实验一 简易交通灯电路的设计
数电课程设计简易交通灯控制逻辑电路
数电课程设计简易交通灯控制逻辑电路数电课程设计简易交通灯控制逻辑电路交通灯是在公路交通中起到非常重要作用的设施之一,控制着交通的流动,保证了交通的安全顺畅。
而现代交通灯的实现和控制依赖于计算机技术,而其中的控制逻辑电路就是数电课程设计中可以涉及到的内容。
在本篇文章中,我们将会详细地介绍设计简易交通灯控制逻辑电路。
一、设计思路首先,我们需要了解交通灯的基本控制逻辑:红灯亮时,车辆和行人要停止前进;黄灯亮时,表示灯将要变为绿灯,车辆和行人要注意;绿灯亮时,车辆和行人可以前进。
基于这样的控制逻辑,在数电课中我们可以使用基本的逻辑门电路以及时序电路来实现交通灯的控制。
具体而言,我们可以使用以下电路元件:1. 555 定时器2. 开关3. 七段数码管4. LED 灯5. 逻辑门我们使用555 定时器实现时序控制,通过开关控制电路的启动和停止。
当电路启动时,第一组LED 灯亮起,表示绿灯,车辆和行人可以通行;在绿灯亮起后一段时间后,第二组LED 灯亮起,表示黄灯,此时车辆和行人应注意并减速。
最后,当黄灯持续一段时间后,第三组LED 灯亮起,表示红灯,此时车辆和行人应停止前进。
在逻辑电路设计方面,我们使用74LS08 门电路,构建逻辑电路。
使用开关控制定时器和LED 灯的工作,通过逻辑电路控制LED 灯的亮灭,从而实现交通灯的控制。
二、电路设计1. 定时器电路我们使用555 定时器构建定时器电路,该电路的具体实现如下:其中,R1、R2、C1 分别控制定时器的电路,R3 控制LED 灯的电流,R4 是保护电路。
在此基础上,我们可以控制定时器的启动和停止,从而控制交通灯的控制。
2. 逻辑电路我们使用74LS08 门电路构建逻辑电路,其中包括了与门、非门、或门等基本电路。
我们可以使用这些基本电路组成复杂的逻辑运算。
3. LED 灯我们使用LED 灯作为交通灯的信号灯,对应着绿灯、黄灯和红灯。
对于LED 灯的电路连接,我们可以通过实验发现,使用三极管可以有效地控制LED 灯的亮灭。
简易交通灯控制逻辑电路设计报告
简易交通灯控制逻辑电路设计报告目录一、设计任务和要求 (2)二、设计目的 (2)三、设计方案选择 (2)四、单元电路的选择设计 (5)1.秒脉冲电路的选择设计 (5)2.计时器电路的选择设计 (7)3.状态控制器电路的选择设计 (8)4.时钟、状态控制判断系统电路的选择设计 (10)5.状态翻译电路的选择设计 (13)6.输出调整电路的选择设计 (14)7.紧急开关设计 (15)8.信号灯系统电路设计 (16)五、系统的调试与仿真 (16)1.调试软件 (16)2.仿真电路的联成 (16)3.电路的调试 (18)六、心得体会 (21)七、元件列表 (22)八、参考书 (23)一、设计任务和要求设计一个简易交通灯控制逻辑电路,要求:1、东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮,时间15s。
2、东西方向与南北方向黄灯亮,时间5s。
3、南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮,时间10s。
4、如果发生紧急事件,可以动手控制四个方向红灯全亮。
二、设计目的1、进一步熟悉和掌握数字电子电路的设计方法和步骤2、进一步将理论和实践相结合3、熟悉和掌握仿真软件的应用三、设计方案选择任务要求实际上就是4个状态,不妨设:S1:东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮,时间15s;S2:东西方向与南北方向黄灯亮,时间5s;S3:南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮,时间l0s;S4:如果发生紧急事件,可以手动控制四个方向红灯全亮。
