电子课程设计——交通信号灯设计

（6）手动/自动选择电路 手动/自动选择电路用于实现手动控制和自动 控制的切换。电路可用二选一数据选择器实现。
（7）黄灯闪动控制电路 按设计要求，当计数器减计数至小于等于5s， 黄灯以2HZ频率闪动，当手动/自动选择开关在手动位置 时，黄灯熄灭；当系统处于自动控制时，这时可控制黄 灯以2HZ频率闪动。
(4)时间显示及数码管驱动器 应有“时间显示电路”，承担计数结果的显示任务 ，包括：译码、驱动和高位灭0等。 (5)红黄绿信号灯及信号灯控制器 应有“信号灯驱动电路”，承担驱动信号灯（红、 黄、绿灯）发光的任务；信号灯控制器，控制红黄绿灯 的交替工作。 (6) “手动/自动”选择电路 能根据“手动/自动”开关的选位，选择“自动显示” 或“手动显示”信号，去控制红绿灯及数码牌的显示。
（2）时间牌的管理 ① 当“自动/手动”开关由“手动”转入“自动”时， 时间牌应从设定值开始，按秒显示之后在任一 时刻至本次红绿信号交替时刻之间的时间。 ② 当“自动/手动”开关打在“手动”位置时，或“紧 急”开 关或“灭灯”开关有效时，时间牌数码管应熄灭。
2. 交通管理系统原理设计 设计框图
时间显示 （数码管）
（2）秒脉冲（1HZ）、半秒脉冲(2HZ)和64Hz 64HZ脉冲发生电路：555定时器构成的多谐振 荡器，注意电阻、电容参数的设置；2Hz可由64Hz 分频得到；1HZ可由2Hz分频 （3）初值设定电路 显示时间：20－60s范围内按每10s由人工设定，初 值设定电路至少要输入5个初始值。设计时将计数器的 高位片接初值设定电路，低位片的初值置0，这样就可 以设定20、30、40、50、60这几个初始值了。 ①在减计数器的输入端由开关直接设定初值。 ②用单刀多掷开关和编码器组成初值设定电路。
交通管理系统电路原理控制框图
灭牌
时间显示
信号灯驱动
f1=64Hz
64Hz 秒脉冲 半秒脉冲
f3=1HZ CP f2=2H Z
减计数控制器
05 ~ 01 00
5秒译码 00译码
黄灯显示 控制
f2=2HZ
LD
发生器 初值设定
红绿交替 自动显示 自动/手动 控制 手动显示 选择 灭牌 东西红 +5V
南北红 自动 +5V
（8）信号灯驱动电路 在实际电路设计时，信号灯用发光二极管替代，信号 灯驱动电路的任务是控制发光二极管的亮与灭。而发光 二极管有一定的电流要求（一般为5－10mA）。门电路
的输出接发光二极管，通常要接成灌电流形式 (低 电平驱动)而不能接成拉电流的形式，目的是增强 门电路的驱动能力。
设计时间安排
4 减计数器 1
红黄绿 信号灯
5
数码管 驱动器
控制器
信号灯 控制器
2
时间初 值设定
脉冲产生 与分频
3
手动/自动 选择
6
(1) 控制器 考虑到本系统运行在“自动”时，有多个环节的运作 与东西南北方向通行的倒计时（对时钟脉冲作减计数） 有关。例如，减计数至小于等于5秒，黄灯闪动；减计数 至0秒，红绿灯交替并读入设定值；减计数至当前值，时 间牌显示等。因此，选减计数型控制器是合适的。具体 应选用输出是两位BCD码的减计数器。 ① 减计数至小于等于5秒，黄灯闪动。这意味着，应能 将01－05秒从计数结果中识别出来，故应有“5秒译码电 路”承担对01－05秒的译码任务；并有“黄灯闪动控制 电路”控制黄灯的闪动。
交通管理系统的设计
北
西
东
南 信号灯：红、黄、绿 时间牌：显示时间
1. 设计要求 （1）红绿灯管理 ①东西绿，南北红； 东西红，南北绿。 ②“自动/手动”开关对信号灯的控制 “自动”时：东西方向或南北方向红绿信号应能每隔 一定时间交替地显示，红绿信号灯显示时间相等，且 显示时间能在20秒－60秒范围内按10秒间隔由人工设 定。在交替之前，从第五秒开始黄灯以2HZ频率闪动至 交替时结束。 “手动”时：应能人工控制两个方向的红绿灯的交替 显示（交替前不要求黄灯闪动）。由“手动”转入 “自动”时，红灯或绿灯先转至何方向无要求。
（4）时间显示电路（动态显示） 显示译码器可采用7448，时间显示电路用来 显示计数器的输出结果，因为显示的时间为2位， 采用2位7段数码管显示，数码管前面需加显示译码电路 （如7448）。由于要求采用动态显示，动态显示是要求 用一个显示译码器驱动2个7段数码管。 （5）5秒译码和00译码电路 按设计要求，减计数至小于等于5s，黄灯闪动。这 意味着，系统能将01－05s从计数结果中识别出来，故 应有“5秒译码电路”承担对01－05s的译码任务。减计 数至0秒，红绿灯交替，并读入设定值。应有“00秒译 码电路”承担对00秒的译码任务。 能实现译码的电路：门电路、数据选择器、译码器等
设计6人一组，可以合作完成。自由分组，分组名单3月14号交给我。质 疑时以小组为单位，但每人需有一份完整的设计原理图。
手动
3. 单元电路的设计 （1）减计数控制器 时间显示按十进制数规律变化，可考虑选用BCD码输 出的减计数器-74LS192。
QA Q B QC QD BO CO
Βιβλιοθήκη Baidu
74LS192
A B C D LOAD CLR UP DOWN
< <
两片减计数器的连接？ 可先将两片串接为100进制减计数器，在此基础上，可 进一步设计为其他进制计数器。
第3周： (3月8日)：课程设计任务布置；地点：逸夫楼 213 第4周： (3月14下午)：课程设计辅导讲解；地点：D205 第4周： (3月16晚，17晚，18下午)：课程设计讨论答疑 ；地点：实验室 第5周： (3月21日)：课程设计口试质疑；地点：实验室 第5周： (3月22日)：课程设计开放调试；地点：实验室 第6周： (3月29日)：课程设计实验考核；地点：实验室 第8周： (4月13日)：课程设计报告上交；地点：D教405
②减计数至0秒，红绿灯交替。与以上分析类似，应有 “00秒译码电路”承担对00秒的译码任务；并有“红绿 灯交替控制电路”控制红绿灯的交替。 ③减计数至0秒，读入设定值，故应利用“00秒译码电路 ”的输出，使计数器的置数端有效，以读入设定值。 (2)时间初值设定 设定值分20秒－60秒五档，故应有“设定值读入电 路”，能根据开关的选位，给出相应的设定值。 (3)脉冲产生与分频 时间牌按秒显示，黄灯每秒闪动2次，时间牌动态显 示，故应有“64Hz高频信号、秒脉冲和半秒脉冲发生器 ”。