 对电路信号进行测试和分析。
随着环保意识的提高,可以考 虑在交通灯设计中采用更环保 的电子元器件和材料,以及更 节能的控制策略,以降低交通 灯的能耗和对环境的影响。
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THANKS
硬件电路搭建
根据设计需求,合理选用了逻辑 门电路、计数器、译码器等电子 元器件,成功搭建了交通灯的硬 件电路。
软件编程与仿真
使用VHDL或Verilog等硬件描述 语言对交通灯控制器进行了编程 ,并通过仿真验证了设计的正确 性和可行性。
经验教训分享
团队协作的重要性
时间管理的关键性
理论与实践的结合
在课程设计过程中,我们深刻体会到 了团队协作的重要性。只有团队成员 之间充分沟通、分工明确、相互支持 ,才能高效地完成设计任务。
具备手动控制功能
在特殊情况下,如交通拥堵、道路维修等,可以通过手动控制改变 交通灯的状态。
状态机设计
状态定义
根据交通灯的亮灭状态,定义不同的状态,如红 灯亮、绿灯亮、黄灯亮等。
状态转换条件
根据交通灯的时序和特殊情况,设定状态转换的 条件,如时间到、紧急车辆通过等。
状态转换实现
通过硬件描述语言(如VHDL或Verilog)实现状 态机,根据转换条件实现不同状态之间的转换。
数电交通信号灯课程设计
数电交通信号灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解数字电路基础知识,掌握交通信号灯的基本工作原理;2. 使学生学会使用数字电路设计工具,设计简单的交通信号灯控制系统;3. 帮助学生掌握交通信号灯时序控制的方法,了解不同信号灯状态之间的转换关系。
技能目标:1. 培养学生运用数字电路知识解决实际问题的能力,具备基本的交通信号灯设计技能;2. 提高学生的动手实践能力,能够独立完成交通信号灯控制系统的搭建和调试;3. 培养学生的团队协作能力,学会在小组合作中共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对数字电路的兴趣,培养其探索精神和创新意识;2. 培养学生关注交通安全,树立遵守交通规则的意识;3. 引导学生认识到科技在生活中的应用,增强其社会责任感和使命感。
课程性质分析:本课程为电子信息类课程,以实践操作为主,理论知识与实践相结合。
课程内容与实际生活紧密相关,有助于提高学生的实际应用能力。
学生特点分析:学生为高中生,具有一定的数字电路基础和动手实践能力。
他们对新鲜事物充满好奇,喜欢动手操作,但可能缺乏系统性的设计思维。
教学要求:1. 结合实际案例,引导学生掌握交通信号灯设计的基本原理和方法;2. 注重培养学生的动手实践能力,鼓励学生积极参与课堂讨论和小组合作;3. 关注学生的情感态度,引导他们树立正确的价值观。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾:逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路;2. 交通信号灯原理:信号灯的基本组成、工作原理、信号灯状态的转换关系;3. 交通信号灯控制系统设计:使用数字电路设计工具,设计交通信号灯控制电路;a. 信号灯控制逻辑设计b. 时序控制电路设计c. 电路仿真与调试4. 交通信号灯控制系统实践操作:搭建交通信号灯控制系统,进行实际操作与调试;a. 选用合适的元器件b. 电路焊接与组装c. 系统测试与优化5. 小组项目展示与评价:分组进行项目展示,交流设计心得,互相评价,总结经验。
交通灯控制电路设计数电课程设计+数字电路课程设计
交通灯控制电路设计数电课程设计+数字电路课程设计第一篇:交通灯控制电路设计数电课程设计+数字电路课程设计目录一、课程题目 (2)二、设计要求 (2)三、系统框图及说明 (2)四、单元电路设计 (4)五、仿真过程与效果分析 (12)六、体会总结 (13)七、参考文献 (13)《一》课程设计题目:交通灯控制电路设计《二》设计要求:1、设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求南北方向(主干道)车道和东西方向(支干道)车道两条交叉道路上的车辆交替运行,主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行时间为20秒,时间可设置修改。