【表1】主电路状态与指示灯状态转换主电路要实现S1→S2→S3状态的循环转换,而且可以在任何一个状态进入S4,并能恢复正常工作状态。
S1=15s;S2=5s;S3=10s。
方案一①、S1-S3使用2个SR锁存器,设置00,01,10三个状态。
②、S4使用触发器,当出现紧急情况,触发器由“0”进入S4状态“1”后,在解除紧急时,恢复“0”,进入S1状态。
③、使用4个JK触发器,实现16位计数。
方案二①、S1-S3使用2个7473替代的T触发器。
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。
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。
交通灯控制电路设计 (2)
交通灯控制电路设计简介交通灯是每个城市道路上必不可少的设备,用于管理和控制车辆和行人的通行。
交通灯控制电路是交通灯正常运行的关键组成部分,它负责将电力信号转换为特定的灯光组合,在不同的情况下精确控制交通流量。
本文档将介绍交通灯控制电路的设计原理、主要组成部分和操作逻辑。
设计原理交通灯控制电路的设计原理基于以下几个主要方面:1.电源供应:交通灯控制电路需要一个稳定可靠的电源供应,以确保交通灯可以持续运行。
通常使用交流电源或直流电源,具体根据实际情况来确定。
2.时序控制:交通灯按照预定的时间序列切换灯光状态。
通过精确的时间计时器和逻辑控制电路,控制不同方向的交通灯按照预设的时间间隔进行切换。
3.灯光控制:根据交通信号灯的功能需求,设计灯光控制电路。
典型的交通信号灯包括红色、黄色和绿色灯。
灯光控制电路需要能够根据时序控制信号切换相应的灯光状态。
4.状态检测:交通灯控制电路还需能够检测交通流量和故障情况。
例如,当检测到交通流量较大时,交通灯应能自动调整时间间隔以适应道路状况。
主要组成部分交通灯控制电路通常由以下主要组成部分构成:1.电源模块:电源模块负责提供稳定的电源供应,可以包括电源适配器、稳压电路和滤波电路等。
2.控制单元:控制单元是交通灯控制电路的核心部分,负责协调各个信号灯的状态变化。
它通常由计时器、逻辑门电路和触发器等元件组成。
3.灯光模块:灯光模块包括红色、黄色和绿色交通信号灯。
每个信号灯使用一个独立的LED或灯泡,通过控制电路切换不同的灯光状态。
4.传感器模块:传感器模块用于检测交通流量和故障情况。
常见的传感器包括车辆检测器和故障检测器。
操作逻辑交通灯控制电路的操作逻辑可以简单描述如下:1.初始化:交通灯控制电路在启动时进行初始化。
将所有信号灯设置为红色,并开始计时。
2.时间切换:按照预设的时间序列,在设定的时间间隔内,依次切换信号灯的状态。
例如,绿灯亮10秒、黄灯亮5秒、红灯亮20秒。
3.交通流量检测:控制单元通过连接的车辆检测器检测交通流量。
简易交通灯报告(附源程序——汇编语言)
题目:简易交通灯一、设计目的利用TDN微机原理试验箱及单元电路,实现对一道路交通灯的控制。
当通过车辆计数达到50时,绿灯灭,红灯亮,同时数码块倒计时若干秒(此次设计中设为9秒)。
此时,车辆停止,行人可以通过。
二、参加人员及分工李——试验报告霍——调试程序洪——编写程序三、技术要求1、设计完成交通灯的电路2、采用TDN试验箱上的8255、8259、8253完成3、程序设计中采用软件延时四、试验器材TDN-MD86/51实验箱一台,8253一片,8255一片,8259一片,数码管一组,发光二极管一组。
五、设计和调试环境TDN-MD86/51教学试验系统六、题目分析、工作原理、设计思想题目分析我们所做的交通灯是控制单路口处车辆和行人的通过及停止的简易交通灯。
