十字路口交通灯控制电路

1个
(10) 导线若干
五、设计电路
图3 十字路口交通信号灯控制电路
六、设计总结
1. 调试过程中碰到的问题 仿真时信号灯很长时间不发生变化。 2. 分析、解决和处理问题的办法 (1) 问题分析 仿真时与实际不同，导致555定时器产生脉冲的周期与实际不同。 (2) 解决和处理问题的办法 可采用更换信号源进行仿真，或者改变信号发生器的参数，如可改 为R1＝44.2Ω， R2=51Ω进行仿真。仿真结束后再与原信号源连接或将 参数改为原值。 3. 设计的心得体会 通过本次综合设计，我掌握了由555定时器构成所需频率脉冲发生 器的方法，对利用JK触发器控制电路的方法有了更为深入的体会。通过 本次综合设计我进一步练习使用仿真软件Multisim，对该软件的操作更 为熟练，这对日后的学习有很大的帮助。综合设计不仅提高了我分析、
十字路口交通灯控制电路
一、设计要求
东西方向通行（南北方向禁止通行）——东西向绿灯亮10秒（南北 方向红灯亮13秒）后东西向黄灯亮3秒；接着南北方向通行（东西方向 禁止通行）——南北向绿灯亮10秒（东西方向禁止通行红灯亮13秒）后 东西向黄灯亮3秒；黄灯亮时，发出警告声响。如图1所示。
图1
二、设计方案分析与选择
2. 所需元器件
(1) 74LS161 1片
(2) 74LS112 1片
(3) 74LS08
1片
(4) 74LS00
1片
(5) 74LS12
1片
(6) 555定时器 1个
(7) 蜂鸣器
2个
(8) 绿、黄、红发光LED各4个
(9) 44.2kΩ、51kΩ电阻各一个，510Ω电阻10个，10µF，10nF各电容
时间 南北向 东西向
触发器1 Q1
触发器2 Q2
0-10s
绿
0
1
0
1
10-13s
黄(蜂鸣 器响)
红
1
0
0
1
13-23s
绿
1
0
1
0
红 23s-26s
黄(蜂鸣 器响)
0
1
1
0
根据上表，可得到信号灯控制方案逻辑表达式，如下表：
信号灯
Hale Waihona Puke 控制逻辑表达式绿南北向
黄(蜂鸣器 响)
Q1
红
Q2
绿
Q1Q2
东西向
黄（蜂鸣器 响）
十字路口交通灯控制电路由秒信号发生器、计数部分、红绿灯、蜂 鸣器和控制部分组成。
1. 秒信号发生器由555定时器及外接R、C构成； 2. 计数部分由74LS161构成； 3. 选择绿、黄、红三种颜色发光LED作为信号灯； 4. 利用蜂鸣器发出警告声音； 5. 控制部分利用74LS112中的JK触发器构成。
2. 计数器构成 采用74LS161作为计数器，通过反馈复位法将计时器改为13进制计 数器，将与非门输入端和QA、QC、QD连接，与非门输出端和清零端相 连。当输出为1101时，与非门输出端输出低电平，计时器清零。 3. 信号灯控制原理 信号灯采用共阴极接法，则输入高点平时，信号灯点亮，黄灯亮时
蜂鸣器响。信号灯控制通过74LS112内部的JK触发器完成。将Qc、QD和 与非门输入端相连，与非门输出端和触发器1相连，使触发器1经过10s 跳转。QA、QC、QD和与非门输入端连接，与非门输出端和触发器2时 钟端相连，使触发器2经过13s跳转。一周期内信号灯变换情况及触发器 状态如下表：
Q2
红
按照以上关系，利用与门连接电路即可实现信号灯的控制。
4、 元器件选择
1. 元器件参数计算 555定时器组成的秒脉冲的周期为：T≈0.7（R1+2*R2）*C，若T＝1s， 令C＝10µF，R1＝44.2kΩ， R2=51kΩ。发光LED正常工作时的电流为 10mA左右，输出的高电平为5V，限流电阻大小为5V/10mA=500Ω左 右。
解决问题的能力，同时也磨练了我的意志，做任何事都要坚持到底。在 今后的学习中，我会更加努力，争取更大的进步。
三、工作原理
1. 秒信号发生器构成 秒信号发生器电路如图2所示，脉冲发生器是由555定时器构成的多 谐振荡器，因为控制系统是以秒作为单位，所以用秒脉冲发生器。555 定时器组成的秒脉冲的周期为：T≈0.7（R1+2*R2）*C，若T＝1s，令C ＝10µF，R1＝44.2kΩ， R2=51kΩ。
图2 秒信号发生器