2、在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道;3、黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。
4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用显示器进行显示(采用计时的方法)。
5、同步设置人行横道红、绿灯指示。
《三》系统框图及说明:1、分析系统的逻辑功能,画出其框图交通灯控制系统的原理框图如图1-1 所示。
它主要由计时电路、主控电路、信号灯转换器和脉冲信号发生器组成。
脉冲信号发生器用的是555 定时器;计时计数器是由74LS160 来完成、输出四组驱动信号T0 和T3 经信号灯转换器(4 片7448)来控制信号灯工作,主控电路是系统的主要部分,由它控制信号灯转换器的工作。
(图1-1)2、信号灯转换器状态与车道运行状态如下:S0:支干道车道的绿灯亮,车道通行,人行道禁止通行;主干道车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行S1:支干道车道的黄灯亮,车道缓行,人行道禁止通行;主干道车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行S2:支干道车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行;主干道车道的绿灯亮,车道通行,人行道禁止通行S3:支干道车道的红灯亮,车道禁止通行,人行道通行;主干道车道的黄灯亮,车道缓行, 人行道禁止通行G1=1:主干道绿灯亮 Y1=1:主干道车道黄灯亮R1=1:主干道车道红灯亮,人行道绿灯亮;南北方向人行道红灯亮G2=1:支干道车道绿灯亮Y2=1:支干道车道黄灯亮R2=1:支干道车道红灯亮,人行道绿灯亮;东西方向人行道红灯亮四.单元电路设计1.主控电路:1).原理:通过一片 74LS160,选择其 4 个状态、分别为(00 01 10 11)分别表示主绿支红、主黄支红、主红支绿、主红支00->(30 秒)01->(5 秒)10->(20 秒)11(5 秒){循环图}。
数电交通灯课程设计
数电交通灯课程设计一、引言交通灯是现代城市中必不可少的交通管理设施,它通过不同颜色的灯光指示车辆和行人何时停止或通行。
在交通灯的设计中,数电技术起到了重要的作用。
本文将介绍一种基于数电技术的交通灯课程设计方案。
二、设计目标本次课程设计的目标是设计一个简单的交通灯系统,包括红、黄、绿三个灯,通过按键控制灯的状态转换,实现交通信号的正常工作。
此外,还需考虑灯的亮灭时间和状态转换的流畅性。
三、设计方案1. 硬件设计本次设计采用的硬件主要包括单片机、按键、LED灯等。
单片机作为控制核心,通过读取按键状态和控制LED灯的亮灭来实现交通灯的控制。
按键用于手动切换交通灯的状态,LED灯则用于显示不同状态下的交通信号。
2. 软件设计软件设计主要包括状态转换的逻辑和对应的时间控制。
根据交通灯的工作原理,我们可以将交通灯的状态分为红灯亮、红灯灭绿灯亮、绿灯灭黄灯亮、黄灯灭红灯亮四个状态。
通过按键控制状态的切换,再结合时间控制,就可以实现交通灯的正常工作。
3. 状态转换图为了更好地理解交通灯的状态转换逻辑,我们可以绘制状态转换图。
以红灯亮状态为起始状态,依次连接红灯灭绿灯亮、绿灯灭黄灯亮、黄灯灭红灯亮四个状态,形成一个循环。
通过按键可以切换当前状态,从而实现交通灯的状态转换。
4. 时间控制交通灯的亮灭时间需要根据实际交通情况进行合理设定。
一般情况下,红灯亮的时间较长,绿灯亮的时间较短,黄灯的时间较短。
通过在程序中设置不同的时间参数,可以控制交通灯各个状态的时间长度,从而实现交通信号的正常工作。
四、实施步骤1. 准备硬件设备,包括单片机、按键、LED灯等。
2. 连接电路,将按键和LED灯与单片机相连,实现控制和显示功能。
3. 编写程序,包括状态转换逻辑和时间控制部分。
4. 调试程序,通过按键切换状态,观察LED灯的亮灭情况,检查是否符合设计要求。
5. 优化程序,根据实际情况调整时间参数,使交通灯的工作更加合理和流畅。
6. 完成交通灯课程设计报告,包括设计思路、电路图、程序代码等。
交通灯数电课程设计