因此需要两个灯和一块用于显示倒计时的数码块来控制车辆和行人的通行、停留问题。
其中两个灯分为红绿色,主要根据两只灯的亮灭情况来控制车辆,当红灯灭绿灯亮的时候车辆可以通过,而红灯亮绿灯灭时车辆就要停止通行。
数码块用于显示倒计时的时间以控制人,当倒计时开始时人通行,倒计时结束后行人就要等待。
根据题目分析得出以下设计思想及工作原理:设计思想在一开始启动交通灯时设置为红灯灭绿灯亮,让车辆先通行,行人等待,当通过50辆车后,红绿灯都同时灭然后红灯亮绿灯灭且数码快开始倒计时,此时为行人通行时间。
然后当数码块倒计时到0时行人通行的时间结束。
转而红灯灭绿灯亮又改为车辆通行时间。
红绿灯和数码块如此反复工作就构成的交通灯。
工作原理通过向8259写入程序来控制其他器件的工作。
在程序一开始写入中断向量和各芯片的控制方式字,以确保发生中断是正确的响应中断及芯片正确的工作状态。
接下来的程序就是控制8255和8253,8255选择工作方式1,A、B、C、口都做基本的输入输出。
通过8255A 口先让红灯灭绿灯亮。
8253选择工作方式2:计数停止中断,通过8253对车辆的计数达到50辆车是就发出中断请求。
简易交通灯控制电路的设计
课程设计任务书课程名称电子线路课程设计课程设计题目简易交通灯控制电路的设计课程设计的内容及要求:一、设计说明与技术指标1.东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮,时间25秒。
2.东西方向与南北方向黄灯亮时间5秒。
3.南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮时间15秒。
4.如果发生紧急事,件可以手动控制四个方向红灯全亮,禁止该道路的车辆通行,特殊情况后能恢复正常。
二、设计要求1. 在选择器件时,应考虑成本。
2. 根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
3. 画出电路原理图(元器件标准化,电路图规范化)。
三、实验要求1.根据技术指标制定实验方案;验证所设计的电路。
2.进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料1.童诗白,华成英主编,模拟电子技术基础。
[M]北京:高等教育出版社,2006年。
2.闫石,数字电路基础(第五版),[M]北京:高等教育出版社,2005.3.陈孝兵555集成电路使用电路集高等教育出版社,2002-84.王刚TTL集成电路应用机械工业出版社2000-10五、按照要求撰写课程设计实验报告成绩评定表:指导教师签字:2015 年1 月16 日一、概述随着我国汽车工业的发展,近年来交通事故高发,是一个普遍的问题,因此,交通红绿灯的设计,关乎所有人的生命安全。
本次课设要求完成红绿灯设计电路,且各个方向的时间不相同,但是东西方向可以共用一个红绿灯,南北方向也可以共用一个红绿灯,设计电路中,应该先选择触发器产生波形,计数器进行计数,这样计数时间一定后将进位端连上合适的门电路,产生符合要求的红绿灯设计电路。
二、方案设计设计方框图如图1所示图1. 方案设计方框图设计思路:(1)555芯片构造成多谐振荡器,产生时钟脉冲,时钟脉冲是总电路的控制,为计数器,各个数列提供时钟脉冲。
(2)用一个161的十六进制计数器组成的分频电路,把原来555所组成的时钟脉冲进行分频,555设计产生2HZ的时钟信号,161进行十倍分频,原信号变为0.2HZ这时候作为新的输入信号,用来做下一个161片子的时钟输入端。
数电实验——交通灯
