交通信号灯自动控制器
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(3)主干道红灯亮,辅干道绿灯亮。表示主干道禁 止通行,辅干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。
(2)主干道绿灯亮,辅干道黄灯亮。表示主干道 上的车辆允许通行,,辅干道上位过县停车线的 车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行。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。
定时器在电路中的电路图
3)控制器
控制器是交通管理的核心,它应该能 够按照交通管理规则控制信号灯工 作状态的转换。从ASM图可以列出 控制器的状态转换表,如表12、3 所示。选用两个D触发器做为时序 寄存器产生 4种状态,控制器状态 转换的条件为TL和TY,当控制器 处于Q1n+1Q0n+1= 00状态时, 如果TL= 0,则控制器保持在00状 态;如果,则控制器转换到 Q1n+1Q0n+1= 01状态。这两种 情况与条件TY无关,所以用无关项 "X"表示。其余情况依次类推,同 时表中还列出了状态转换信号ST。 选用74LS74实现每个D触发器的输 入函数,用减法计数器的输出,通 过逻辑电路控制双D触发器Q0和 Q1在4种状态图间跳变 电路逻辑图 如右图:
状态的定 时。
两方向车道的交通灯的运行状态共有4种(因人行 道的交通灯和车道的交通灯是同步的,所以不考虑) ,如图1-2所示
一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程如下:
(1)图主干道绿灯亮,辅干道红灯亮。表示主 干道上的车辆允许通行,辅干道禁止通行。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。
5)译码交通信号灯
6)整体布局
四、元器件清单
集成电路 74LS74 1片
74LS48 2片
74LS20 1片
74LS192 2片
74LS00 1片
74LS04 2片
N555 1片
芯片座若干
电容 10μF , 0.01μFBiblioteka Baidu, 1μF , 0.1μF 各一支
电阻 47KΩ 两个
1KΩ 一个
发光二极管 6 个
AG=1:主干道绿灯亮; BG=1:辅干道绿灯亮;
AY=1:主干道黄灯亮; BY=1:辅干道黄灯亮; A R=1:主干道红灯亮; BR=1:辅干道红灯亮;
• 设控制器的初始状态为S0(用 状态框表示S0),当S0的持续 时间小于25秒时,TL=0(用判 断框表示TL),控制器保持S0 不变。只有当S0的持续时间等 于25秒时,TL=1,跳转到S1, 这时当S1持续时间小于5秒时 TY=0,控制器保持S1不变,只 有当持续时间等于5秒时,控制 器发出状态转换信号ST(用条 件输出框表示ST),也就是说 每跳转一次持续总时长为30秒, 然后转换到下一个S2状态,满 足条件又跳到S3的总时长30秒 工作状态。
交通信号灯自动控制器 课程设计
二、交通信号灯控制原理
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、译码器和秒脉冲 信号发生器等部分组 成。秒脉冲发生器是 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
(3)主干道红灯亮,辅干道绿灯亮。表示主干道禁 止通行,辅干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。
(3)主干道红灯亮,辅干道绿灯亮。表示主干道 禁止通行,辅干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。
(3)主干道红灯亮,辅干道绿灯亮。表示主干道禁 止通行,辅干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。
(4)主干道黄灯亮,辅干道绿灯亮。表示主干道 上位过县停车线的车辆停止通行,已过停车线的 车辆继续通行,辅干道禁止通行。黄灯亮足规定 的时间间隔TY时,控制器发出状态转换信号ST, 系统又转换到第(1)种工作状态。
4)译码器
译码器的主要任务是将控制器的输出 Q1、 Q0 的4种工作状态,翻译成甲、辅干道上6个信号灯 的工作状态。控制器的状态编码与信号灯控制信 号之间的关系如表 所示。通过与非门和非门来简 洁翻译成两路交通的亮灭,其中,黄灯的闪烁, 是通过NPN三极管的基极接脉冲信号控制其通断 实现的。
译码器控制电路
NPN三极管 2个
五、心得体会
通过这次课程设计,不仅加深了我对数字逻辑电路的理解,而且 加强了我独立思考和合作交流及动手能力。通过对设计中的每个模块 的设计巩固了对理论知识的掌握,而且感觉实践和理论并非同一回事 。
三、单元电路的设计
1、秒脉冲发生器 2、定时器 3、控制器 4、译码器 5、交通信号灯 6、整个交通灯控制系统的布局
1)秒脉冲发生器
脉冲信号发生器用 的是555定时器构 成多谐震荡器,震 荡频率为: f=1.43/(R1+2R2)C
2)定时器
定时器由与系统秒脉冲(由 上面时钟脉冲产生器提供)同 步的计数器构成,要求计数器 在状态信号ST作用下,首先清 零,然后在时钟脉冲上升沿作 用下,计数器从30开始进行减1 计数,向控制器提供模5的定时 信号TY和模25的定时信号TL。 计数器选用集成电路74LS192 进行设计较简便。74LS192是4 位十进制同步计数器,它具有 同步清零、同步置数的功能。 74LS192的外引线排列图如图4 所示,其功能表如图5所示。
交通灯以上4种工作状态 的转换是由控制器器 进行控制的。设控制 器的四种状态编码为 00、01、11、10,并 分别用S0、S1、S3、 S2表示,则控制器的 工作状态及功能如表 所示。
控制器应送出甲、辅干道红、黄、绿 灯的控制信号。为简便起见,把灯的 代号和灯的驱动信号合二为一,并作
如下规定:
器的工作。图中:
TL: 表示主干道或者辅干 道红灯亮的时间间隔25秒 ,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5秒。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。 时。由它 控制定时器开始下个工作