交通灯数电课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握交通灯的基本工作原理,理解数字电路在交通灯控制系统中的应用。
2. 学会使用基本的逻辑门和触发器,并能运用这些知识分析交通灯电路。
3. 掌握交通灯控制系统的时序逻辑,能根据实际需求设计简单的交通灯控制程序。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力,能动手搭建简单的交通灯数字电路。
2. 提高学生的电路分析和设计能力,培养创新思维和团队协作精神。
3. 培养学生运用计算机辅助设计软件(如Multisim等)进行电路仿真和调试的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术、数字电路的兴趣,激发学生探索科学技术的热情。
2. 培养学生的安全意识,了解交通灯控制系统在保障交通安全中的重要作用。
3. 增强学生的环保意识,让学生认识到交通灯控制系统在节能减排方面的意义。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识和实际操作,培养学生的动手能力和创新能力。
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,具备一定的动手能力,但相关知识体系尚不完善。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,注重启发式教学,引导学生主动探索、积极思考,提高课堂趣味性。
同时,关注学生的个体差异,因材施教,确保每个学生都能在课程中取得实际成果。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活,提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 数字电路基础知识:逻辑门电路、基本触发器的工作原理和特性。
教材章节:第一章“数字电路基础”2. 交通灯控制系统原理:介绍交通灯的基本组成、工作原理及控制流程。
教材章节:第二章“交通灯控制系统”3. 交通灯控制电路设计:学习使用逻辑门、触发器设计交通灯控制电路。
教材章节:第三章“数字电路设计与实践”4. 交通灯控制程序编写:根据实际需求,编写交通灯控制程序。
教材章节:第四章“数字电路编程与应用”5. 电路仿真与调试:运用Multisim等软件进行交通灯控制电路的仿真与调试。
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引言交通的发达,标志着城市的发达,相对交通的管理则显得越来越重要。
对于复杂的城市交通系统,为了确保安全,保证正常的交通秩序,十字路口的信号控制必需按照一定的规律变化,以便于车辆行人能顺利地通过十字路口。
考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点,拟采用MCS - 51系列的单片机来实现十字路口交通信号灯的控制。
正常情况下,十字路口的红绿灯应交替变换,考虑紧急情况下,如有救护车或警车到来时,应优先让其通过。
在本文中,用发光二极管来模拟信号灯,救护车的优先通过请求信号由外部中断技术来模拟。
要求使用 8051定时器/ 计数器0,假设南北的通车时间为30 s ,东西的通车时间为20 s,外部中断的延时为15s ,要求对通行时间进行倒计时,从P0 口输出,在LED上显示并进行递减。
以此来实现十字路口交通灯的指示功能。
交通灯在安全行车过程中起着十分重要的作用, 现在交通灯一般设在十字路口, 在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯, 加上一个倒计时的显示计时器来控制行车, 对于一般情况下的安全行车、车辆分流发挥着作用, 但根据实际行车过程中出现的情况, 主要有如下几个缺点: 1两车道让车轮流放行时间相同且固定, 在十字路口, 经常一个车道为主干道,车辆较多, 放行时间应该长些;另一车道为副干道, 车辆较少,放行时间短些。
2 没有考虑紧急车通过时, 两车道应采取的措施, 譬如, 有消防车通过执行紧急任务时, 两车道的车都应停止, 让紧急车通过。
根据行车过程中出现的实际情况, 如何全面有效地利用交通灯指示交通情况, 本人尝试用单片机来控制交通灯, 在软、硬件方面采取一些改进措施, 使交通灯在控制中灵活而有效。