实验8 综合实验——交通控制灯一、实验目的设计一个电路,用于十字路口的车辆控制的交通灯,自己可以随意发挥,按照实际情况设计一个可以用于十字路口的交通灯。
用仿真软件进行仿真。
二、实验仪器74LS192,74LS47,74LS00,74LS11,74LS32,74LS04,74LS10,74 LS161,以及数码管。
三、实验原理设两个路口分别为甲、乙路口,根据实际情况,则应该有以下四种情况:(1)甲路口红灯亮,乙路口绿灯亮。
(2)甲路口红灯继续亮,乙路口黄灯亮。
(3)甲路口绿灯亮,乙路口红灯亮。
(4)甲路口黄灯亮,乙路口红灯继续亮。
经过分析,决定用74LS192来进行减法计数,然后用74LS161的计数输出来控制数码管的CA端,即控制数码管是否点亮。
74LS161的计数脉冲由74LS192的输出通过一系列逻辑门电路来控制,使其每5秒输出一个脉冲。
然后通过74LS161的输出通过逻辑门电路与数码管相连,来控制哪个数码管亮以及亮多长时间。
具体情况如下表:注意:74LS161设计的为12进制计数器。
74LS161的CLK 端的输入为:CLK=A ⊕C+B+D (D,C,B,A 分别为74LS192的个位片的输出端口,顺序为由高到低) 以下为个数码管的CA 端输入:甲路口红灯为:JR=)()(D B D C+∙+甲路口黄灯为:JY=ABD 甲路口绿灯为:JB=DB BD A CB ∙∙乙路口红灯为:YR= ABD+DB BD AC B ∙∙乙路口黄灯为:YY=)()(A B D C D++∙+乙路口绿灯为:YB=C B A 设计出来的实验电路图:4L S 32N四、 实验内容按照自己所想的,在multisim中连接电路,经过好多次的尝试之后,有了些眉目了,连接好电路之后,终于可以按照自己的想法实现电路的功能了。
不过在连接过程中发现,当数码管的数量增加时,电路的处理速度明显的变慢,而且还出现显示不稳定,不该显示的数码管有些跳动的现象。
简易交通灯控制电路的设计课程设计
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,向着数字化、小功率、多样化、方便人、车、路三者关系的协调,多值化方向发展,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,引入了数字电路,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Multisim软件对所设计电路进行了仿真。
【关键字】秒脉冲发生器减计数器主控电路译码电路数码显示管
【技术要求】
设计一个十字路口的红、绿、黄信号交通灯控制电路,计提要求如下:
1.实现定周控制:主干道绿灯45秒,支干道绿灯25秒;
2.每次由绿灯转为红灯时,应有5秒黄灯作为过渡ห้องสมุดไป่ตู้才能变换运行车道;
3.分别用红、黄、绿三色发光二极管表示信号灯;
4.每一种灯亮的时间都用显示器进行显示,并采用倒计时的方法。
第一个暂稳状态的脉冲宽度 ,即 从 充电上升到 所需的
( + )Cln2=( + )C
第二个暂稳状态的脉冲宽度 ,即 从 放电下降到 所需的时间:
Cln2=
振荡周期T= + ( +2 )C
振荡频率
占空比
由式可得,占空比大于总是>%50。若设占空比=%50,又知交通信号灯的振荡周期是1S,可得到本次所需要的元器件阻值:
实训报告-交通灯控制电路设计
实训报告-交通灯控制电路设计本次实训的主要任务是设计一个基于计数器和电路传输的交通灯控制电路,能够实现红黄绿三种灯的循环切换,并且速度可调。
1. 实验设备1颗10段计数器、1颗555定时器、3颗双极性三极管、3颗17V/0.5W二极管、3颗红色LED、3颗黄色LED、3颗绿色LED、数个电阻和连接器。
2. 实验原理本次实验主要基于计数器和555定时器实现。