传统的交通灯控制系统, 采用的基本上是3种控制方式。
手按: 交警在岗亭值守,人为进行红绿灯改变; 黄闪: 夜间无人值守时, 用每秒1次的黄灯闪亮,提醒司机安全驾驶; 程控: 以60s 作为一个时间单位。
某一方面(例南北方向) 红黄绿三灯的工作程序分别是: 红灯先亮30s, 然后绿灯亮28s, 再绿灯闪亮3s (每秒1次) , 最后黄灯亮2s。
此时, 另一方向(东西方向) 红黄绿三灯的工作顺序相应为: 绿灯亮25s, 绿灯闪亮3s (每秒1次) , 黄灯亮2s, 最后红灯亮0s。
此后以60s 作为时间单位进行上述的反复循环, 较为合理地解决了十字路口的交通调度问题。
红绿灯的工作顺序及时间都是固定的, 缺乏灵活性。
当前,交通事业蓬勃发展,交通流量年年增长,大、中、小城市的汽车、摩托车等各种车辆与日俱增,道路交通繁忙,经常有严重堵车现象,特别是在交叉口,机动车、非机动车、行人来往非常混乱,为了在叉口的各条干道实现合理的科学分流。
一、设计题目及内容交通信号灯控制器(1)、用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。
(2)、南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为20秒、4秒、24秒,一次循环为48秒。
黄灯是间歇闪耀。
设计计时显示电路(减“1”计数) 。
(3)、可以手动调整和自动控制,夜间为黄灯闪耀。
二、器件与器材1、二输入四与非门 74LS002、四输入双与非门 74LS203、六倒相器 74LS044、八输入与非门 74LS305、正沿双D触发器 74LS746、同步十进制可逆加、减计数器 (8421 BCD码) 74LS1687、振荡分频器 CD40608、BCD七段显示译码器 CD 45119、555定时器 55510、LED共阴七段数码管 BS20711、微动开关、拨盘开关、继电器、LED(红、绿、蓝)、电阻、电容、二极管、三极管、光敏二、三极管、导线……等。
12、工具(镊子、剪刀、万用表、电烙铁……)三、使用仪器设备1、稳压电源(±5V,±15V);四、参考文献1、“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”教材;2、有关“电子技术课程设计指导书”;3、“集成电路特性应用手册”;2、EDA技术使用教程目录1 设计任务及要求 (9)2 系统总体设计方案 (10)2.1 总体设计方案 (10)2.2 方案特点 (10)3 控制电路设计 (10)3.1 控制电路工作原理 (10)3.2 参数计算 (10)3.3 器件选型 (12)4 振荡电路设计 (12)4.1用555制作秒脉冲 (12)5 计数电路设计 (13)5.1 计数电路工作原理 (13)5.2 参数计算 (13)5.3 器件选型 (13)6 译码显示电路设计 (14)6.1 译码显示电路工作原理 (14)6.2 参数计算 (14)6.3 器件选型 (14)7 系统总体电路设计 (16)7.1 系统总体电路....................................... (17)7.2 电路说明 (18)8 电路调试 (19)8.1 振荡电路调试及实验结果分析 (19)8.2 计数电路调试及实验结果分析 (19)8.3 译码显示电路调试及实验结果分析 (19)8.4 控制电路调试及实验结果分析 (19)8.5 系统联调及实验结果分析 (19)9 改进意见及收获体会 (19)10 器件明细清单 (20)11参考文献 (20)1设计任务及要求1.设计并制作交通灯控制电路;2.电路功能为:(1)采用两位数码显示器显示南北方向时间;(2)交通灯控制器设计要求如下:1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。
2.南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为20秒、4秒、24秒,一次循环为48秒(图1)。
黄灯是间歇闪耀。
设计计时显示电路(减“1”计数) 。
3.可以手动调整和自动控制,夜间为黄灯闪耀。
图1 设计草案2系统总体设计方案2.1总体设计方案图2 总体设计方案2.2方案特点道路较窄而车辆通行较多,支线、干线的车辆通行时间不等,允许人工监控或修改各线通行时间,同时设有道路应急控制。
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,并且能够在人监控状态下,干道、支道通行时间通过键盘修改或通过开关人为控制。
本设计在很多方面,比如译码器的选择,定时器选型,程序调用方式等等尽量做到不与本组其他成员雷同,程序编制力求简便清晰,硬件连接图在保证每根具体用到的管脚线都能被表示出来的同时,力求线路连接清晰明确,尽量不使线与线之间过于缠绕。
并且保证了电路工作的稳定性,同时加入了人工控制线路,可以更好的处理应急事件(如交通管制),晚上的黄灯闪烁对于夜间行驶的汽车起到提醒作用。
3控制电路设计 3.1控制电路工作原理它由74LS164组成扭环形12进制计数器,然后经译码后,输出十字路口南北﹑东西二个方向的控制型号。
其中黄灯信号须满足闪耀,并在夜间时,使黄灯闪亮,而绿﹑红灯灭。
3.2参数计算由波形图3可知,计数器每次工作循环周期为12,所以可以选用12进制计数器。
计数器可以用单触发器组成,也可以用中规模集成计数器。
这里我们选用中规模74LS164八位移位寄存器南北方向信号灯东西方向信号灯 译码驱动电路时钟信号传感器 主 控 制 器 计时器组成扭环形12进制计数器。
扭环形计数器的状态如表2所示。
图3 控制电路波形图t 计数器输出 南北方向东西方向 Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 NSG NSY NSR EWG E WY EWR 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 11 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0表2 扭环形计数器状态表根据状态表,我们不难列出东西方向和南北方向绿﹑黄﹑红灯的逻辑表达式:东西方向绿:EWG=Q4·Q5黄:EWY=(Q4)'·Q5红:EWR= (Q5)'南北方向绿:NSG=(Q4)'·Q5黄:NSY=Q4·(Q5)'红:NSR=Q5由于黄灯要求闪耀几次,所以用顶时标1s和EWY或NSY黄灯信号相“与”即可。
3.3器件选型74LS164、74LS11、74LS08、74LS32、74LS0474LS164引出端符号(图4)CLOCK 时钟输入端CLEAR 同步清除输入端(低电平有效)A,B 串行数据输入端Qa-Qh 输出端逻辑图:图474LS164接脚图4 用555制作秒脉冲输出频率为1Hz,占空比为50%.5 计数电路设计5.1计数电路工作原理当南北方向绿灯亮,而东西方向红灯亮时,使南北方向的74LS168以减法计数器方式工作,从数字“24”开始往下减,当减到“0”时,南北方向绿灯灭,红灯亮,而东西方向红灯灭,绿灯亮。
由于东西方向红灯信号(EWR=0),使与门关断,减法计数器工作结束,而南北方向红灯亮,使另一方向——东西方向减法计数器开始工作。
在减法计数器开始之前,由黄灯亮信号使减法计数器先置入数据,图中接入LD的信号就是由黄灯亮(为高电平)时,置入数据。
黄灯灭(Y=0),而红灯亮(R=1)开始减计数。
5.2参数计算由实验要求可以设置计数器初始值,由两个74LS168共同设置成24并随着秒脉冲依次下降。
5.3器件选型74LS192、74LS08、74LS0474LS19274LS192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图6所示:图6 74LS192结构图图中:PL'为置数端,CP U为加计数端,CP D为减计数端,(TC U)'为非同步进位输出端,(TC D)'为非同步借位输出端,P0、P1、P2、P3为计数器输入端,MR为清除端,Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
6 译码显示电路设计6.1译码显示电路工作原理显示控制部分实际上是一个定时控制电路。
当绿灯亮时,使减法计数器开始工作(用对方的红灯信号控制),每来一个秒脉冲,使计数器减1,直到计数器为“0”而停止。
译码显示可用74LS48 BCD码七段译码器,显示器用LC5011-11共阴极LED显示器,计数器材用可预置加、减法计数器,如74LS168、74LS193等。
6.2参数计算根据实验要求,译码显示电路注意的就是接线,拐脚一定要对应正确否则会出现乱码等情况。