计数器累加一次后会触发一次输出信号,通过此信号来控制各个灯的亮灭。
同时,555定时器用于控制红绿灯切换的时间。
当555定时器的输出信号改变时,通过转换电路,控制红绿灯的状态改变。
3. 实验过程首先,将计数器的时钟接入555定时器的输出端。
然后,将所有的LED和二极管连接到一个共同的正极上,并通过三个开关来控制每个LED的反向极。
此时,可以根据需要进行连接。
一般情况下,红色LED与红色线(反向极)相连,黄色LED与黄色线相连,绿色LED与绿色线相连。
接下来,将三个双极性三极管连接到每个LED的反向极上,并通过电阻进行限流。
此时,可以将计数器的输出端连接到三个双极性三极管的基极。
通过转换电路控制三个双极性三极管的导通和截止,从而控制LED的亮灭。
最后,通过调节555定时器的参数,控制红绿灯的切换时间。
可以通过调节电位器改变输出频率,从而达到速度可调的效果。
4. 实验结果在实验环境中,我们可以看到红黄绿三种灯一次次地循环闪烁,速度可调,非常符合实际的交通灯控制需求。
同时,每个灯的亮灭状态也非常清晰,基本没有出现闪烁和误触发等问题。
5. 总结通过本次实验,我们进一步了解了交通灯控制电路的设计原理和实现过程,并通过实际操作掌握了如何基于计数器和555定时器来实现交通灯的循环切换。
此外,我们还学习了如何通过转换电路控制三个双极性三极管的导通和截止,从而实现LED的亮灭控制。
这对于我们今后的电子技术学习和实践都非常有帮助。
实验一 简易交通灯电路的设计
实验一简易交通灯电路的设计一、实验目的1、了解循环码节拍分配器的工作原理、设计方法及应用。
2、实现简易交通灯电路的设计。
3、学会用Multisim 2001设计简易交通灯电路二、实验原理说明1、节拍分配器工作原理如图1所示,节拍分配器是由N级触发器组成的计数器和N线译码器组成,对应计数器的2n个状态,译码器使2n个输出端只有一个输出端呈现有效电平。
在时钟脉冲的作用下,计数器改变状态,译码器的各个输出端就轮流出现有效电平。
当计数器是循环计数器时,该节拍分配器就称为循环码节拍分配器,常用于计算机通信设备中。
图2为由J-K触发器构成的节拍分配器。
图2 由J-K触发器构成的节拍分配器(1)、写出触发器的控制函数及电路的输出函数;(2)、写出触发器的状态方程;(3)、作出电路状态转换表及转换图;(4)、画出逻辑电路。
2、节拍码分配器的应用基于节拍分配器的原理,可以设计彩灯控制器。
利用译码器的各个输出端去控制不同的彩灯亮或不亮。
当有两个彩灯连在一端时,就会两个两个的亮,余其类推。
当在一个彩灯环中有多组彩灯时,把每组的同个颜色的连接在同一端就会产生循环移动的情形。
但要考虑驱动问题。
三、实验仪器及器件仔细查看数字电路实验装置的结构:直流稳压电源、信号源,逻辑开关,逻辑电平显示器,元器件位置的布局及使用方法。
具体实验设备与器件有:1、直流稳压电源2、双踪示波器3、数字万用表4、实验箱5、主要参考器件 74LS193 (1片) 、74LS138 (1片)、其他逻辑门电路若干。
四、实验内容1、设计一个循环节拍分配电路—简易交通灯电路。
基本要求:(1)、3个输出端分别表示红、绿、黄三灯,交通灯亮的顺序是红、黄、绿、红、黄、绿单向循环点亮。
(2)、输出用发光二极管显示。
(3)、三种灯亮的时间是红、绿灯每次亮l0s,黄灯每次亮5s;提高要求:(1)、有3个输出端分别表示红、绿、黄三灯,交通灯亮的顺序是红、黄、绿、黄、红依次循环点亮。
交通灯控制电路设计+设计流程图+设计电路图+实物图
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内。
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。
1、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。
2、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,设置5s计时显示电路。
3、原理电路设计(1)设计逻辑流程(2)方案比较及整体电路方案一:根据题目,主支干道红绿灯分时亮可以分成四种状态。
若采用两个JK触发器即可满足。
考虑到主支干道计数的不同,需要从计数器那里产生一个信号,来使JK触发器改变状态。
当然可以通过逻辑推导,然后用各种基本的数字器件,如与非门,来产生一个满足要求的信号。
但是用到的器件比较多,而且布线较复杂。
所以不采用这个方案。
方案二:鉴于方案一,考虑采用中规模集成电路,因此选择使用了数据选择器。
将计数器某个计数到的信号,如5s,接到数据选择器的数据输入端,然后将由JK触发器产生的表明四种状态的信号Q2和Q1接到数据选择器的地址代码端。
这个方案解决了方案一的问题,所以采用了这种设计方法。
方案三:按照JK触发器习惯的接法,由数据输出端来的信号接到J或K,但是若计数器采用置零的方式,信号有效的时间很短,这就要求触发器有较高的扫描频率,但是计数器的频率已经固定是1s,造成同一个频率电路,却需要不同的频率。
因此采用直接接进触发器的使能端。
至此,确定了最后的方案。
(3)单元电路设计及电路的工作原理为了便于分析,把一些单元电路从整体电路中分离出来,同时为了电路的简洁明了,分析电路的逻辑时,还把次要的元件暂时移除.单元电路各部分以及功能如下:控制电路主控电路是本课题的核心,主要产生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。
交通灯设计实验报告(硬件原理图+程序)
交通灯信号灯自动控制系统交通灯原理图一、系统的基本功能要求(1)以秒为计时单位,两位数码管以十进制递减计数形式作定时显示,在递减计数回零瞬间完成换灯操作。
(2)通过键盘红黄绿三色信号灯所亮时间在0~99秒内任意设定。
(3)十字路口的通行起始状态可人工设定,运行中可通过人工干预使十字路口通行状态固定于任何一种工作模式。
硬件设计1.系统总体框图2.电路设计(1)显示模块倒计时与时钟说明:⑴共阴极两位数码管用于倒计时;段选端由锁存器控制,位选端用P3_0与P3_1控制⑵两个四位共阴极数码组成八位数码管用于时钟显示段位选分别由两个锁存器控制(2)红绿灯模块说明:⑴图为两方向的红绿黄灯,分别接在P0口上,由P0口控制⑵51系列单片机的P0口内部没有集成上拉电阻,加上拉就是提高驱动能力,必须要通过上拉电阻接VCC。
上拉电阻一般接1K的。
(3)键盘模块说明⑴P2键控制功能说明:P2^6 key0绿灯位选择P2^5 key1黄灯位选择P2^4 key2 加1操作P2^3 key3 减1操作P2^2 key4 信号灯状态固定P2^1 key5 信号灯状态切换P2^0 key6时钟时分秒设置键⑵键盘加上拉电阻为了提高驱动能力3.复位电路:4.时钟电路:说明:用12M晶振时电容要选择30p软件部分1、主程序流程图2、时钟初值控制子程序3、绿灯,黄灯初值设置子程序4、时钟控制与倒计时控制时钟,倒计时初值通过键盘输入。
倒计时使用52单片机内部定时器1实现计数,时钟控制部分是使用定时、计数器2实现计时,以秒为基本单位在数码管中显示。
时钟部分:当秒的个位计时到了10,则秒个位清0,同时十位进一,以此类推;倒计时部分显示是则递减显示。
此过程通过判断语句实现。
5、.灯状态控制灯的状态通过键盘扫描控制。
状态固定键按下时,关闭定时器1;再次按下此键时,打开定时器。
状态选择键按下时,程基本功能:(1)A B干道分别有两组红黄绿灯,各自的亮灯时间与状态由键盘控制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实验一简易交通灯电路的设计
一、实验目的
1、了解循环码节拍分配器的工作原理、设计方法及应用。
2、实现简易交通灯电路的设计。
3、学会用Multisim 2001设计简易交通灯电路
二、实验原理说明
1、节拍分配器工作原理
如图1所示,节拍分配器是由N级触发器组成的计数器和N线译码器组成,对应计数器的2n个状态,译码器使2n个输出端只有一个输出端呈现有效电平。
在时钟脉冲的作用下,计数器改变状态,译码器的各个输出端就轮流出现有效电平。
当计数器是循环计数器时,该节拍分配器就称为循环码节拍分配器,常用于计算机通信设备中。
图2为由J-K触发器构成的节拍分配器。
图2 由J-K触发器构成的节拍分配器
(1)、写出触发器的控制函数及电路的输出函数;
(2)、写出触发器的状态方程;
(3)、作出电路状态转换表及转换图;
(4)、画出逻辑电路。
2、节拍码分配器的应用
基于节拍分配器的原理,可以设计彩灯控制器。
利用译码器的各个输出端去控制不同的彩灯亮或不亮。
当有两个彩灯连在一端时,就会两个两个的亮,余其类推。
当在一个彩灯环中有多组彩灯时,把每组的同个颜色的连接在同一端就会产生循环移动的情形。
但要考虑驱动问题。
三、实验仪器及器件
仔细查看数字电路实验装置的结构:直流稳压电源、信号源,逻辑开关,逻辑电平显示器,元器件位置的布局及使用方法。
具体实验设备与器件有:
1、直流稳压电源
2、双踪示波器
3、数字万用表
4、实验箱
5、主要参考器件 74LS193 (1片) 、74LS138 (1片)、其他逻辑门电路若干。
四、实验内容
1、设计一个循环节拍分配电路—简易交通灯电路。
基本要求:
(1)、3个输出端分别表示红、绿、黄三灯,交通灯亮的顺序是红、黄、绿、红、黄、绿单向循环点亮。
(2)、输出用发光二极管显示。
(3)、三种灯亮的时间是红、绿灯每次亮l0s,黄灯每次亮5s;
提高要求:
(1)、有3个输出端分别表示红、绿、黄三灯,交通灯亮的顺序是红、黄、绿、黄、红依次循环点亮。
(双向循环)
(2)、具有手动控制功能,能使某种颜色的灯亮时间为定值;
设计提示:
利用节拍分配器原理设计此电路,由计数器和译码器实现红绿灯按红、黄、绿、黄、红顺序依次循环.计数器由统一的时钟脉冲控制,本次实验红灯、绿灯与黄灯亮的时间比为2:1,故可利用译码器的两个输出管脚表示红灯及绿灯,一个输出管脚表示黄灯,通过改变CP频率,即可实现实验要求。
此外,加入控制信号P使CP=CP1*P,则当P=1时,实现自动控制;当P=0时,实现手动控制。
2、借助MultiSim2001仿真软件检验设计结果,并做出分析。
3、在实验现场验证所设计电路结果
五、预习要求
1、设计一个简易交通灯控制电路。
写明设计过程,画出逻辑图,从所给芯片中选用所需要的。
画出接线
图并注明管脚号码。
2、熟练使用仿真软件Multisim并进行仿真。
六、实验注意事项
1、74LS138译码控制端E1E2E3 =001才可译码,译码输入端是C、B、A由高到低。
2、译码器输出低电平有效,要考虑发光二极管的极性。
3、74LS193清零端是高电平有效。
七、设计报告要求
1、选择设计方案,画出总电路原理框图,叙述设计思路。
2、单元电路设计及基本原理分析。
3、提供参数计算过程和选择器件依据。
4、记录调试过程,对调试过程中遇到的故障进行分析。
5、记录测试结果并做简要说明。
6、设计过程的体会与创新点、建议。
7、元件清单。
八、思考题
1、上述交通灯电路如果要求灯亮时间可调该如何设计?
2、试应用节拍分配器原理设计一彩灯循环电路,要求六彩灯循环。